Lunes, 27 de noviembre de 2006
La NASA desarrolla un complejo y sorprendente sistema de reciclaje para obtener agua potable del aire exhalado y la orina de los astronautas



En la ?pica novela ecol?gica de Frank Herbert Dunas (1965), ambientada en Arrakis, un planeta des?rtico ficticio perteneciente al sistema planetario de otra estrella, el agua es tan preciada que incluso la transpiraci?n y la humedad de la respiraci?n son capturadas y purificadas para beber.

En los viajes reales a la Luna y a Marte, es posible que la ciencia real acabe imitando a la ciencia ficci?n. De hecho, los cient?ficos e ingenieros del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA (Marshall Space Flight Center, MSFC) est?n dando los ?ltimos toques a los sistemas que captan el di?xido de carbono exhalado y la orina para transformarlos en ox?geno y agua potable.

Abajo: Un desierto cubierto de dunas en un planeta de nuestro propio Sistema Solar.
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"En las primeras misiones espaciales (Mercurio, G?minis, Apolo) se llevaba todo el agua y el ox?geno necesarios, desechando en el espacio los l?quidos y gases residuales", explica Robert Bagdigian del MSFC. Pronto, los sistemas de soporte vital de los astronautas fueron de "ciclo abierto", es decir que necesitaban ser reabastecidos desde la Tierra, algo que todav?a sucede hoy en d?a en la Estaci?n Espacial Internacional (EEI).

Pero para una misi?n de larga duraci?n a la Luna o a Marte, "Tiene sentido cerrar el ciclo", es decir, reciclar el aire y el agua residuales en lugar de desecharlos. Pronto la EEI pondr? a prueba este sistema de regeneraci?n.



El nombre del proyecto es Sistema de Control Ambiental y Soporte Vital (Environmental Control and Life Support Systems), mejor conocido por su acr?nimo ECLSS (pronunciado Eclis). Bagdigian es el director del proyecto ECLSS.

"Los rusos nos llevan ventaja", afirma Robyn Carrasquillo, director de ingenier?a del ECLSS. Las primeras naves Soyuz y la Mir eran capaces de condensar la humedad directamente del aire y utilizando la electr?lisis (hacer pasar una corriente el?ctrica a trav?s del agua) producir ox?geno para respirar". El nuevo sistema regenerador de la NASA (ECLSS) que ser? enviado a la EEI en 2008 va m?s all?: "Adem?s de la humedad puede recuperar la orina".

La recuperaci?n de la orina es todo un desaf?o de ingenier?a: "La orina es mucho m?s sucia que la humedad normal", explica Carrasquillo. "Puede corroer los equipos y atascar los conductos. El ECLSS utiliza un proceso de purificaci?n denominado destilaci?n por compresi?n del vapor. La orina es hervida hasta que el agua que contiene se convierte en vapor. Este vapor (pr?cticamente agua pura excepto por algunas trazas de amoniaco y otros gases) llega a una c?mara de destilaci?n, dejando atr?s un espeso caldo marr?n de impurezas y sales que Carrasquillo caritativamente llama "salmuera" (y que se desecha). El vapor es enfriado y condensado, y el agua resultante es purificada una vez m?s para convertirse en agua potable. El ECLSS puede recuperar el 100% de la humedad del aire y el 85% del agua en la orina, proporcionando por tanto una recuperaci?n con una eficiencia en conjunto de alrededor del 93%.


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Arriba: Camino abierto hacia las estrellas. El funcionamiento del sistema de regeneraci?n ECLSS ser? puesto a prueba a bordo de la EEI.

As? es c?mo funciona en la Tierra. En el espacio existe un desaf?o adicional: "El vapor no se eleva". La flotabilidad requiere gravedad, y en la microgravedad de una nave espacial, el vapor simplemente "se asienta". No se eleva de forma natural hacia la c?mara de destilaci?n. Por lo tanto en la versi?n del ECLSS que se est? completando para la EEI en el Centro Marshall "hacemos girar todo el sistema de destilaci?n para crear gravedad artificial de manera que el vapor se separe de la salmuera", declara Carrasquillo.

Por otra parte, en microgravedad los cabellos humanos, las c?lulas de la piel, las pelusas y otras impurezas flotan en el aire en lugar de caer al suelo. Por lo tanto, el procesador requiere un impresionante sistema de filtrado. Cuando al final surge el agua pura, se le a?ade Yodo para retardar el desarrollo de microbios (el cloro utilizado en la Tierra para purificar el agua es demasiado reactivo y peligroso para ser almacenado y manipulado en el espacio).

Derecha: El equipo ECLSS. Imagen

El sistema de recuperaci?n y regeneraci?n de agua para la EEI, que pesa casi tonelada y media "producir? medio gal?n (casi dos litros), por hora lo que est? por encima de las actuales necesidades de la tripulaci?n", afirma Carrasquillo. "Esto permitir? a la estaci?n espacial mantener de forma continua un total de seis astronautas". El sistema est? dise?ado para producir agua potable "con unos est?ndares mejores que la mayor?a de los sistemas municipales de abastecimiento de agua", a?ade Bagdigian.

Adem?s de proporcionar agua potable para la tripulaci?n, el sistema de recuperaci?n proporcionar? agua a la otra mitad del ECLSS, el sistema de generaci?n de ox?geno (OGS). El OGS opera mediante electrolisis. Separa las mol?culas de agua en ox?geno para respirar e hidr?geno que es expulsado fuera de la nave. "El ciclo de aire necesita agua muy limpia de manera que no se contamine y ensucien las c?lulas del electrolito", se?ala Bagdigian.

"La regeneraci?n es mucho m?s eficiente en cuanto a costos que reabastecer la estaci?n con agua desde la Tierra", declara Carrasquillo, especialmente despu?s de que se retire el Transbordador Espacial en 2010.

Reciclar hasta el 93% del agua de desecho es impresionante, pero para misiones a la Luna o Marte de meses o a?os, alguna versi?n posterior del ECLSS debe lograr acercarse a una eficiencia del 100%.

Entonces, los astronautas ser?n capaces de sobrevivir en la versi?n de Dunas de nuestro propio Sistema Solar.




::: FUENTE: "[email protected]" :::
www.ciencia.nasa.gov

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Publicado por zameex @ 10:33 AM  | [email protected]
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