Estudiantes trabajan para reciclar agua en la ISS

Un equipo de investigadores de la Universidad de Puerto Rico – Reciento de Río Piedras trabaja para descubrir un sistema de reciclaje de agua más eficiente para su uso en misiones espaciales.

En el espacio, el agua es valiosa y difícil de encontrar. Reciclar el agua de forma eficiente es vital para los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional y para los que algún día viajarán a la Luna y más allá.

Hace años que la Estación Espacial Internacional (EEI) recicla orina para reducir la necesidad de reabastecimiento de agua en los lanzamientos espaciales. Aunque el reciclaje ha tenido éxito, un equipo de investigadores de la Universidad de Puerto Rico – Recinto de Río Piedras está trabajando para desarrollar un proceso más eficiente y obtener más agua utilizable a un menor precio. El trabajo es una colaboración con la NASA de parte de las estudiantes doctorales Liz Santiago Martoral y Alondra Rodríguez-Rolón, con la tutoría del profesor Eduardo Nicolau.

Su investigación se centra en los cristales líquidos liotrópicos que se utilizan en los geles cosméticos para retener la humedad, y en la enzima ureasa, presente en algas y plantas. Una mezcla de jabón y agua es un ejemplo cotidiano de cristal líquido liotrópico.

El método emplea una membrana, una barrera que permite la entrada de algunas sustancias mientras bloquea otras, recubierta de un gel de cristal líquido liotrópico que sirve de hospedaje para que la enzima ureasa descomponga la urea.

Una solución salina en el otro lado de la membrana crea un cambio de presión, arrastrando la orina a través de la membrana. Cuando la orina pasa por la membrana, la enzima ureasa separa sus componentes: agua, amoníaco y dióxido de carbono.

«Lo bueno es que no solo pensamos obtener agua limpia, sino que también queremos utilizar esos subproductos para el almacenamiento y la producción de energía», dijo Santiago Martoral. «No hay que limpiar tanto porque las biomembranas tienden a autolimpiarse. Pueden regenerarse por sí mismas en caso de alguna interrupción en su estructura».

Un sistema así requeriría menos energía y fuerza mecánica.

El equipo trabaja en un sistema a pequeña escala, retocando el diseño, examinando problemas (como proporcionar un mejor ambiente para las enzimas y el tamaño de las membranas), así como incorporando las lecciones aprendidas de los astronautas que estuvieron en gravedad cero.

«Todavía hay que resolver muchos problemas para poder ofrecer un sistema a gran escala que pueda implementarse en la EEI», dijo Santiago Martoral.
Uniendo a los estudiantes y al profesorado con la NASA

La investigación fue impulsada por el programa Oportunidad de Investigación Institucional de MUREP (MIRO, por sus siglas en inglés) de la NASA, administrado por el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la agencia en Edwards, California. MUREP (las silgas en inglés de Proyecto de Investigación y Educación Universitaria para Minorías) ofrece premios competitivos a las instituciones que sirven a las minorías para realizar investigaciones alineadas con las misiones de la NASA.

La colaboración con la NASA proporciona oportunidades para el profesorado y los estudiantes, incluyendo becas, otros premios de programas de subvención y pasantías, así como la oportunidad de enviar experimentos en vuelos de gravedad cero y a la EEI.

Esta colaboración con la agencia supone una validación para el centro de investigación de la universidad, ya que demuestra que cuenta con las capacidades, los recursos y el entorno necesarios para cumplir los objetivos de la NASA, dijo Nicolau.

«En mi caso, me ha ayudado a crecer enormemente en mi carrera», dijo Nicolau. «Cuando me convertí en profesor, para mí fue un paso natural seguir buscando esas oportunidades para mis alumnos. Es esa pequeña semilla que estás plantando con nuestros estudiantes, dándoles la oportunidad que necesitan para tener éxito».

En 2019, Nicolau lideró el esfuerzo exitoso para ganar fondos adicionales del MIRO, creando la Asociación Espacial de Puerto Rico para la Investigación, la Innovación y la Capacitación (PR-SPRinT, por sus siglas en inglés). El objetivo de ese centro es ofrecer oportunidades a los estudiantes y al profesorado para realizar investigaciones relacionadas con los objetivos de las misiones de la NASA.

Rodríguez-Rolón es una becaria de MUREP, un programa destinado a proporcionar experiencia en STEM al tiempo que contribuye directamente a la misión de la agencia. Está interesada en la remediación del agua y sus posibles aplicaciones para el programa Artemis y otras misiones a la Luna y más allá.

«Quiero inspirar a las niñas para que quieran dedicarse a la ciencia», dijo Rodríguez-Rolón. «Es un honor representar al centro universitario de la NASA, representar a las mujeres en la química y a las mujeres latinas en la NASA».

La MIRO ayudó a la universidad a proporcionar un espacio para que los estudiantes, especialmente los de comunidades desfavorecidas, siguieran carreras de ciencia, tecnología e ingeniería. También les inspiró a cursar estudios superiores, dijo Santiago Martoral.

«Ha sido una experiencia de crecimiento y estoy muy agradecida por ello», dijo Santiago Martoral.»Ha ampliado mi visión de lo que quiero como química e investigadora. Tengo más ganas de trabajar con una agencia que me proporcione creatividad en lo que respecta a mi trabajo e investigación”.

Traducido de: NASA

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