Autor: @madridbg, a través de Power Point 2010, utilizando imágenes de dominio público. ananthu kumar
Bienvenidos estimados Hivers, la compresión científica de aspectos cotidianos es un área de estudio que ha venido en constante crecimientos para la humanidad y desde los fundamentos de la química como ciencia, hemos podido dar significados a los aspectos más básicos que nos rodean, entre los que destacan, la comprensión química de sustancias como el agua y el dióxido de carbono, o por qué el hierro se oxida en condiciones ambientales, de una forma u otra la especie humana ha conseguido la manera de nuevos métodos de experimentación que nos han permitido avanzar en lo tecnológico y científicos.
Partiendo de lo anterior, la investigación ha sido una de los componentes más importantes de los avances actuales, de tal manera que ha generado el poder explorar espacios externos al terrestre, en busca de nuevas formas de vida y de la comprensión de la evolución de la humanidad. En este sentido, mediante estas líneas de escritura, describiremos algunas concepciones químicas detrás del proyecto Biosfera II, desarrollado como mecanismos para poder evaluar la supervivencia humana en un ambiente alejado del terrestre.
ANTECEDENTES DE PROYECTO BIOSFERA II
El nombre biosfera II es asignado a una investigación científica que involucraría a 4 mujeres y 4 hombre que habitarían en un ambiente controlado, previamente diseñado y controlados bajos rigurosas parámetros científicos, el cual no tendría interrelaciones con el medio ambiente natural del planeta tierra.
El proyecto inicio en septiembre de 1991, y tenía como propósito, evaluar la capacidad de la especie humana para producir un ambiente integrado y totalmente habitable, teniendo como visión la creación de colonias en planeta alejados de la tierra, en otras palabra, Biosfera II era una versión en miniatura de Biosfera I entiéndase esta como el planeta tierra.
El proyecto se fundamentó en una extensión de terreno de aproximadamente 3 acres el cual se aisló mediante un gran domo de vidrio, las bases con gran cantidad de concreto, en el mismo se diseñaron de forma artificial, selvas, sabanas, desiertos y espacios agrícolas para poder trabajar lo cual seria los espacios necesarios para que el proyecto fuera autosuficiente.
Fig. 2. Representación del espacio de Biosfera II. Autor: DrStarbuck
Desde sus inicios, se notaron avances sustanciales que proyectaban este mecanismo como viable a nivel extra planetario, sin embargo, después de 3 años las complicaciones empezaron a surgir y la integración en el ecosistema no eran las más actas para la vida. Consecuencia que desencadenaron la terminación temprana de la investigación, aspectos que evaluaremos en los apartados siguientes.
CONSECUENCIAS QUÍMICAS GENERADAS DENTRO DEL ECOSISTEMA DE BIOSFERA II
Como mencionamos en el apartado previo, la idea fundamental detrás de proyecto Biosfera II era poder desarrollar un ambiente independiente y que permitiera albergar la vida de la especie humana, Sin embargo, una vez sellada la gigantesca burbuja, los problemas químicos empezaron aparecer ya que lo sensores dentro del ecosistema artificial detectaron que la concentración de oxigeno disminuía drásticamente mientras que las de dióxido de carbono aumentaba.
Cuantitativamente la concentración de oxigeno era aproximadamente 21% en volumen, cifra que fue disminuyendo en un 0.5% mensual, mientras que el dióxido de carbono fue aumentado en un 0.035% en volumen, cifras que terminaron obligando a los investigadores y equipo de trabajo a realizar constantemente la purificación del aire, mediante limpiadores químicos eléctricos, similares al utilizados en los submarinos, con el propósito de eliminar el dióxido de carbono disuelto y aumentar las concentraciones de oxígeno.
En consecuencia ya podemos observar las primera incidencia o problemática química presente en Biosfera II, producto del intercambio gaseoso tan necesario para la vida ya que a tan solo 2 años del lanzamiento del proyecto los niveles de oxígeno estaban por debajo del 14%, aun cuando se apoyaba con la purificación del aire, cifras que son comparables a la ausencia de oxígeno en altitudes superiores a las 4360 metros sobre el nivel del mar.
