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Tecnología de electroagricultura transforma CO₂ y electricidad en nutrientes para cultivos en la oscuridad, mientras investigaciones sobre comida en misiones largas a la Luna y Marte avanzan con foco en reducir cargas enviadas desde la Tierra.
La producción de alimentos en el espacio está entre los temas investigados para misiones de larga duración a la Luna y Marte, con un frente científico orientado a transformar CO₂ y electricidad en nutrientes para organismos cultivados en la oscuridad.
Llamada electroagricultura, la tecnología aún está en estudio, pero aparece en investigaciones como una alternativa para reducir parte de la dependencia de cargas de comida enviadas desde la Tierra en viajes espaciales prolongados.
Hasta el momento, no hay indicación de que la NASA tenga una granja lista para alimentar astronautas en Marte, pero hay investigaciones universitarias e iniciativas ligadas a la exploración espacial orientadas a ese objetivo.
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Estos estudios buscan sistemas capaces de producir alimentos con menos luz, menos área ocupada y menor uso de recursos, factores considerados relevantes en naves, bases lunares y posibles instalaciones en Marte.
Misiones tripuladas a Marte pueden durar cientos de días, y una tripulación de seis personas requeriría un gran volumen de alimentos para atravesar el viaje con seguridad.
Por este motivo, agencias espaciales y grupos de investigación evalúan tecnologías que permitan producir parte de la comida durante la misión, en lugar de transportar todo el suministro desde el lanzamiento.
Electroagricultura intenta reducir la dependencia de la luz
La electroagricultura propone una forma alternativa de cultivo, basada en el uso de electricidad para convertir dióxido de carbono en acetato, una molécula orgánica que puede servir de fuente de carbono y energía para determinados organismos.
En este proceso, la conversión se realiza por un electrolizador, equipo que utiliza corriente eléctrica para transformar materias primas simples en compuestos que pueden ser aprovechados en sistemas biológicos controlados.
Tras esta etapa, organismos como levaduras, algas, hongos y, en investigaciones más recientes, plantas genéticamente modificadas, pueden recibir el acetato como fuente de alimentación en ambientes sin luz.
La propuesta fue descrita por investigadores de la Universidad de California en Riverside y de la Universidad Washington en St. Louis en un estudio publicado en la revista Joule, según divulgación de Cell Press.
Según los investigadores, la idea central es reducir la dependencia de la luz solar o de lámparas LED, ya que la fotosíntesis convierte solo una pequeña fracción de la energía luminosa en biomasa aprovechable.
Robert Jinkerson, profesor de ingeniería química y ambiental de UC Riverside, afirma que la agricultura podría avanzar hacia ambientes controlados y menos dependientes de las condiciones naturales.
Su equipo trabaja con Feng Jiao, investigador de la Universidad Washington en St. Louis, en el desarrollo de rutas químicas y biológicas para transformar CO₂ en alimento.
Eficiencia hasta 18 veces mayor aún depende de validación
Los resultados más expresivos reportados en las investigaciones ocurrieron con organismos que ya pueden crecer sin luz, como levaduras, algas y hongos.
Estudios citados por los investigadores indican que, en algunos casos, la conversión de energía en alimento puede ser hasta 18 veces más eficiente que métodos tradicionales basados en azúcar proveniente de plantas cultivadas por fotosíntesis.
Con plantas, sin embargo, los experimentos aún enfrentan limitaciones técnicas que impiden la aplicación directa del método como fuente completa de alimento en una misión espacial.
Lechuga, tomate y pimiento fueron probados con acetato marcado con carbono-13, lo que permitió verificar si la molécula era incorporada a los tejidos vegetales.
Los experimentos mostraron que las plantas podían absorber el compuesto, aunque aún no han presentado crecimiento significativo solo con esta fuente de energía.
Para intentar superar esta limitación, los investigadores utilizan herramientas de edición genética, como el CRISPR, con el objetivo de reactivar vías metabólicas presentes en las semillas durante la germinación.
