sábado, 26 de julio de 2008

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS EN LA ESTACION ESPACIAL INTERNACIONAL



La Estación Espacial Internacional (EEI) (en inglés International Space Station [ISS]), es un proyecto común de cinco agencias del espacio: la NASA (Estados Unidos), la Agencia Espacial Federal Rusa (Rusia), la Agencia Japonesa de Exploración Espacial (Japón), la Agencia Espacial Canadiense (Canada) y la Agencia Espacial Europea (ESA).
La Agencia Espacial Brasileña (Brasil) participa a través de un contrato separado con la NASA. La Agencia Espacial Italiana tiene contratos separados para las varias actividades no hechas en el marco de los trabajos de la ESA en la ISS (donde participa Italia también completamente).
La estación espacial está situada en órbita alrededor de la Tierra en una altitud de aproximadamente 360 kilómetros, un tipo de órbita terrestre baja (la altura real varía en un cierto plazo por varios kilómetros debido a la fricción atmosférica y a las repetidas propulsiones). Da una órbita alrededor de la Tierra en un período de cerca de 92 minutos; antes de junio de 2005 había terminado más de 37.500 órbitas desde el lanzamiento del módulo Zarya el 20 de noviembre de 1998.
De muchas maneras la ISS representa una fusión de las estaciones espaciales previamente previstas: MIR 2 de Rusia, la estación espacial estadounidense Freedom, el previsto módulo europeo Columbus y el Módulo Japonés de Experimentos (JEM).
Gracias a la ISS, hay presencia humana permanente en el espacio, pues ha habido siempre por lo menos dos personas a bordo de la ISS desde que el primer equipo permanente entrara en la ISS el 2 de noviembre de 2000. La estación es mantenida sobre todo por la Soyuz, la nave espacial Progress y el Transbordador espacial. La ISS todavía está actualmente bajo construcción con una fecha proyectada de terminación en 2010. Actualmente, la estación tiene una capacidad para un tripulación de tres astronautas. Antes de que llegara el astronauta alemán Thomas Reiter de la ESA que se une al equipo de la Expedición 13 en julio de 2006, todos los astronautas permanentes han venido del lado ruso o estadounidense. La ISS, sin embargo, ha sido visitada por los astronautas de doce países y ha sido también el destino de los primeros cuatro turistas espaciales.

Agua en la Estación Espacial

Dispuestos a una larga estancia en la Estación Espacial Internacional , los futuros astronautas deberán pensarlo antes de abalanzarse al baño para un chapuzón en el lavamanos, o más aun, una deliciosa ducha caliente. Una vez que abordan la ISS, los viajeros se someten a una dieta de baños con esponja usando agua destilada de – entre otras fuentes – la respiración de sus compañeros. Todos los habitantes de la estación pierden agua cuando exhalan o transpiran. Estos vapores agregan humedad al ambiente de la cabina, y eventualmente son condensados y vueltos a la provisión general de agua. Restringirse y reciclar será parte esencial de la vida en la ISS. Cuando esté en órbita, donde falta el soporte natural de la vida en la Tierra, la Estación Espacial debe proporcionar abundante energía, agua limpia, y aire respirable a la temperatura y humedad adecuada – 24 horas al día, 7 días a la semana, indefinidamente. Nada puede desperdiciarse.

Antes de comenzar a reciclar debe comenzarse con algo de agua. El módulo ruso Zarya transporta recipientes de agua para contingencias ( CWC, Contingency Water Containers) los que se llevaron desde el Transbordador Espacial durante las misiones de armado a principios de año. Parecen bolsas de tierra de hojas y cada uno lleva unos 40 kilos. Pero es caro llevar agua desde la Tierra, por lo tanto se hace necesario reciclar. Ya hay en órbita un procesador de agua, construido en Rusia, que recolecta humedad del aire. El Sistema de Reciclaje de Agua (WRS) desarrollado en el MSFC por el grupo ECLSS (Enviromental Control and Life Support System), recuperará agua de las celdas de energía del transbordador, de la orina, de la higiene bucal y del lavado de manos, y condensando humedad del aire. Sin este cuidadoso reciclado se debería transportar desde la Tierra unos 20.000 litros de agua para el abastecimiento mínimo vital de cuatro tripulantes de la estación. Ni siquiera los animales de las investigaciones se excluyen del programa. Puede sonar desagradable, pero el agua generada en las máquinas purificadoras de la estación espacial será mas limpia que la que la mayoría que se consume en la Tierra.

