La Luna es un lugar inhóspito donde cualquier material, incluso los excrementos, pueden ser realmente valiosos. Es por ello que un estudio europeo patrocinado por la Agencia Espacial Europea, la ESA demostró que la urea, el principal compuesto orgánico de la orina, podría ayudar a construir los futuros habitáculos lunares, al conseguir que el material sea más maleable antes de endurecerse y adoptar la forma definitiva de la estructura.
Los investigadores descubrieron que la urea, añadida a la mezcla de geopolímero lunar (un material de construcción similar al hormigón), funcionaba mejor que otros plastificantes comunes, como el naftaleno o el policarboxilato, a la hora de reducir la necesidad de agua. De hecho, utilizada en una impresora 3D, la mezcla demostró ser más resistente y preservar una buena maleabilidad, pues una muestra fresca se podía moldear fácilmente y mantenía su forma soportando pesos encima hasta diez veces superiores al suyo.
El futuro del ser humano en la Luna
“La comunidad científica está especialmente impresionada por la gran resistencia de esta nueva receta en comparación con otras mezclas; además, también le atrae la idea de que permita utilizar material ya disponible en la Luna”, explica Marlies Arnhof, coautora del estudio del Equipo de Conceptos Avanzados (ACT) de la ESA.
El empleo exclusivo de materiales ya disponibles sobre el terreno, una estrategia conocida en el mundillo como “utilización de recursos in situ” (ISRU), reducirá la necesidad de enviar desde la Tierra grandes volúmenes de suministros para construir asentamientos en la Luna.
El principal ingrediente sería el regolito lunar, una roca que puede encontrarse en la superficie de nuestro satélite natural. La urea utilizada como superplastificante limitaría la cantidad de agua necesaria para la receta.
¿Por qué la urea?
“La urea es barata y está fácilmente disponible; además, permite fabricar materiales de construcción resistentes para una base lunar”, apunta Marlies.
Tras el agua, la urea es el compuesto más abundante en la orina humana. Puede romper enlaces de hidrógeno y reducir la viscosidad de las mezclas fluidas. Además, la orina también contiene minerales de calcio que ayudan al proceso de fraguado. En la Tierra, la urea se produce a escala industrial y es muy utilizada como fertilizante y como materia prima por empresas químicas y farmacéuticas.
Como señala Marlies: “Esperamos que la orina de los astronautas pueda utilizarse prácticamente tal cual en una futura base lunar, con ajustes mínimos en el contenido de agua. Esto sería muy práctico y evitaría tener que complicar aún más los sofisticados sistemas de reciclaje de agua utilizados en el espacio”.
Diversos ensayos han confirmado que este tipo de hormigón mezclado con urea sería capaz de resistir las adversas condiciones espaciales, como el vacío o las temperaturas extremas. Estos dos factores son los que más afectan a las condiciones físicas y mecánicas de los materiales de construcción para la superficie lunar.
Diversos ensayos han confirmado que este tipo de hormigón mezclado con urea sería capaz de resistir las adversas condiciones espaciales, como el vacío o las temperaturas extremas.
Todas las muestras se sometieron a ciclos de vacío y de congelación-descongelación para simular los drásticos cambios de temperatura que se dan del día a la noche, con variaciones de -171 °C a 114 °C. Las muestras resistieron temperaturas de 114 °C a -80 °C, un buen indicador de cómo se comportaría el material a temperaturas aún más bajas.
Trabajo en equipo
La estrecha colaboración entre los investigadores de la ESA en los Países Bajos y universidades de Noruega, España e Italia en el marco de la iniciativa Ariadna “nos ha permitido desarrollar una idea experimental algo arriesgada que puede aportar resultados valiosos no solo para la exploración espacial, sino también para aplicaciones tecnológicas en la Tierra”, explica Marlies.
“La industria podría beneficiarse de recetas adaptadas para polímeros inorgánicos resistentes al calor y al fuego, adecuados para la fabricación de aditivos”, concluye.
Otra de las cuestiones candentes que el equipo desea estudiar más adelante es cómo las fibras basálticas de la Luna podrían reforzar este hormigón y cómo el material podría aprovecharse al máximo para resguardar a una colonia lunar. Los investigadores esperan que este nuevo mortero a base de urea pueda ayudar a proteger a los futuros astronautas de niveles nocivos de radiación ionizante.
