Crean el Destiltraje de Dune en la vida real

Como muchas otras historias de ciencia ficción, Dune tiene algunos elementos basados o inspirados al menos en lo científico. Las setas mágicas, por ejemplo, son uno de ellos. Pero a menudo, se da el camino inverso y lo que aparece en alguna novela de ciencia ficción, es luego recreado por los expertos en la materia: un ejemplo es la capacidad de borrar recuerdos, como ocurre en Men in black, pero hay muchos más. El último de ellos se ha presentado recientemente y es el famoso destiltraje de Dune, la novela de Fran Herbert.

En la novela, este traje permite desarrollar actividades en el desierto del planeta Arrakis y cuenta con una serie de capas porosas que absorben la humedad corporal y la filtran para llevarla a una bolsa y que su portador pueda beber. También permite reciclar la orina, las heces y hasta la humedad que respiramos.

Vamos entonces con la versión real del destiltraje. En los paseos espaciales o misiones en la Luna o en futuras a otros planetas, los astronautas tienen que hacer sus necesidades dentro de sus trajes espaciales. Esto no solo es incómodo para el usuario y antihigiénico, sino que también supone un desperdicio, ya que, a diferencia de las aguas residuales a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), el agua de la orina de los paseos espaciales no se recicla.

Una solución para estos desafíos sería los destiltrajes, una “fantasía” que se ha convertido en un prototipo de sistema de recolección y filtración de orina para trajes espaciales. El diseño, realizado por investigadores de la Universidad de Cornell, se ha publicado en Frontiers in Space Technology.

“El diseño incluye un catéter externo que conduce a una unidad combinada de ósmosis directa-inversa, que proporciona un suministro continuo de agua potable con múltiples mecanismos de seguridad para garantizar el bienestar de los astronautas”, explica Sofia Etlin, líder del estudio.

En 2025 y 2026, la NASA está planificando las misiones Artemis II y III, en las que una tripulación orbitará la Luna y aterrizará en su polo sur, respectivamente. Se espera que a estas misiones les sigan misiones tripuladas a Marte a principios de la década de 2030. Sin embargo, los astronautas se han quejado durante mucho tiempo de la falta de comodidad e higiene de la actual prenda de máxima absorbencia (MAG), el sistema de gestión de residuos de los trajes espaciales tradicionales de la NASA, en uso desde finales de los años 1970, que funciona como un pañal para adultos de varias capas hecho de polímero superabsorbente.

“Según informa la NASA, el MAG tuvo en algunos casos filtraciones y provocó problemas de salud como infecciones del tracto urinario y malestar gastrointestinal – añade Etlin -. Además, actualmente los astronautas solo tienen disponible un litro de agua en las bolsas de bebidas que llevan dentro del traje. Esto no es suficiente para los paseos espaciales lunares planificados y de mayor duración, que pueden durar diez horas o incluso hasta 24 horas en caso de emergencia”, afirmó Etlin.

Los astronautas también han solicitado que en futuros trajes espaciales se reduzca el tiempo necesario para llenar y desgasificar las bolsas de bebidas dentro del traje, y que se agregue un suministro separado de bebida de alta energía sin cafeína. Con todos estos objetivos en mente, el equipo de Etlin ha diseñado un dispositivo de recolección de orina, que incluye una prenda interior hecha de múltiples capas de tela flexible. Este se conecta a una copa recolectora (con una forma y tamaño diferente para mujeres y hombres) de silicona moldeada, para ajustarse alrededor de los genitales.

La cara interior del vaso colector está revestida con microfibra de poliéster o una mezcla de nailon y spandex, para extraer la orina del cuerpo y hacia la cara interior del vaso, desde donde es succionada por una bomba de vacío. Una etiqueta RFID, unida a un hidrogel absorbente, reacciona a la humedad activando la bomba.

Una vez recolectada, la orina se desvía al sistema de filtración de orina, donde se recicla con una eficiencia del 87 % a través de un sistema de filtración de ósmosis inversa e integrada de dos pasos. Utiliza un gradiente de concentración para eliminar el agua de la orina, además de una bomba para separar el agua de la sal. Luego, el agua purificada se enriquece con electrolitos y se bombea a la bolsa de bebidas del traje, nuevamente disponible para el consumo. ¿El resultado? Recoger y purificar 500 ml de orina solo lleva cinco minutos.

El sistema, que integra bombas de control, sensores y una pantalla de cristal líquido, funciona con una batería de 20,5 V con una capacidad de 40 amperios-hora. Su tamaño total es de 38 por 23 por 23 cm, con un peso de aproximadamente ocho kilogramos: lo suficientemente compacto y ligero como para llevarlo en la espalda de un traje espacial. Ahora que el prototipo está disponible, el nuevo diseño se puede probar en condiciones simuladas y, posteriormente, durante paseos espaciales reales.

“Nuestro sistema se puede probar en condiciones de microgravedad simuladas, 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, coautor del estudio.