Sistemas de soporte vital para el espacio diseñados por alumnos de UTEC

Durante el semestre 2018 II, el Departamento de Bioingeniería participó del curso “Proyectos Interdisciplinarios” con dos propuestas orientadas a que los alumnos se familiarizaran con áreas de aplicación novedosas de la bioingeniería, y que también conozcan el proceso para el planteamiento y desarrollo de proyectos en investigación y desarrollo. Una de estas propuestas se orientó a los sistemas ECLSS (Environmental Control and Life Support Systems) en viajes espaciales tripulados al planeta Marte.

Durante el curso, dos grupos de alumnos de diferentes carreras de UTEC tuvieron que plantearse un escenario de misión fuera del planeta Tierra y un problema para el cual generarían una propuesta que permitiera que organismos vivos pudieran existir. Uno de los grupos se enfocó en el flujo de gases dentro de un invernadero en condiciones controladas, mientras que el otro diseñó un sistema de revitalización atmosférica mediante la captura de humedad y dióxido de carbono del ambiente habitado por humanos u otros animales.

PROYECTO 1: Modelación de un sistema de soporte vital para plantas destinadas a la producción de oxígeno en Marte

El primer proyecto, presentado por los alumnos Manuel Álvarez (Electrónica), María Mallqui (Bioingeniería), Alexander Ancasi (Electrónica), Alvaro Vera (Industrial) y Miguel Guzmán (Ingeniería Química), se enfocó en las plantas como productores de oxígeno para una tripulación habitando una base en el planeta Marte. Para su trabajo utilizaron los programas GRABCAD, SolidWorks y Flow Simulation diseñando un ambiente in silico que contendría una planta en la cual se evaluó el flujo de diferentes gases que entrarían y saldrían del microambiente.

Con este proyecto ellos buscaron entender cómo mantener un sistema en el cual se pudiera mejorar el flujo de gases entre el dióxido de carbono producido por los tripulantes y el oxígeno producido por las plantas dado que el producto de un lado es necesario para la supervivencia de los organismos en el otro. A manera de proyección, los alumnos mencionan su deseo de poder trabajar en parámetros más exactos respecto a las características de las plantas que se utilizarían en una estación real en el planeta Marte, y de esta manera tener un sistema que te permita evaluar de antemano el rendimiento de diferentes especies candidatas a llegar al planeta rojo.

Figura 1. Diseño de un ambiente controlado para una planta (izquierda) y simulación

del flujo de dióxido de carbono que entra y sale de este (derecha).

PROYECTO 2: Modelación de un sistema de soporte vital para plantas destinadas a la producción de oxígeno en Marte

El segundo proyecto, presentado por los alumnos Andrés Rubio (Mecánica), María Valle (Bioingeniería), Edgar Solis (I. Química), Andrés Pastor (Industrial), José Narro (Mecánica) y Franco Mauricio (Bioingeniería), se centró en una revisión sobre los diferentes sistemas que han sido utilizados desde los primeros programas espaciales para luego decidir cuáles de estos sistemas y métodos serían los más óptimos al momento de implementar un sistema ECLSS en una base espacial destinada a estar en la superficie del planeta Marte. En su diseño final incluyeron sistemas como Astrine y MOXIE en un sistema miniaturizado pensando en un futuro modelo físico utilizando ratones.

Figura 2. Diseño de hábitat básico para ratones con

componentes del sistema ECLSS en las paredes.

PERSPECTIVAS: Futuro como proyecto interdisciplinario

Un objetivo de este PI, quizá a largo plazo, es el iniciar en UTEC un interés de los alumnos hacia el sector espacial, el cual en los últimos años ha venido desarrollándose en países en desarrollo y por empresas privadas, los cuales han descubierto el gran potencial del desarrollo de este sector que hasta hace algunas décadas era sólo ocupado por unos pocos países debido a su complejidad y costos, pero que gracias justamente a estas iniciativas, ha venido haciéndose mucho más accesible para el resto del mundo.

De los resultados obtenidos durante el curso se continúa trabajando con un alumno que busca presentar el trabajo realizado en el International Aeronautical Congress, evento que reúne a la comunidad espacial mundial donde han participado figuras notables, como por ejemplo Elon Musk, que en 2017 reveló los planes de SpaceX para la colonización de Marte durante la versión de este congreso que se realizó en Adelaide, Australia.

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