Astronauta

Resulta más que evidente que tanto entes gubernamentales como empresas privadas, se están preparando para la exploración espacial más allá de la Luna. Los planes para colonizar planetas cercanos están en marcha, con Elon Musk y su empresa Space X encabezando la iniciativa de poner una colonia humana en Marte para el año 2024.

Por su parte, la NASA está planeando una misión exploratoria tripulada a Marte para la década de 2030. Varias otras agencias espaciales tienen planes y cronogramas similares para sus propias exploraciones de Marte.

Estas células humanas no se ven afectadas por los viajes espaciales

Pero la exploración espacial a largo plazo requiere superar enormes desafíos de toda índole, entre ellos, el transporte de materiales y la gestión de desechos. En este sentido, un equipo de investigadores de la Universidad de Calgary en Canadá, presentó una propuesta que bien podría ofrecer una solución viable para solventar estas dificultades: reciclar los desechos humanos utilizándolos como materia prima para producir bioplástico, que luego se puede transformar en herramientas útiles en el sitio, a través de una impresión 3D.

El polihidroxibutirato (PHB), es un bioplástico producido de manera natural por muchas especies bacterianas. Se ha demostrado que puede producirse utilizando una variedad de materias primas, incluida la glucosa y los ácidos grasos volátiles (AGV).

Dado que los desechos humanos contienen glucosa y AGV, los investigadores detectaron una oportunidad de utilizar los nutrientes presentes en los desechos humanos como una materia prima potencialmente útil para la producción de PHB.

Para lograr la conversión eficiente de materias primas orgánicas en PHB, los investigadores modificaron genéticamente la bacteria Escherichia coli (E. coli) para producir el bioplástico, mediante la manipulación de la vía de beta-oxidación y glicólisis endógena.

La Dra. Mayi Arcellana-Panlilio, profesora de biología molecular en la Universidad de  Calgary y coautora de la investigación, expresó:

Se trata de un sistema integrado que puede usarse en el espacio, para que los astronautas puedan generar elementos útiles durante las misiones espaciales. Esto resolverá el problema de la gestión de residuos al convertir los residuos sólidos humanos en un producto utilizable.

Inodoro espacial especialmente diseñado para transformar desechos humanos en bioplástico.

En el primer paso del proceso, las heces de los astronautas se recogen en un tanque de almacenamiento usando un inodoro al vacío. Luego, las heces se transfieren a otro tanque y se dejan fermentar durante tres días con flora intestinal natural para aumentar la concentración de ácidos grasos volátiles (AGV) que luego son consumidos por la bacteria E. coli modificada para producir PHB.

A continuación, el líquido que contiene los AGV se separa de las partículas sólidas mediante los métodos de centrifugación y filtración. El líquido resultante que contiene AGV se pasa luego a otro tanque de almacenamiento.

A partir de ahí, los AGV se agregan a un fermentador inoculado. El PHB resultante se extrae de la corriente de recolección líquida. El PHB obtenido se puede utilizar luego en una impresora 3D sin necesidad de ningún procesamiento adicional.

Inteligencia Artificial reproduce pinturas con precisión a través de impresión 3D

Los autores señalan que el sistema proporcionará un sistema de producción del bioplástico PHB sostenible y continuo, que abordará los problemas de los costos de transporte y la gestión de residuos para futuras misiones espaciales de larga duración.

Referencia: Astroplastic: A start-to-finish process for polyhydroxybutyrate production from solid human waste using genetically engineered bacteria to address the challenges for future manned Mars missions. BioRxiv, 2018. https://doi.org/10.1101/288746

Más en TekCrispy