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Tecnología enviada por la Nasa a la Universidad de Dakota del Norte transforma residuos humanos, orina, agua usada y restos de alimentos en recursos para misiones espaciales, al integrar reciclaje, cultivo hidropónico y sistemas de soporte vital en hábitats lunares y marcianos.
La Nasa inició pruebas con una unidad móvil de tratamiento de residuos capaz de transformar desechos humanos, orina, agua usada en higiene y restos de alimentos en recursos para misiones de larga duración en la Luna y en Marte.
Desarrollada en el Centro Espacial Kennedy, en Florida, la tecnología fue enviada a la Universidad de Dakota del Norte, en Grand Forks, donde será conectada a un hábitat análogo lunar y marciano usado en simulaciones de misiones espaciales.
Llamado Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility, o DDWTF, el sistema fue creado para reducir la dependencia de agua, fertilizantes y otros suministros enviados desde la Tierra durante operaciones espaciales de larga duración.
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Según la Nasa, la propuesta es reutilizar materiales producidos por la propia tripulación a lo largo de la misión, formando un ciclo más cerrado de soporte vital en ambientes fuera de la Tierra.
En misiones más distantes, la reposición de recursos enviados desde el planeta se vuelve más limitada, lo que aumenta la necesidad de sistemas capaces de recuperar agua, nutrientes y materiales que normalmente serían descartados.
En este modelo, agua, nutrientes y residuos pasan a integrar la operación de supervivencia en lugar de ser tratados solo como ítems de consumo o descarte dentro del hábitat.
Cómo funciona el sistema de la Nasa
La unidad fue instalada en un tráiler de 8,5 por 24 pies y reúne tres sistemas de biorreactores, un jardín vertical, equipos de pulido de agua, sensores ambientales, software de control autónomo y dispositivos de seguridad.
Preparado para funcionar como laboratorio transportable, el conjunto podrá ser utilizado en diferentes ambientes de simulación conforme la tecnología avance en las pruebas conducidas por la Nasa y la Universidad de Dakota del Norte.
En comparación con sistemas convencionales de saneamiento, el DDWTF mantiene los residuos separados desde el origen, lo que permite aplicar tratamientos específicos de acuerdo con la composición de cada material.
Heces, orina, agua de higiene, agua de lavandería y restos de comida siguen flujos propios dentro de la unidad, con procesos ajustados a las características químicas y biológicas de cada tipo de residuo.
Esta separación se adopta porque pequeñas tripulaciones pueden generar residuos concentrados, con diferentes niveles de sales, sólidos, carbono, nitrógeno, fósforo y otros compuestos presentes en el material recolectado.
Al tratar cada flujo de forma separada, la NASA busca ampliar la recuperación de recursos y reducir pérdidas durante el procesamiento de residuos en hábitats espaciales.
Uno de los biorreactores fue diseñado para procesar residuos fecales y restos de alimentos, convirtiendo ese material en una solución rica en nutrientes destinada al cultivo hidropónico de plantas.
Otros componentes del sistema tratan orina y aguas residuales, con foco en la recuperación de agua para reutilización segura dentro de la estructura de soporte vital.
Cultivo hidropónico en hábitat lunar y marciano
En la Universidad de Dakota del Norte, estudiantes de posgrado e investigadores de la NASA evaluarán el desempeño de la unidad tras su integración al Integrated Lunar/Martian Analog Habitat, ambiente usado para simular desafíos operacionales en otro cuerpo celeste.
Con esta conexión, será posible observar el funcionamiento del sistema en una rutina experimental más cercana a las condiciones planeadas para misiones lunares y marcianas de larga duración.
Las pruebas incluyen la comparación entre plantas alimentadas por nutrientes generados a partir de los residuos procesados y plantas cultivadas por métodos hidropónicos tradicionales.
Esta etapa debe indicar si el material recuperado por el DDWTF puede ser usado en el apoyo a la producción de alimentos en hábitats espaciales cerrados.