En la fase inicial de crecimiento, la planta usa reservas internas antes de depender plenamente de la fotosíntesis, y la propuesta de los estudios es adaptar este mecanismo para mejorar el aprovechamiento del acetato.
Aun así, el proceso depende de validación adicional antes de ser considerado una solución aplicable a gran escala para el cultivo de alimentos fuera de la Tierra.
En la fase actual, la electroagricultura aparece como tecnología en desarrollo, no como sustituto listo de los cultivos convencionales ni como sistema comprobado para alimentar a una tripulación entera en Marte.
La propia investigación indica que los logros más consistentes, hasta ahora, han ocurrido en organismos más simples de cultivar en la oscuridad, especialmente hongos, algas y levaduras.
Nasa busca comida para misiones de larga duración
La Nasa y la Agencia Espacial Canadiense lanzaron el Deep Space Food Challenge en 2021 para estimular tecnologías capaces de producir alimentos seguros, nutritivos y palatables en misiones de larga duración.
El objetivo declarado del desafío es desarrollar sistemas que usen pocos recursos, generen poco desperdicio y también puedan tener aplicación en ambientes extremos en la Tierra.
Este programa ayuda a explicar el interés por soluciones como la electroagricultura, aunque se evalúan diferentes tecnologías para satisfacer las necesidades nutricionales de astronautas en viajes prolongados.
En una nave, una base lunar o una futura instalación en Marte, factores comunes en la agricultura terrestre se convierten en restricciones técnicas, como la falta de grandes áreas disponibles y la necesidad de un control riguroso de luz, agua y nutrientes.
El riego también presenta desafíos en microgravedad, porque el agua, el aire y los nutrientes necesitan circular de manera predecible para evitar la acumulación de humedad, fallos de crecimiento y contaminación microbiana.
Por eso, sistemas cerrados, con reciclaje de aire y nutrientes, son estudiados como parte de la ingeniería alimentaria orientada a misiones espaciales de larga duración.
Además de las plantas, otras propuestas analizadas para el espacio incluyen hongos, microorganismos, proteínas alternativas y módulos de cultivo diseñados para operar con bajo consumo de recursos.
La competencia organizada por la Nasa busca comparar diferentes caminos tecnológicos, sin depender de una única solución para todas las necesidades nutricionales de los astronautas.
Producción de alimentos en el espacio puede impactar la Tierra
Aunque el enfoque inicial está en misiones espaciales, la electroagricultura también se estudia por su posible uso en ciudades densas, regiones con poco suelo fértil y lugares afectados por sequías, frío extremo o desastres.
En teoría, los alimentos podrían ser producidos en ambientes cerrados, con control de temperatura, agua y nutrientes, siempre que la tecnología alcance eficiencia, seguridad y escala compatibles con aplicaciones reales.
Otra posibilidad señalada por investigadores involucra reducir la necesidad de grandes áreas agrícolas para determinados cultivos de alto valor, especialmente aquellos orientados a la producción de ingredientes específicos.
Entre las aplicaciones citadas en investigaciones están alimentos frescos, compuestos usados por la industria, vacunas, medicamentos e ingredientes de alto valor, siempre que la eficiencia y la seguridad sean comprobadas en mayor escala.
Antes de cualquier uso amplio, sin embargo, hay cuestiones técnicas y regulatorias por resolver, incluyendo costo energético, estabilidad genética de las plantas modificadas, control de contaminaciones y reglas para producción en ambientes cerrados.
Producir una muestra en laboratorio no equivale a mantener un sistema alimentario confiable durante meses o años, especialmente en un ambiente espacial con recursos limitados y alta exigencia operacional.
La investigación sobre comida en el espacio indica que misiones largas a Marte dependen de sistemas capaces de producir alimento, reciclar recursos y funcionar con previsibilidad lejos de la Tierra.
Para que viajes de este tipo se vuelvan sostenibles, tecnologías como la electroagricultura aún necesitan avanzar en eficiencia, seguridad, escala y validación práctica en ambientes controlados.
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