En ambientes extremos, incluso las tareas más ordinarias pueden parecer desafíos insuperables. Debido a tales dificultades, la humanidad tiene, en la mayor parte, asentado en terrenos favorables para la cosecha, arreando ganado, y construcción de refugios. Pero mientras buscamos expandir los límites de la exploración humana, tanto en la tierra como en el espacio, Las personas pioneras en esta búsqueda, sin duda, enfrentarán condiciones que, a todos los efectos, no son propicias para la habitación humana.

Uno de los principales desafíos que enfrenta cualquier acuerdo previsto a largo plazo, ya sea en la Antártida o en Marte (quizás en un futuro próximo), está logrando cierto grado de autonomía, para permitir que las colonias aisladas sobrevivan incluso en el caso de una falla catastrófica en el aprovisionamiento. Y la clave para lograr esta autonomía es garantizar la suficiencia alimentaria y la autosuficiencia. Como era de esperar, por lo tanto, La tecnología agrícola espacial es uno de los temas de investigación que actualmente está llevando a cabo el Centro de Investigación de la Colonia Espacial de la Universidad de Ciencias de Tokio. Los investigadores aquí esperan encabezar el desarrollo tecnológico para una agricultura espacial segura y sostenible, con el objetivo de mantener a los humanos durante mucho tiempo en un entorno extremadamente cerrado como una estación espacial.

Para tal fin, Un estudio innovador fue realizado por un equipo de investigadores japoneses dirigido por el profesor asociado junior Norihiro Suzuki de la Universidad de Ciencias de Tokio. Este estudio, publicado como una "Carta, "hizo la portada de la prestigiosa Nueva revista de química de la Royal Society of Chemistry. En este estudio, El Dr. Suzuki y su equipo tenían como objetivo abordar el problema de la producción de alimentos en entornos cerrados, como los de una estación espacial.

Al darse cuenta de que los agricultores han utilizado los desechos animales como fertilizante durante miles de años, como una rica fuente de nitrógeno, El Dr. Suzuki y su equipo han estado investigando la posibilidad de fabricarlo a partir de urea (el componente principal de la orina), para hacer un fertilizante líquido. ¡Esto también abordaría simultáneamente el problema del tratamiento o la gestión de desechos humanos en el espacio! Como explica el Dr. Suzuki, "Este proceso es interesante desde la perspectiva de hacer un producto útil, es decir., amoníaco, de un producto de desecho, es decir., orina, utilizando equipo común a presión atmosférica y temperatura ambiente ".

El equipo de investigación, que también incluye a Akihiro Okazaki, Kai Takagi, e Izumi Serizawa de ORC Manufacturing Co. Ltd., Japón:ideó un proceso electroquímico para derivar iones de amonio (que se encuentran comúnmente en fertilizantes estándar) a partir de una muestra de orina artificial. Su configuración experimental era simple:por un lado, había una celda de reacción, con un electrodo de diamante dopado con boro (BDD) y un catalizador inducible por luz o material "fotocatalizador" hecho de dióxido de titanio. En el otro, había una celda de "contador" con un simple electrodo de platino. A medida que pasa corriente a la celda de reacción, la urea se oxida, formando iones de amonio. El Dr. Suzuki describe este avance de la siguiente manera:"Me uní al 'Space Agriteam' involucrado en la producción de alimentos, y mi especialización de investigación es en química física; por lo tanto, Se me ocurrió la idea de hacer 'electroquímicamente' un fertilizante líquido ".

Luego, el equipo de investigación examinó si la célula sería más eficiente en presencia del fotocatalizador, comparando la reacción de la célula con y sin él. Descubrieron que si bien el agotamiento inicial de urea era más o menos el mismo, los iones basados ​​en nitrógeno producidos variaron tanto en el tiempo como en la distribución cuando se introdujo el fotocatalizador. Notablemente, la concentración de iones nitrito y nitrato no fue tan elevada en presencia del fotocatalizador. Esto sugiere que la presencia del fotocatalizador promovió la formación de iones amonio.

El Dr. Suzuki afirma:"Estamos planeando realizar el experimento con muestras de orina reales, porque contiene no solo elementos primarios (fósforo, nitrógeno, potasio) sino también elementos secundarios (azufre, calcio, magnesio) que son vitales para la nutrición de las plantas. Por lo tanto, El Dr. Suzuki y su equipo son optimistas de que este método proporciona una base sólida para la fabricación de fertilizantes líquidos en espacios cerrados, y, como. El Dr. Suzuki observa, "Resultará útil para mantener una estadía prolongada en espacios extremadamente cerrados como las estaciones espaciales".

Los humanos que habitan en Marte podrían ser una realidad bastante lejana, pero este estudio sin duda parece sugerir que podríamos estar en el camino de asegurar la sostenibilidad, en el espacio, ¡incluso antes de que lleguemos allí!