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Los astronautas del futuro podrían (y deberían) reciclar sus heces para comer

Suele creerse que los astronautas comen píldoras, lo cual no es cierto. En los primeros vuelos espaciales se experimentó con tubos de pasta alimenticia, cubitos y comida en polvo. De hecho, en aquellos viajes pioneros los expertos ni siquiera estaban seguros de si sería posible comer en el espacio, ya que no sabían cómo la microgravedad podía afectar a la deglución.

La astronauta Sandra Magnus fue la primera que experimentó con la cocina en el espacio. Imagen de NASA.

La astronauta Sandra Magnus fue la primera que experimentó con la cocina en el espacio. Imagen de NASA.

Pero pasados aquellos tanteos iniciales, los astronautas comenzaron a alimentarse con comidas muy parecidas a las que tomamos aquí abajo, y su dieta está vigilada por nutricionistas que se aseguran de su correcta alimentación. No se preparan un solomillo Wellington, pero sí han llegado a experimentar con la cocina.

El principal problema allí arriba es que las cosas flotan, y por lo tanto no se puede echar un filete a una sartén ni hervir un huevo (el vapor no sube), se sustituye el pan por tortillas mexicanas para no crear una nube de migas y la sal viene en forma líquida. Pero comen pollo, ternera, fruta, verduras, pescado, e incluso en algunos casos pizza o hamburguesas. Las raciones preparadas suelen ir en paquetes sellados y deshidratados por comodidad y conservación, pero no por una cuestión de aligerar el peso del agua, ya que todo alimento seco debe rehidratarse, y en el espacio no es posible ir al río a por agua.

Pero todo esto se refiere a la única presencia humana actual en el espacio, la Estación Espacial Internacional (ISS). Y como siempre aclaro aquí, no olvidemos que la ISS, en términos de viajes espaciales, es casi un simulacro; la estación orbita a solo unos 400 kilómetros sobre la Tierra, algo menos de la distancia en AVE entre Madrid y Sevilla, que el tren recorre en unas dos horas y media. La diferencia en el caso de la ISS es que, al poner esos kilómetros de pie, llevar cualquier cosa allí es más complicado por la pegajosa gravedad de la Tierra. Pero recuerden que si todo flota en la ISS no es porque esté tan lejos que escapa del influjo gravitatorio terrestre, ni mucho menos, sino solo porque está continuamente en caída libre, como en esas atracciones de los parques donde te sueltan de golpe y sientes que la sangre se te sube a la cabeza.

Otra cosa muy diferente serían los viajes espaciales de verdad, esos que nunca parecen llegar. Pero si algún día ocurren, ¿cómo se alimentarán sus tripulantes? En el cine de ciencia ficción que se preocupa de estos asuntos, suelen plantearse posibilidades como los cultivos hidropónicos, que se crecen en agua y sin tierra. Esta es una opción real, y de hecho se practica en la ISS.

El astronauta Ed Lu, comiendo con palillos en la ISS. Imagen de NASA.

El astronauta Ed Lu, comiendo con palillos en la ISS. Imagen de NASA.

Pero tengamos en cuenta una realidad física: la materia no se crea ni se destruye, solo cambia de forma. Para que una tomatera produzca un tomate de 100 gramos, esos 100 gramos de materia debe robárselos a su entorno; otra cosa tiene que perder esos 100 gramos. Este es uno de los fallos más habituales en las otras películas de ciencia ficción, las que no se preocupan de estos detalles, y donde los seres crecen aparentemente de la nada.

En la ISS esto no supone un problema, porque los tripulantes reciben periódicamente naves de la Tierra con suministros frescos. Pero en un supuesto viaje interplanetario largo, no digamos ya interestelar, donde no pudiera llevarse toda la comida desde la Tierra y tuviera que fabricarse a bordo, los astronautas producirían sus propios alimentos, comerían, defecarían; si, como se hace en la ISS, expulsaran sus residuos al exterior, poco a poco irían robando materia al hábitat de la nave hasta que no quedara suficiente para seguir sosteniendo la producción de alimentos.

En el espacio abierto no hay materia que pueda recogerse; salvo que encontraran un oasis (como un planeta) donde repostar la química básica necesaria para sus alimentos, sobre todo carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, la situación sería insostenible. Por supuesto, otro tanto ocurre con el agua. Los viajeros también podrían fabricar su propia agua, pero igualmente necesitarían ir reponiendo su stock de hidrógeno y oxígeno.

