El traje espacial que convierte la orina en agua para beber: así logra potabilizar medio litro en menos de cinco minutos

Los trajes espaciales son esenciales para la supervivencia de los astronautas, ya que les proporcionan el aire y la presión necesarios para vivir en el espacio. A lo largo del tiempo, estas prendas han ido evolucionado e incorporando las últimas tecnologías. SpaceX, por ejemplo, ha desarrollado indumentaria con HUD en el casco y cámaras integradas; mientras que la NASA ha diseñado modelos más ligeros y versátiles. Incluso Decathlon, marca conocida por su material deportivo en España, está elaborando el traje de actividad intravehicular para los astronautas de la agencia espacial francesa. Ahora, unos investigadores han ido un paso más desarrollando ropa espacial que convierte la orina en agua potable.

Cuando salen al espacio exterior, los astronautas tienen que hacer sus necesidades dentro de los trajes espaciales. Y para ello, en la actualidad estos utilizan una especie de pañal gigante, que además de ser poco higiénico resultan incómodos. Incluso suponen un derroche, ya que a diferencia de las aguas residuales a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés), el agua de la micción no se recicla. Como solución, unos científicos de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) han diseñado un interesante sistema. 

En concreto, el equipo de investigadores ha ideado una prenda espacial con un nuevo sistema de recogida y filtración de orina que convierte el pis en agua potable, limpiando 500 mililitros en tan sólo cinco minutos. Un invento que surgió tras inspirarse en el stillsuit, los trajes de cuerpo entero que utilizan los Fremen, los habitantes del desértico planeta Arrakis de la franquicia de ciencia ficción Dune y que recogen constantemente el sudor y la orina para convertirlos en agua potable; lo que les supone todo un salvavidas en un mundo donde el agua no abunda.

Un sistema innovador

Gracias a este nuevo sistema los trajes de Dune están a punto de ser toda una realidad. De hecho, los investigadores ya han publicado los resultados de las pruebas de su primer prototipo en la revista Frontiers in Space Technology. "Como estudiante de primer año en la Universidad de Cornell en la primavera de 2022, me senté una noche a leer Dune. A la mañana siguiente, después de ocho horas de lectura continua, estaba obsesionada, en particular con la idea de un traje espacial", señala Sofia Etlin, primera autora del estudio, a Interesting Engineering (IE).

Etlin también mencionó al mismo medio que unos meses más tarde se fundó una empresa emergente con sede en Cornell (Ithaca, Nueva York) llamada Fremen Space, Inc. para hacer realidad esta tecnología de ciencia ficción. Un mecanismo que los científicos esperan que lo utilicen los astronautas que viajen a partir de 2026 la Luna en las misiones Artemis y aquellos que acudan a Marte a principios de la década de 2030. Esta ropa también jubilaría a las prendas de máxima absorción (MAG, por sus siglas en inglés) que desde los años 70 utilizan los cosmonautas.

Los recipientes recolectores de orina (izqda) y el sistema (dcha). Luca Bielski/Karen Morales Omicrono

Desde hace tiempo los astronautas se quejan de la falta de comodidad e higiene de las MAG, que son unas prendas multicapa similares a los pañales. "Al parecer, el MAG ha tenido fugas y ha causado problemas de salud como infecciones del tracto urinario y molestias gastrointestinales. Además, actualmente los astronautas sólo disponen de un litro de agua en sus bolsas de bebida. Esto es insuficiente para las caminatas espaciales lunares previstas, de mayor duración, que pueden durar diez horas, e incluso hasta 24 horas en caso de emergencia", indica Etlin en un comunicado de prensa.

Incluso los astronautas ya han demandado que en los futuros trajes espaciales se reduzca el tiempo necesario para llenar y desgasificar las bolsas de bebida de la ropa y que se añada un suministro separado de bebida de alta energía sin cafeína. Con estos objetivos en mente y basándose en el universo de Dune, los científicos diseñado un dispositivo de recogida de orina que incorpora una cómoda prenda interior fabricada con múltiples capas de tejido flexible. Para recolectar el pis, esta se conecta a un recipiente de silicona moldeada, con diseños específicos para mujeres y hombres que se ajustan alrededor de sus genitales.

Fotograma de la película 'Dune'. Foto de archivo Omicrono

La cara interior está forrada de microfibra de poliéster o de una mezcla de nailon y elastano para alejar la orina del cuerpo y dirigirla hacia la superficie interior del recipiente. Y un sensor detecta la humedad y activa de forma automática una bomba de vacío para su eliminación; y una vez recogido el pis se envía al sistema de filtrado avanzado en dos pasos. "El diseño incluye un catéter externo basado en el vacío que conduce a una unidad combinada de ósmosis directa e inversa, proporcionando un suministro continuo de agua potable con múltiples mecanismos de seguridad para garantizar el bienestar de los astronautas", explica Sofia Etlin.

Los científicos señalan en su estudio que, una vez recogida la orina, su invento la recicla con una eficacia del 78% mediante un sistema integrado de filtración de ósmosis inversa y de avance en dos pasos. Éste utiliza un gradiente de concentración para eliminar el agua de la orina, además de una bomba para separar el agua de la sal. A continuación, el agua purificada se enriquece en electrolitos y se bombea a la bolsa de bebida del traje, y está de nuevo disponible para consumir.

Filtra en cinco minutos

Este innovador sistema destaca también por ser ligero, tiene un peso aproximado de ocho kilogramos, y lo suficientemente compacto -mide 38 centímetros de largo por 23 cm de ancho y de alto- para que los astronautas lo llevan como una mochila en su espalda. Además, viene con una gran variedad de tecnologías, desde bombas de control hasta sensores y una pantalla de cristal líquido. Los investigadores señalan que funciona con una batería de 20,5 V y 40 amperios hora de capacidad.

Otro detalle importante de este innovador sistema es que es totalmente capaz de limpiar 500 mililitros de orina en tan sólo cinco minutos. Por lo que la gran ventaja de esta tecnología es que resuelve el problema de la disponibilidad limitada de agua. "El mayor suministro global de agua que genera nuestro sistema mantendrá hidratados a los astronautas. El IDB del traje Axiom tiene una capacidad de unos 2 litros, lo que simplemente no será suficiente para las exigentes misiones de más de seis horas que se espera que realicen en los próximos años", afirma Etlin a IE.

En cuanto a los siguientes pasos, los científicos aseguran que al tener ya disponible el prototipo de su tecnología, esperan probar en condiciones simuladas y, posteriormente, durante caminatas espaciales reales. "Nuestro sistema puede probarse en condiciones de microgravedad simulada, ya que la microgravedad es el principal factor espacial que debemos tener en cuenta. Estas pruebas garantizarán la funcionalidad y seguridad del sistema antes de su despliegue en misiones espaciales reales", concluye Christopher E. Mason, profesor de la Universidad de Cornell y autor principal del estudio.