Llevar hormigoneras cargadas de cemento hasta la Luna no es viable. Por eso la ciencia lleva tiempo buscando formas de fabricar materiales de construcción directamente a partir del regolito lunar, el polvo y las rocas que cubren la superficie del satélite. Si algún día se construyen las primeras estructuras en la Luna, el cemento se prepararía in situ, sin necesidad de transportarlo desde la Tierra.
El problema es que fabricar algo en el espacio con materiales del espacio no garantiza que ese material resista bien las condiciones espaciales. Para comprobarlo, un equipo liderado por Norman Wagner, titular de la cátedra Unidel Robert L. Pigford de ingeniería química en la Universidad de Delaware, envió muestras de su cemento lunar a la Estación Espacial Internacional como parte de la misión MISSE 20 de la NASA.
Seis meses atornillado al exterior de la EEI
Las muestras permanecieron en la parte externa de la estación durante seis meses, expuestas al vacío, la radiación cósmica y la microgravedad. Los resultados, publicados en la revista Advances in Space Research, muestran que los geopolímeros no se deterioraron durante ese tiempo y que, en algunos casos, resultaron más resistentes tras su paso por el espacio.
En paralelo, otras muestras idénticas se mantuvieron en la Tierra para servir de control y poder comparar las diferencias. Al regresar, ninguna de las muestras espaciales había perdido resistencia frente a sus equivalentes terrestres.
Cómo se hace un cemento sin hornos a mil grados
El cemento convencional se obtiene sometiendo una mezcla de caliza y arcilla a temperaturas altísimas, un proceso que exige un consumo energético que resulta impensable en el contexto de una misión espacial. Por eso, el equipo de Wagner desarrolló geopolímeros, materiales que se obtienen a partir de arcillas mediante reacciones químicas en lugar de calor extremo.
En este caso, partieron de regolito lunar y marciano simulado, mezclado con una cantidad mínima de aditivos. Al polimerizar, ese material se solidifica en algo muy parecido al hormigón que se usa en la construcción terrestre, según explicó Wagner, para quien el regolito es uno de los materiales más abundantes tanto en la Tierra como en la Luna, lo que lo vuelve especialmente interesante para la construcción.
La IA que elige el mejor regolito antes de mezclar nada
No todos los regolitos son iguales: el polvo lunar está compuesto por distintos materiales rocosos que varían según la zona. Para lidiar con esa variabilidad, el equipo desarrolló un modelo de aprendizaje automático capaz de predecir la resistencia final del geopolímero según el tipo de regolito de partida, publicado en un estudio complementario en la revista Acta Astronautica.
Esa herramienta permite seleccionar de antemano las mejores combinaciones para obtener un cemento lunar más resistente, en lugar de descubrirlo por ensayo y error una vez fabricado el material.
Un punto crítico con más margen de lo esperado
El equipo también identificó un momento clave en la reacción de fabricación del cemento lunar, conocido como punto crítico del gel, en el que el material pasa de ser una suspensión manejable a una estructura que empieza a solidificarse. Ese hallazgo se publicó en un número especial de la revista Journal of Rheology dedicado al comportamiento de materiales fuera de la Tierra.
Lo interesante es que mezclar el material antes de alcanzar ese punto crítico no afectó ni el tiempo de endurecimiento ni la resistencia final del cemento. Eso da bastante flexibilidad a la hora de manipular y procesar estos materiales en un entorno que, como la Luna, no es precisamente el más cómodo para trabajar con precisión milimétrica.
