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Planta de loto inspira proyecto de la NASA

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Por Bill Steigerwald y Lori Keesey

Tang Ming (Kan Zhong Guo)

La planta de loto ha insipirado a los ingenieros a crear un revestimiento que copie la capacidad de autolimpieza de la planta.

El loto, una planta oriunda de Asia que vive a lo largo de canales fangosos, inspiró a un equipo de la NASA en el desarrollo de una cubierta especial para evitar que la suciedad e incluso las bacterias se adhieran y contaminen los engranajes de los aparatos en los vuelos espaciales.

Investigadores del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, estado de Meryland, EE.UU., en colaboración con Northrop Grumman Electronics Systems; Linthicum, Meryland; y nGimat Corporation de Atlanta, Georgia; están desarrollando una cubierta transparente que evita que la suciedad se adhiera del mismo modo en que la planta de loto repele el agua. Aunque una hoja de loto parece lisa, bajo un microscopio se puede observar que su superficie contiene innumerables espinillas diminutas que reducen enormemente el área en la cual el agua y la suciedad pueden adherirse.

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“Si se salpica las hojas de loto con agua, el agua se concentra en gotas que se deslizan rodando, lo que muestra una capacidad especial de hidrofobia o repelente del agua”, explica Eva Wooldridge, del Proyecto Contaminación y Cubrimiento de Plomo de James Webb Space Telescope (JWST) en Goddard. “Esta habilidad también impide al polvo adherirse a las hojas”.

Esta habilidad especial es la que el equipo de la NASA intenta reproducir para evitar que la suciedad pueda acumularse en las superficies de los trajes espaciales, los instrumentos científicos, los vehículos robóticos de todo terreno, los paneles solares y otros equipos utilizados para recolectar datos científicos o realizar actividades exploratorias en otros ambientes del sistema solar. El truco es desarrollar una cubierta que pueda resistir el áspero ambiente espacial.

Desarrollado originalmente para reducir la limpieza de ventanas

La cubierta fue desarrollada originalmente para reducir la frecuencia con la que se limpian las ventanas. Hecha de sílice, óxido de zinc, y otros óxidos, sus usos potenciales en la Tierra son ilimitados. Podría ser aplicada a parabrisas de coches, lentes de cámara, y anteojos. Casi en todas partes existe la necesidad de repeler la suciedad.

Dándose cuenta del potencial de la tecnología, Northrop Grumman se unió a nGimat para desarrollar más aplicaciones para esta tecnología de recubrimiento. Ambos finalmente consultaron a Goddard por ser expertos en la fabricación de equipos capaces desoportar el duro ambiente espacial.

“En efecto, la capacidad de reproducir estas propiedades podría resultar invaluable para la NASA”, dijo Wanda Peters, investigadora principal de la investigación ‘recubrimiento de loto’ de la NASA y líder del Grupo de Ingeniería en Recubrimientos de Goddard.

Durante las caminatas lunares [de la misión] Apolo, por ejemplo, tal tecnología podría haber evitado que el muy abrasivo polvo lunar se adhiriese a los trajes espaciales de los astronautas. “Yo pienso que uno de los elementos más agresivos y restrictivos de la exploración de la superficie lunar es el polvo y su [habilidad] de adherirse a todo, sin importar el material, ya sea piel, trajes, metal, no importa lo que sea; y su acción restrictiva, como de fricción con todo lo que toca”, afirma el Comandante del Apolo 17, Eugene Cernan, durante la entrevista con el equipo técnico del Apolo 17.

El equipo Goddard ha experimentado y ha probado diferentes fórmulas para determinar su conveniencia para los vuelos espaciales. “Ninguna fórmula satisfacer todas nuestras necesidades”, añadió Peters. “Por ejemplo, el recubrimiento que se aplica a los trajes espaciales necesita adherirse a una superficie flexible, mientras que un cubrimiento desarrollado para proteger las partes móviles necesita ser excepcionalmente duradero para resistir el desgaste”.

El equipo de Goddard se ha reunido con ingenieros en sistemas de exploración del Centro de Vuelos Espaciales Johnson de la NASA, en Houston, Texas, para demostrar los recubrimientos modificados y cumplir con los requisitos de la misión. Además de los trajes espaciales y de las partes móviles, podría ser aplicada a los paneles solares y radiadores, donde la limpieza los mantiene funcionando en su máximo potencial.

Agregar biocida mata las bacterias

El equipo también intenta asociarse con Northrop Grumman para añadir un biocida al recubrimiento, que mataría bacterias que sobreviven y producen olores desagradables en cualquier lugar donde la gente se amontone en un pequeño espacio durante largos períodos, como en una estación espacial.

La NASA podría aplicar la misma cubierta infundida con un biocida en la sonda planetaria para impedir que las bacterias de la Tierra se adhieran y contaminen potencialmente la superficie de un objeto extraterrestre. El equipo cree que esta versión de la cubierta puede tener interés comercial en los hospitales.

“Estamos modificando y probando la fórmula para asegurar que pueda resistir todos los desafíos que nuestro equipo encontrará: temperaturas extremas, radiación ultravioleta, viento solar, y cargas electrostáticas. Los vapores que emite el recubrimiento es algo que también debe ser considerado cuando se usa en las ‘áreas habitacionales’ de los astronautas”, añadió Peters. “También nos estamos asegurando de que sea durable y capaz de limpiarse en el ambiente espacial”.

“Tenemos un gran equipo”, afirma Peters. “Goddard es el único centro de la NASA que investiga este tipo de recubrimiento, y creemos que la investigación continua producirá grandes ventajas en las misiones de exploración de la NASA y producirá muchas aplicaciones positivas fuera de la NASA”.

Además de Peters y Wooldridge, el equipo Goddard incluye a Sharon Straka, Danielle Voce y Kristen McKittrick (desarrollo de química húmeda); Marcello Rodriguez (pruebas de limpieza y durabilidad); Craig Jones, Maryjane Stephenson y Scott Freese (pruebas de caracterización); Cory Blake Miller (pruebas de calidad); Amani Ginyard (investigación); Mark Hasegawa y Jack Triolo (consultores de formulación de recubrimientos); y Lon Kauder (pruebas de ambientes espaciales).

Esta investigación también es apoyada por el Proyecto Control de Polvo del Programa de Desarrollo Tecnológico de Exploración, liderado y administrado por el Centro de Investigación Glenn de la NASA, en Cleveland, y es una de las muchas tecnologías que están siendo evaluadas y desarrolladas por este proyecto para la aplicación en misiones de exploración espaciales.

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