La NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y su homóloga de China planean construir bases lunares en las próximas décadas, dentro de un plan de exploración espacial más amplio que llevará al ser humano a destinos más lejanos, como Marte.

Sin embargo, la colonización de la Luna plantea problemas como los altos niveles de radiación, las temperaturas extremas, el bombardeo de meteoritos o uno logístico: cómo llevar hasta allí los materiales de construcción, aunque quizá no haga falta.

La urea de la orina se podría usar como plastificante en el hormigón, fabricado con material de la superficie lunar y el agua de algunas zonas o de la propia orina

Transportar alrededor de 0,45 kg de la Tierra al espacio cuesta unos 10.000 dólares, lo que implica que la construcción de un módulo completo en nuestro satélite de esta manera saldría muy caro. Por este motivo, las agencias espaciales apuestan por utilizar las materias primas de la superficie lunar, o incluso, las que pueden aportar los propios astronautas, como su orina.

Científicos de Noruega, España, Países Bajos e Italia, en colaboración con la ESA, han realizado diversos experimentos para verificar el potencial que tiene la urea de la orina como plastificante, un aditivo que se puede incorporar al hormigón para suavizar la mezcla inicial y hacerla más moldeable antes de que endurezca. Los detalles se publican en el Journal of Cleaner Production.

“Para fabricar el hormigón basado en geopolímeros que se usará en la Luna, la idea es utilizar lo que hay allí: el regolito (material suelto de la superficie lunar) y el agua del hielo presente en algunas zonas”, explica uno de los autores, Ramón Pamies, profesor de la Universidad Politécnica de Cartagena (Murcia), donde se han realizado diversos análisis de las muestras mediante difracción de rayos X.

“Pero además –añade–, con este estudio hemos visto que un producto de desecho, como es la orina del personal que ocupe las bases lunares, se podría utilizar también. Los dos principales componentes de este fluido corporal son el agua y la urea, una molécula que permite romper los enlaces de hidrógeno y, por tanto, reducir las viscosidades de muchas mezclas acuosas”.

Impresión 3D de la mezcla

Usando un material desarrollado por la ESA similar al regolito lunar, junto a la urea y diversos plastificantes, los investigadores han fabricado con una impresora 3D diversos cilindros de ‘barro’ y comparado los resultados.

Las muestras con urea soportaban grandes pesos, se mantenían estables y, una vez calentadas, eran resistentes a los ciclos de congelación-descongelación

Los experimentos, realizados en la Universidad de Østfold (Noruega), revelan que las muestras que llevaban urea soportaban grandes pesos y se mantenían con una forma casi estable. Una vez calentadas a 80 °C también se comprobó su resistencia, que incluso siguió aumentando después de ocho ciclos de congelación-descongelación como los que ocurren en la Luna.

“Todavía no hemos investigado cómo se extraería la urea de la orina, ya que estamos valorando si realmente sería necesario, porque quizá sus otros componentes también podrían servir para formar el hormigón geopolimérico”, apunta una de las investigadoras de la universidad noruega, Anna-Lena Kjøniksen, que añade: “El propio agua de la orina se podría usar para la mezcla, junto a la que se pueda obtener en la Luna, o una combinación de ambas”.

Los científicos subrayan la necesidad de seguir realizando ensayos para encontrar el mejor material de construcción para las bases lunares, donde se podrá producir en serie mediante impresoras 3D.

Dispositivo para imprimir muestras en 3D. / Shima Pilehvar et al./ Journal of Cleaner Production

Ensayos para ver la capacidad de formar capas de una mezcla de material con un 3% de urea (muestra U) y otra con un 3% de naftaleno, un plastificante habitual (muestra N). / Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

Referencia bibliográfica:

Shima Pilehvar, Marlies Arnhof, Ramon Pamies, Luca Valentini, Anna-Lena Kjøniksen. “Utilization of urea as an accessible superplasticizer on the moon for lunar geopolymer mixtures”. Journal of Cleaner Production 247, 20 February 2020.