Así pues, no les quedaría otro remedio: deberían reciclar sus propias heces para producir alimentos. Por asqueroso que esto pueda parecer, mirémoslo desde un punto de vista estrictamente químico: las heces son materia rica en nutrientes. La mayor parte se compone de bacterias, pero contiene todos esos elementos que los viajeros espaciales no podrían permitirse el lujo de tirar al espacio.

Simplemente, esos átomos y moléculas se encuentran en una forma no utilizable directamente, porque han perdido la energía que podemos extraer de ellos. Los seres vivos somos vampiros energéticos. Al digerir el alimento, le robamos energía (y materia, por supuesto). Para transformar esos residuos otra vez en alimento, simplemente debemos aportarles energía para convertirlos en otras formas moleculares que podamos aprovechar como fuente de energía.

Y por suerte, energía sí la hay en el espacio: hay luz, viento solar, rayos cósmicos, partículas que viajan a alta velocidad… La solución consistiría en cosechar esa energía y utilizarla para recargar las moléculas de las heces, como se recarga una pila, y así convertirlas de nuevo en alimento.

Desde hace años, en la ISS se recicla la orina de los astronautas para producir agua potable, y como conté aquí hace unos meses, en la Tierra también se están probando sistemas con este mismo fin. Lo de las heces llevará más trabajo, pero esta semana se ha publicado un estudio que aporta un sistema completo. No es ni mucho menos autosuficiente ni recicla todos los componentes de las heces sino solo un compuesto concreto, pero es un comienzo.

La astronauta italiana Samantha Cristoforetti explica el funcionamiento del retrete de la ISS. Imagen de ESA.

La astronauta italiana Samantha Cristoforetti explica el funcionamiento del retrete de la ISS. Imagen de ESA.

Los investigadores, de la Penn State University, no han utilizado (aún) heces ni orina, sino un residuo sólido y líquido que se emplea habitualmente para testar los sistemas de reciclaje; algo así como una caca humana industrial. El primer paso de su sistema consiste en utilizar ese residuo como comida para microorganismos; aunque nosotros no podemos alimentarnos directamente de nuestras heces, para muchos microbios son un manjar. Este proceso se llama digestión anaerobia. Es similar al que tiene lugar en nuestro tubo digestivo y se aplica en la Tierra al tratamiento de los residuos.

De esta digestión anaerobia, para la cual el aparato utiliza filtros modificados de los que se ponen en los acuarios, los investigadores cosecharon uno de sus preciados productos: el metano, el componente fundamental del gas natural, que contiene carbono e hidrógeno. El metano se sirve entonces a otro tipo de bacteria que lo usa como alimento y que crece muy a gusto comiéndoselo. Esta bacteria, llamada Methylococcus capsulatus, tiene un 52% de proteína y un 36% de grasa, y todo ello en forma comestible; actualmente se emplea como alimento para el ganado. Y no piensen que comer bacterias continúa siendo algo extraño y repelente; ¿qué si no es el yogur?

Los investigadores han probado su sistema asegurándose de que no crecen bacterias tóxicas, aplicando rangos de pH (acidez/alcalinidad) muy restrictivos y temperaturas altas para que la comida no se estropee. De momento es solo un prototipo y aún está muy lejos de convertirse en un aparato práctico; pero hasta el día en que tengamos naves interestelares, hay tiempo de sobra para desarrollarlo. El director del estudio, el geocientífico Christopher House, dice: “imaginen si alguien pudiera refinar nuestro sistema para poder recuperar un 85% del carbono y el nitrógeno del residuo en forma de proteínas sin tener que utilizar hidropónicos o luz artificial; sería un desarrollo fantástico para los viajes al espacio profundo”.

De la cerveza al urinario, y de vuelta a la cerveza

A propósito de mi anterior artículo sobre el Marmite, ese extraño alimento de origen británico creado con los restos de la fermentación industrial de la levadura, Alicia me hacía la observación en Twitter de que posiblemente en los países del norte aprovechen al máximo la cerveza tal y como nosotros hacemos con el cerdo.

