Do lixo humano ao superplastificante, a urina dos astronautas pode tornar-se um recurso útil para a fabricação de um tipo robusto de cimento na Lua.
Um estudo europeu recente, patrocinado pela ESA, mostrou que a ureia, o principal composto orgânico encontrado na urina, tornaria a mistura do cimento lunar mais maleável antes de endurecer para uma forma final e robusta, para futuros habitats lunares.
Os investigadores descobriram que a adição de ureia à mistura de geopolímeros lunares, um material de construção semelhante ao cimento, funcionou melhor do que outros plastificantes comuns, como naftaleno ou policarboxilato, para reduzir a necessidade de água.
A mistura que sai de uma impressora 3D provou ser mais forte e reteve uma boa exequibilidade – uma amostra nova pode ser facilmente moldada e manter a sua forma com um peso em cima de até 10 vezes superiores ao seu.
“A comunidade científica está particularmente impressionada com a alta força desta nova receita em comparação com outros materiais, mas também atraída pelo fato de podermos usar o que já existe na Lua,” diz Marlies Arnhof, iniciador e co-autor do estudo, da Equipa de Conceitos Avançados da ESA.
Utilizar apenas materiais disponíveis no local – uma abordagem conhecida na arena espacial como Utilização de Recursos In Situ, ou ISRU – reduzirá a necessidade de levar enormes volumes de abastecimentos da Terra para construir na Lua.
O ingrediente principal seria um tipo de solo em pó encontrado por toda a parte na superfície da Lua, conhecido como rególito lunar. O superplastificante ureia limita a quantidade de água necessária na receita.
Graças aos futuros habitantes lunares, os 1,5 litros de resíduos líquidos que uma pessoa gera a cada dia podem tornar-se um subproduto promissor para a exploração espacial.
Porquê ureia?
“A ureia é barata e está prontamente disponível, mas também ajuda a produzir um material de construção forte para uma base lunar,” aponta Marlies.
Depois da água, a ureia é o componente mais abundante da urina humana. A ureia pode quebrar as ligações de hidrogénio e reduzir as viscosidades das misturas de fluidos. A urina também contém minerais de cálcio que ajudam no processo de cura. Na Terra, a ureia é produzida em escala industrial e amplamente utilizada como fertilizante industrial e matéria-prima por empresas químicas e médicas.
“A esperança é que a urina dos astronautas possa ser essencialmente usada em estado puro numa futura base lunar, com pequenos ajustes no teor de água. Isto é muito prático e evita a necessidade de complicar ainda mais os sofisticados sistemas de reciclagem de água no espaço,” explica Marlies.
Adicionar à mistura
Vários testes confirmaram que este tipo de betão misturado à ureia era capaz de suportar condições espaciais severas, como vácuo e temperaturas extremas. Estes dois factores têm o maior efeito sobre as propriedades físicas e mecânicas do material de construção da superfície lunar.
Todas as amostras foram submetidas a ciclos de vácuo e congelação-descongelação para simular as mudanças bruscas de temperatura ao longo dos dias e noites lunares, que podem variar de -171°C a 114°C. As amostras resistiram a temperaturas variando de 114°C a -80°C, como uma boa indicação de como o material se comportaria sob temperaturas ainda mais baixas.
Edifício comunitário
Uma estreita colaboração entre investigadores da ESA na Holanda e universidades na Noruega, Espanha e Itália, sob a iniciativa Ariadna “permitiu-nos analisar uma ideia tão exploratória e um tanto arriscada que pode trazer resultados valiosos, não apenas para a exploração espacial, mas também para aplicações tecnológicas na Terra,” explica Marlies.
“A indústria poderia beneficiar de receitas refinadas para polímeros inorgânicos resistentes ao fogo e ao calor, adequados para a fabricação aditiva,” acrescenta ela.
Um dos principais tópicos que a equipa deseja abordar a seguir é como as fibras de basalto da Lua podem reforçar o cimento e como o material pode ser mais bem utilizado para proteger uma colónia lunar. Os investigadores esperam que esta nova argamassa à base de ureia ajude a proteger futuros astronautas dos níveis prejudiciais de radiação ionizante.