Este drástico descenso de oxígeno, obligo a los investigadores a cuestionar el porqué del fenómeno que estaba ocurriendo ya que las plantas existentes y el proceso fotosintéticos eran suficientes, teóricamente para cubrir la necesidad de intercambio gaseoso para el ecosistema artificial creado.
Fig. 3. Espacio acuático y vegetativo dentro de Biosfera II. Autor: Colin Marquardt
Entre las teorías que fueron surgiendo, destaca el clima nublado que presentaba el ecosistema, lo cual originaban que las radiaciones solares no incidieran directamente sobre las plantas y en consecuencia, el proceso fotosintético se retardaba al igual que el crecimiento de las plantas. De igual forma, se manejaban teorías como el excesivo consumo de oxigeno producido por los microorganismos, para metabolizar el exceso de materia orgánica presente en el suelo que se había dispuesto para acelerar en crecimiento de la vegetación.
Partiendo de la anterior teoría y a través de la estequiometria de las reacciones, los científicos lograron detectar que los microorganismo eran una de las causas fundamentales en el consumo de oxígeno, sin embargo, ese consumo ameritaba un sobre producción de más 40.000 ppm de dióxido de carbono cifra que superaba 10 veces a la detectada en el domo y en función de esta diferencia abismal surge otra interrogante, ¿Qué está ocurriendo con el exceso de CO2 generado?
Sin duda, se estaban presentado serias complicaciones que atentaban contra la vida humana y para responder a estas incertidumbres debían seguir realizando investigaciones al respecto ya que en una parte habían logrado detectar el déficit de oxigeno pero aun no explicaban que ocurría con el exceso de dióxido de carbono faltante.
SIGUIENDO LA RUTA DEL DIÓXIDO DE CARBONO
En principio se pensó que la ausencia del excedente de dióxido de carbono era producido por fugas en el ecosistema, sin embargo, se logró detectar que este era 100% hermético, así que esta hipótesis fue descartada, de allí iniciaron las investigaciones en función de las reacciones químicas entre el dióxido, el suelo y la materia viva presente dentro del ecosistema artificial.
Fig. 4. Zonas desérticas dentro de Biosfera II. Autor: Colin Marquardt
Para sorpresa de la investigación lograron detectar que el concreto utilizado en el interior de la esfera había consumido gran parte del CO2 presente en el domo, pero ¿Cómo ocurrió este fenómeno?, para responder a esta interrogante debemos hacer uso de la reacciones químicas y recordar que el concreto es una mezcla física formada por arena y grava, unido mediante agentes químicos como el silicato de calcio e hidróxido de calcio.
De los compuestos antes mencionados, el hidróxido de calcio es el responsable de la absorción del dióxido de carbono, ya que el CO2 se filtra por las estructuras del concreto y reacciona con el hidróxido, dando como resultado la formación de carbonato de calcio y agua, reacción que en condiciones normales es lenta, sin embargo, como las concentraciones de dióxido eran elevadas la reacción se vio acelerada de tal manera que el carbonato de calcio resultante llego alcanzar unos 2 cm de espesos debajo del concreto previamente establecido, lo cual es el equivalen unos 1.500.000 moles de dióxido de carbono adsorbidos, excedente de este compuesto que se encontraba desaparecido.
CONSIDERACIONES FINALES
A través de la investigación y del proyecto Biosfera II, los científicos y la población en general permite considerar y valorar lo grandiosa que es la naturaleza, donde podemos observar cuán difícil es mantener el equilibrio planetario que la acción humana ha venido destruyendo en su afán de crecimiento y supremacía.
De tal manera que los principios asociados a la ciencia son importantes, siempre y cuando respeten el bienestar y equilibrios que debe prevalecer a nivel ambiental, económico y social aspecto que podemos evidencia en este interesante e importante proyecto que nos impulsa a respetar los recursos del planeta.
BIBLIOGRAFÍAS CONSULTADAS
[1] McMURRY E., John y Fay C., Robert. (2008). Química general. Quinta edición PEARSON EDUCACIÓN, México, 2009 ISBN: 978-970-26 1286-5.
[2] Ralph, H. Petrucci, William S. Harwood, E. Geoffrey Herring. (2003). QUIMICA GENERAL. Octava edición. PEARSON EDUCACIÓN. S.A., Madrid.
DE INTERÉS
1. La imagen de portada fue realizada por @madridbg, utilizado imagen de dominio publico
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