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El fertilizante elaborado con orina podría permitir la agricultura espacial

La basura de uno, el tesoro de otro: el fertilizante elaborado con orina podría permitir la agricultura espacial
Abono con orina humana: investigadores de Japón crean amoniaco electroquímicamente a partir de la orina para cultivar plantas en el espacio. Crédito: Freepik

En entornos extremos, incluso las tareas más comunes pueden parecer desafíos insuperables. Debido a tales dificultades, la humanidad, en su mayor parte, se ha asentado en terrenos favorables para la cosecha, el pastoreo de ganado y la construcción de refugios.


por la Universidad de Ciencias de Tokio


Pero a medida que 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 asentamiento a largo plazo, ya sea en la Antártida o en Marte (quizás en un futuro cercano), es lograr 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. No es de extrañar, por tanto, que la tecnología de la agricultura espacial sea uno de los temas de investigación que actualmente lleva 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 sustentar a los humanos durante mucho tiempo en un entorno extremadamente cerrado como una estación espacial.

Con este fin, un equipo de investigadores japoneses dirigido por el profesor asociado junior Norihiro Suzuki de la Universidad de Ciencias de Tokio llevó a cabo un estudio innovador; este estudio, publicado como una «Carta», apareció en la portada del prestigioso New Journal of Chemistry de la Real Sociedad de Química. 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 fabricarlos 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 de interés desde la perspectiva de hacer un producto útil, es decir, amoníaco, a partir 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 fue 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 la corriente pasa a la celda de reacción, la urea se oxida y forma 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,

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 de nitrógeno producidos variaban tanto en el tiempo como en la distribución cuando se introdujo el fotocatalizador. En particular, 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 en cuanto a que este método proporciona una base sólida para la fabricación de fertilizantes líquidos en espacios cerrados y, como observa el Dr. Suzuki, «resultará útil para mantener una estadía prolongada en espacios extremadamente cerrados como las estaciones espaciales «.

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



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