Además de la eficiencia técnica, los investigadores analizarán confiabilidad, necesidad de mantenimiento, entrenamiento requerido de la tripulación y comportamiento de los equipos en condiciones simuladas.
Estos factores son considerados por la NASA en la evaluación de tecnologías destinadas a misiones en las que la tripulación tendrá menor acceso a reparaciones, piezas y soporte externo inmediato.
El análisis también debe comparar residuos simulados con residuos metabólicos humanos generados en ambiente análogo, para verificar diferencias de desempeño durante el procesamiento.
Esta comparación es necesaria porque materiales artificiales pueden no reproducir todos los aspectos de los residuos producidos por tripulaciones, especialmente cuando hay variaciones en la alimentación, en el consumo de agua y en la rutina operacional.
Reciclaje de agua y nutrientes en el espacio
El DDWTF forma parte de los estudios de la NASA en sistemas de soporte vital biorregenerativos, área enfocada en la combinación de reciclaje de agua, recuperación de nutrientes, producción de alimentos y reducción del volumen de desecho.
La agencia afirma que estos sistemas buscan usar procesos biológicos y tecnológicos para mantener hábitats en operación por períodos más largos, con menor necesidad de carga enviada desde la Tierra.
En la Estación Espacial Internacional, la NASA ya utiliza el laboratorio orbital como plataforma para probar tecnologías de reciclaje y recuperación de recursos en un ambiente de microgravedad.
En 2023, la agencia informó que el sistema de control ambiental y soporte vital de la estación alcanzó la meta de recuperar cerca del 98% del agua disponible, incluyendo líquidos provenientes de la orina, el sudor y la humedad de la respiración de los astronautas.
El resultado se asoció al desempeño del Brine Processor Assembly, equipo desarrollado para extraer agua residual de la salmuera dejada por el procesamiento de la orina.
Antes de la instalación de este componente, la recuperación total de agua en la estación estaba entre el 93% y el 94%, de acuerdo con información divulgada por la NASA.
Tras la recuperación, el agua pasa por etapas de filtrado, tratamiento y verificación de pureza antes de ser liberada para uso por la tripulación.
Este proceso forma parte de la infraestructura de soporte vital utilizada para sostener astronautas en misiones orbitales y sirve como referencia para tecnologías planeadas para operaciones más distantes.
Por qué la Luna se convirtió en campo de prueba
La NASA afirma que el programa Artemis tiene como objetivo establecer una presencia humana sostenida en la Luna, donde los hábitats necesitarán operar con una cadena de reabastecimiento diferente a la utilizada en órbita baja.
En este escenario, sistemas capaces de transformar residuos en insumos entran en la evaluación técnica de soluciones para reducir masa, volumen de desecho y dependencia logística en misiones prolongadas.
Luke Roberson, líder de sistemas de agua de superficie en el Mars Campaign Office del Centro Espacial Kennedy, afirmó que la agencia desarrolla tecnologías para procesar aguas residuales en nutrientes destinados a plantas y a la biomanufactura.
La declaración fue divulgada por la NASA en el anuncio sobre el envío de la unidad a la Universidad de Dakota del Norte, donde el equipo será integrado al hábitat análogo.
Aún en fase de pruebas, la tecnología será evaluada para verificar cómo puede operar en hábitats lunares y marcianos, con foco en la recuperación de agua y nutrientes dentro de sistemas cerrados.
En misiones de larga duración, la eficiencia de estos ciclos puede influir en el volumen de suministros necesarios, la operación de los hábitats y la planificación de las actividades científicas fuera de la Tierra.
La unidad enviada a la Universidad de Dakota del Norte no representa una solución final para todos los residuos humanos en el espacio, sino una etapa de validación de tecnologías orientadas al aprovechamiento de recursos.
Al reunir tratamiento de aguas residuales, recuperación de agua y cultivo de plantas en un mismo sistema, la NASA prueba una forma de transformar residuos en parte de la infraestructura de soporte vital fuera de la Tierra.
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