- La Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong desarrolla un nuevo material de construcción basado en levadura para la construcción en Marte.
- El nuevo material aprovecha las condiciones extremas de Marte, reduciendo los costos de transporte.
- Las pruebas muestran que la resistencia del material alcanza los estándares del concreto de baja calidad.
- El método biológico puede crear un sistema ecológico, con células de levadura reutilizables en el futuro.
Si los humanos llegan a establecer hogares en Marte en el futuro, la levadura podría convertirse en el elemento más importante de la lista de empaque. Esta es la conclusión de un nuevo estudio de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, donde los investigadores han revelado una nueva fórmula biológica para la impresión 3D de espacios habitables en el planeta rojo. Este material de construcción bioimprimible está diseñado para ser utilizado en la construcción en Marte.
La dificultad de construir hogares en Marte es bien conocida. La atmósfera allí es casi un vacío, la radiación es letal y las temperaturas descienden drásticamente a niveles desesperadamente bajos. Transportar materiales de construcción pesados como el acero o el concreto a millones de millas en el espacio profundo es económicamente insostenible. La mayoría de las propuestas anteriores sugerían usar temperaturas extremadamente altas para derretir el suelo marciano en ladrillos, pero esto requiere una gran cantidad de energía, algo de lo que los primeros colonos carecerán. Ahora, el ingeniero civil Qiu Jiancheng y su equipo se preguntaron si los ingenieros podrían aprovechar el clima hostil de Marte en lugar de luchar contra las bajas temperaturas del planeta.
Inspiración y creación del nuevo material
Qiu Jiancheng dijo: "Mi inspiración proviene de la fruta liofilizada que se vuelve más dura". El entorno de Marte actúa como una "máquina de liofilización natural". Las temperaturas bajo cero y la insignificante presión atmosférica hacen que el hielo se sublime directamente en vapor de agua sin derretirse. Qiu Jiancheng utilizó arena y un bioglucol (gelatina y levadura modificada genéticamente) para crear un material imprimible. El equipo recubrió la levadura con una proteína adhesiva inspirada en el mejillón. La gelatina mantiene unida la mezcla y proporciona nutrientes para el crecimiento celular, mientras que la arena aporta la masa estructural.
Al imprimir en condiciones simuladas de Marte, el frío vacío congeló instantáneamente el compuesto húmedo. El hielo se transformó directamente en vapor de agua, formando una espuma ligera y porosa. El equipo actualmente produce cúpulas de prueba que tienen aproximadamente el tamaño de un corcho de botella. Aunque estas estructuras son pequeñas, su resistencia alcanza los estándares del concreto de baja calidad. Las pruebas muestran que la resistencia a la compresión de este material biológico puede alcanzar entre 10 y 12 megapascales. "Por lo tanto, esto es realmente suficiente para construir un edificio de uno o dos pisos en la Tierra, ya que la gravedad de la Tierra es tres veces la de Marte", dijo Qiu Jiancheng.
"Por lo tanto, es posible que pueda construir fácilmente edificios de varios pisos en Marte con este material".
El potencial de un sistema ecológico
Sin embargo, se necesita más investigación. La mayoría de los conceptos de construcción espacial utilizan la fusión de rocas locales para hacer ladrillos, lo que consume mucha energía. Este método biológico supera el proceso de tratamiento térmico y crea un sistema ecológico. Cuando los edificios ya no sean necesarios, los colonos podrán desmantelarlos, cosechar las células vivas de levadura y volver a cultivarlas en un biorreactor. Por supuesto, los desafíos persisten. Los científicos aún deben demostrar que la levadura puede sobrevivir en la radiación y la presión atmosférica reales de Marte. Los proyectos iniciales también necesitarán transportar cientos de toneladas de materias primas desde la Tierra antes de que la producción local pueda comenzar por completo.
Sin embargo, la ciencia básica es factible. Qiu Jiancheng dijo: "Siempre me pregunto: ¿hay alguna ley física o mecanismo fundamental que nos impida hacerlo?" Él señaló: "Actualmente no veo ninguna limitación. Estamos seguros de que podemos ampliar la producción. Si los futuros materiales de ingeniería marciana no son tan diversos como los de la ingeniería terrestre, me sorprendería, y la biología seguramente contribuirá".
Al parecer, la biología podría ser el modelo para la supervivencia en otros planetas. Aunque la levadura es un hongo unicelular, sus parientes filamentosos (los hongos) juegan un papel central en el proyecto Mycotecture Off-Planet del Centro de Investigación Ames de la NASA. Los científicos cultivan raíces de hongos (micelio) alrededor del simulador de suelo marciano y desechos orgánicos. Después de hornear y sellar, estas estructuras en crecimiento forman materiales de construcción ligeros, resistentes al fuego y a la radiación. Los resultados de la investigación relacionada se publicaron en la revista Chem Circularity el 10 de septiembre.
Perspectivas futuras del material de construcción basado en levadura
Este estudio muestra el potencial de aplicación de los materiales biológicos en entornos extremos, especialmente en la construcción marciana. El costo de transporte de los materiales de construcción tradicionales es alto, mientras que el nuevo material de construcción basado en levadura puede utilizar recursos locales, reduciendo el consumo de energía. Esto no solo se alinea con el concepto de desarrollo sostenible, sino que también proporciona soluciones de construcción más flexibles para la futura exploración espacial. Aunque aún se deben resolver los problemas de supervivencia de la levadura en el entorno marciano, esta innovación ofrece nuevas posibilidades para que los humanos establezcan hogares en otros planetas.