Imitando a la Madre Tierra

En la Tierra, el agua que pasa por el cuerpo de los animales se renueva por procesos naturales. Algunos microbios del suelo descomponen la urea y la convierten en una forma que pueden absorber las plantas y convertirla en tejido vegetal. El suelo granular actúa como filtro. Partículas de arcilla atrapan electrostáticamente nutrientes de la orina, purificando el agua y proporcionando nutrientes a las plantas. El agua excretada por los animales se evapora en la atmósfera y vuelve como agua fresca en la lluvia – una forma natural de destilación.
Al evaporarse de los océanos y de la superficie, el agua deja atrás las impurezas. Si el aire no está contaminado, agua prácticamente pura cae como precipitación





Las máquinas de purificación de agua de la ISS imitan en parte este proceso, pero no usan para ello microbios ni otros seres vivos.

Las máquinas purificadoras en la ISS limpiarán el agua en un proceso de tres etapas. Primero un filtro remueve partículas y desechos. Luego el agua pasa por “capas de multi-filtrado”, que contienen sustancias para remover impurezas orgánicas e inorgánicas. Finalmente, el “reactor de oxidación catalítica” remueve componentes orgánicos volátiles y mata bacterias y virus.

Cada gota cuenta

Una vez purificada el agua, los astronautas deben usarla eficientemente. En tierra, la gente chapotea frente al grifo desperdiciando litros de agua ya que ésta es gratis y debido a la alta presión en las cañerías. En la ISS, la presión de agua será la mitad de lo típico en una casar. No se usan grifos en la ISS, se usan paños de lavado. Es más eficiente. El astronauta rocía el paño con un pulverizador y luego lo usa para lavarse las manos. En la Estación Espacial, la gente usará un décimo de lo que acostumbra usar en la Tierra. En lugar de los 50 litros usuales para una ducha en la Tierra, los habitantes de la ISS usarán menos de 4 litros para bañarse. Pero aun con una intensa conservación, la Estación Espacial perderá gradualmente agua debido a ineficiencias en los sistemas de recuperación.

Siempre habra que reabastecer debido a que ninguna de las tecnologías de reprocesamiento del agua disponibles ahora para los vuelos espaciales es 100 por ciento eficiente. Siempre habrá una pequeña pérdida. El agua se pierde de diferentes maneras en la Estación espacial: el sistema de reciclaje produce pequeñas cantidades de salmuera concentrada inusable; el sistema generador de oxígeno consume agua; el aire que se escapa por los sellos lleva humedad con él; y el sistema que remueve el CO2 arrastra algo de agua con él, para nombrar unos pocos. El agua perdida será reemplazada llevándola en el Transbordador o en el cohete ruso Progress. El transbordador produce agua en sus celdas de combustible al combinar oxígeno e hidrógeno para producir electricidad, y el cohete Progress se puede adaptar para llevar grandes recipientes de agua. Los científicos de NASA continuarán buscando formas de mejorar los sistemas de soporte vital de la Estación Espacial, reduciendo las pérdidas de agua y encontrando formas de recuperar otros productos de desecho. Si los sistemas para reciclar agua alcanzan una eficiencia de 95 %, entonces el agua contenida en las reservas de alimento de la Estación bastarán para reponer el agua perdida.

2 comentarios:

Juan Francisco Farías dijo...

nescr: Luce interesante su publicación. Le prometo un comentario sobre la misma.
JFFC. 23:25

Juan Francisco Farías dijo...

nc: Al igual que el tema # 2. El presente tema es material dispuesto para incorporarlo a mi sistema de estudio en futuras clases. Lo felicito por haberlo escogido. Tendrá la máxima calificación.
JFFC. 05:02