Aviación Digital, Sp.- Un equipo internacional de científicos de la Universidad de Warwick, el Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen y el Instituto Tecnológico de Georgia, con la contribución clave del español Álvaro Romero-Calvo, ha desarrollado un sistema revolucionario para producir oxígeno en el espacio.
Publicado en Nature Chemistry, este avance utiliza las propiedades magnéticas del agua para crear un método más ligero, simple y sostenible, eliminando la necesidad de equipos pesados y complejos en misiones espaciales de larga duración.
Superando los retos de la microgravedad
Desde los primeros vuelos espaciales en los años 60, generar oxígeno de forma eficiente en el espacio ha sido un desafío. En la Estación Espacial Internacional (EEI), los sistemas de electrólisis del agua, que separan el agua en hidrógeno y oxígeno, son voluminosos y consumen mucha energía. En microgravedad, las burbujas de gas no ascienden como en la Tierra, adhiriéndose a los electrodos y requiriendo sistemas mecánicos complejos para su separación, lo que es poco práctico para misiones prolongadas donde cada kilogramo y vatio es crítico.
Innovación magnética con aporte español
El equipo ha creado un sistema pasivo basado en magnetismo que elimina centrífugas y partes móviles. Utilizando imanes permanentes, los científicos lograron separar las burbujas de oxígeno e hidrógeno de los electrodos en un entorno de microgravedad, probado en la Torre de Caída de ZARM en Bremen. Álvaro Romero-Calvo, profesor asistente en Georgia Tech, concibió la idea en 2022 tras inspirarse en la película The Hunt for Red October. En sus palabras:
“Recientemente demostramos que las fuerzas magnetohidrodinámicas (MHD) agitan eficazmente las burbujas de hidrógeno electrolítico en microgravedad. Tradicionalmente, esta agitación genera un flujo caótico que dificulta la extracción de gas. ¿Y si pudiéramos controlarlo? Combinar los efectos MHD con separadores de fase vórtice parecía una solución ganadora.”
El sistema utiliza dos enfoques complementarios:
- Fuerza magnética natural: El agua responde a los campos magnéticos en microgravedad, guiando las burbujas hacia puntos de recolección.
- Fuerzas magnetohidrodinámicas: La interacción entre campos magnéticos y corrientes eléctricas de la electrólisis genera un flujo vórtice, empujando los líquidos hacia el borde exterior y las burbujas hacia el centro, como una “lavadora espacial” sin partes móviles.
Resultados y aplicaciones prácticas
Los experimentos, realizados durante cuatro años, demostraron que las fuerzas magnéticas mejoran la separación de burbujas, aumentando la eficiencia de las celdas electroquímicas hasta en un 240%. Ömer Akay, investigador de ZARM, destacó que el sistema permite producir hidrógeno y oxígeno en microgravedad con una eficiencia cercana a la terrestre. Un video grabado por Akay en la Torre de Caída de ZARM muestra cómo la unidad MHD, diseñada como un disco cilíndrico, genera un flujo vórtice que separa eficientemente los gases.
Romero-Calvo señaló que un estudio de viabilidad de la NASA (Fase I de NIAC) con Giner, Inc. sugiere que este sistema podría reducir un 30% la masa y un 20% el tiempo de los astronautas en comparación con los sistemas actuales para una misión a Marte. Este trabajo, ahora liderado por los estudiantes Macia Monfort Castillo, Matthias Kura y Theo St. Francis en el Laboratorio LGST de Georgia Tech, marca un hito en la ingeniería aeroespacial.
La doctora Shaumica Saravanabavan, de Warwick, afirmó: “Confirmamos el efecto de flotación magnética en múltiples experimentos en ZARM, usando electrodos fabricados parcialmente en Warwick. Este avance no solo es clave para el espacio, sino también para tecnologías energéticas sostenibles en la Tierra.”
Hacia un futuro en el espacio profundo
Este descubrimiento, financiado por la Agencia Espacial Europea (ESA), la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), abre la puerta a sistemas de soporte vital más robustos y sostenibles. El equipo planea validar la tecnología en vuelos suborbitales, con el objetivo de implementar soluciones prácticas para misiones al espacio profundo.