El comentario de Alicia me trajo a la memoria una noticia que circuló a finales de la primavera de este año y que pone lacre y sello a esa idea. Porque ¿qué mayor aprovechamiento de la cerveza que recoger el resultado de su paso por el cuerpo humano y volver a convertirlo en cerveza?

Esto es exactamente lo que ha hecho el Consejo de Agricultura y Alimentación de Dinamarca (para abreviar, DAFC, en inglés), con la colaboración de la empresa danesa Nørrebro Bryghus. Se lo explico. A nadie se le escapa que en los festivales de música se consumen océanos de cerveza, y todo asiduo a los conciertos en grandes recintos ha tenido que esperar pacientemente alguna vez al final de una larga fila para devolver al mundo el líquido ingerido, del modo que narraban Pablo Carbonell y los Toreros Muertos.

Pues bien, en 2015 al DAFC se le ocurrió recoger la orina vertida por los asistentes al Festival de Roskilde, celebrado anualmente cerca de Copenhague y que pasa por ser uno de los mayores eventos musicales de Europa. Nada menos que 54.000 litros; piensen en esa botella de agua que tienen en la nevera, y multiplíquenla por 54.000.

Asistentes al Festival de Roskilde en 2015, contribuyendo al proyecto. Imagen de Beercycling.

Asistentes al Festival de Roskilde en 2015, contribuyendo al proyecto. Imagen de Beercycling.

En la primavera de 2016, esas 54 toneladas de agüita amarilla se emplearon como fertilizante en los campos daneses para producir 11 toneladas de malta de cebada. Y después, otra vez a fabricar cerveza. El resultado: 60.000 botellas de cerveza Pilsner que se lanzaban a la venta el pasado junio bajo la marca, no había otra, Pisner.

Los responsables del Proyecto Beercycling aclaraban que los granjeros han utilizado durante siglos la orina del ganado para fertilizar sus cultivos, y que en este caso solo se ha añadido la idea innovadora de aprovechar la humana, con el añadido de que en este caso la materia prima procedía principalmente del consumo de cerveza. Lo cual no es un factor relevante técnicamente, pero le da al proyecto un interesante carácter circular, además de ser hermosamente alegórico.

Cerveza Pisner. Imagen de Beercycling.

Cerveza Pisner. Imagen de Beercycling.

Pero si han suspirado de alivio al saber que la orina no se transforma directamente en cerveza, sino que simplemente se esparce por los campos, no suspiren tan deprisa: en otro proyecto, científicos de la Universidad de Gante (Bélgica) han creado una máquina que recicla directamente la orina en agua potable y fertilizante.

En este caso, sí: los 1.000 litros de orina recogidos de los asistentes al Festival de Música y Teatro de Gante por el investigador Sebastiaan Derese y sus colaboradores estaban destinados a elaborar cerveza sin pasar por el filtro de la naturaleza, sino solo por el de la máquina. “Recuperación completa de nutrientes de la orina humana”, es el tema en el que investiga Derese para su tesis doctoral.

Puede que ideas como la de Derese tengan que vencer algunas resistencias, pero háganse a la idea de que ese es el futuro al que nos dirigimos. Claro que tal vez sea necesario recordar un axioma básico, no por evidente menos incomprendido:

Toda el agua de la Tierra es reciclada.

El agua que bebemos es la misma que llevan bebiendo y excretando todos los seres vivos que han pasado por este planeta durante millones de años. La naturaleza actúa como gran máquina de filtro, devolviéndonos lo que expulsamos después de cubrir un gran ciclo de reciclaje.

Lo cierto es que actualmente lo más común es reciclar el agua usada en las plantas de depuración para destinos diferentes al consumo humano, como el riego o la recarga de acuíferos. Pero solo porque la tecnología aún no está lo suficientemente extendida como para que se nos devuelva al grifo lo que hemos vertido por el desagüe.

Curiosamente, en 2008, cuando la NASA instaló en la Estación Espacial Internacional su primer sistema para reciclar la orina y el sudor de los astronautas en agua potable, publicó el avance bajo el título “reciclar agua ya no es solo para la Tierra”. Pero lo cierto es que en la Tierra aún no hemos llegado a ese nivel de reciclaje que en el espacio es una necesidad. Aunque sin duda, llegaremos, porque cada vez más es también una necesidad aquí abajo. Así que vayan haciéndose a la idea: en un futuro tal vez cercano, reciclar orina para beber ya no solo será para el espacio.