Edwin Santos Vidal, ingeniero mecánico de nuestra casa de estudios, formó parte del equipo “Space Roots”, uno de los tres grupos ganadores del concurso local de la hackatón internacional más grande de la NASA. Su proyecto propone un diseño innovador para realizar cultivos espaciales en un espacio reducido, así como la selección de plantas con mayor valor nutricional para las exploraciones.
Con un total de casi 200 proyectos y más de 1,600 personas inscritas, el Space Apps Challenge Lima 2021 fue la sede con mayor número de participantes a nivel mundial de la prestigiosa hackatón internacional de la NASA. Entre el pasado sábado 2 y domingo 3 de octubre, los participantes tuvieron el desafío de dar solución a uno de los 28 problemas planteados por la agencia espacial trabajando con sus datos de código abierto por 48 horas.
Desde que se encontraba en el colegio, Edwin Rafael Santos Vidal considera que siempre fue muy ávido en conocer el funcionamiento de las cosas a su alrededor. Esa curiosidad terminó siendo determinante para que decida estudiar Ingeniería Mecánica, especialidad de la que hoy es egresado, y mediante la cual considera que aprendió, sobre todo, a responder e involucrarse hacia cualquier tipo de desafío, así como a trabajar bajo presión.
Precisamente, estas dos características fueron fundamentales para que nuestro ingeniero sea uno de los ganadores del Space Apps Challenge Lima 2021. Su enamorada fue quien lo alentó a participar, aun cuando no contaba con un equipo formado. Edwin cuenta que la competición creó un canal de Discord para que los concursantes puedan conocer sus diferentes intereses, habilidades y encontrar un grupo con el cual iniciar el intenso trabajo.
Santos recuerda que ingresó al canal, puso su descripción, pero no consiguió que se pongan en contacto con él. Sin embargo, ello no impidió que él busque a las personas que compartan sus intereses. De esa forma, encontró a Geraldine Pérez, diseñadora industrial PUCP, y comenzaron a formar su equipo. Ella le comentó sobre dos ingenieros agrónomos que podían complementar el grupo, y fue así como nació la delegación de “Space Roots”.
Con sus habilidades en ingeniería mecánica, la destreza en diseño industrial de Geraldine y los conocimientos agrónomos de Eduardo Dolores y Bruno Alvarado, eran el equipo ideal para responder al reto propuesto de diseñar un sistema de producción de cultivos desplegable capaz de satisfacer las necesidades nutricionales de una tripulación de entre cuatro a seis personas en una misión de tránsito hasta Marte y de regreso a la Tierra.
“Nosotros nos juntamos una semana antes del hackatón. Si bien la hackatón dura solamente dos días, eso no quiere decir que las reuniones con tu equipo y lo que hagan será únicamente en esa fecha, no. Uno puede ir recopilando información antes, pero cuando vas a desarrollar la idea sí tiene que ser durante esos dos días. Nosotros, previo a esos días, investigamos sobre el tema, ya que involucra ciencia avanzada”, explica Edwin.
“Tomamos en cuenta, por ejemplo, la radiación que hay en el espacio, la gravedad, el frío, el control del calor, etc. Como son temas complejos, entonces nos juntamos una semana antes para recopilar información y conocer las consideraciones a tomar en cuenta para el diseño”, agrega Santos. Sin embargo, pese a esta preparación, nuestro egresado confiesa que terminaron descartando la idea inicial que desarrollaron el primer día del hackatón.
“Todo el sábado avanzamos con lo que íbamos a presentar en la página web. Llegó el domingo, y vimos que el diseño que estábamos haciendo no era lo que querían los ingenieros de la NASA. Nosotros teníamos primero la idea de hacer un módulo para llevar directamente al planeta, como una habitación que podamos instalar allí. Pero lo que querían en la NASA era algo compacto y que vaya dirigido hacia el viaje de los astronautas”, cuenta.
Agotaron sus esfuerzos del sábado en un diseño que no sumaría a la resolución del desafío. Solamente les restaban las 24 horas del domingo y sintieron que sus esfuerzos iniciales habían sido en vano. Básicamente, se encontraban en desventaja con respecto a los otros casi 200 equipos. Sabían que ahondar en un diseño 3D tomaría mayor tiempo. La preocupación era inevitable; sin embargo, jamás dejaron de creer en su potencial.
“Stars Crops” fue el nombre que dieron al proyecto. Una de las características que destaca de su novedoso sistema es la sostenibilidad del agua: “Este dispositivo tiene en consideración todo lo que no hay en la Tierra. Por ejemplo, para el agua, ideamos que se transmita a través de acción capilar por un material llamado celulosa, que es como una esponjita para dosificarla desde un tanquecito hacia las raíces”, precisa Santos Vidal.
“Adicionalmente, pusimos donde están las raíces vermiculita y perlita (dos tipos de minerales) para permitir el flujo de agua y aire”, agrega. La idea del mecanismo de este innovador diseño es dejar que el agua fluya lentamente; principalmente, a través de la esponja celulósica y que luego se extienda a todo el medio de vermiculita más la perlita para que cubra las zonas de las raíces mientras se desarrolla a través del tiempo.
“También tomamos en consideración el reúso, porque al estar en un lugar donde no puedes desperdiciar nada, el agua, el oxígeno, todo es muy preciado. Lo que ideamos fue utilizar el agua mediante un sistema que va a succionar el aire con humedad y va a extraer de ahí el agua para que sea utilizada para la misma planta”, explica. Es decir, es capaz de reciclar el agua transpirada por las plantas a través del proceso de condensación y recolección.
Este diseño, según relata Edwin, es completamente novedoso. Y es que, si bien el proyecto toma en consideración estudios e investigaciones que previamente ya se han planteado, la perlita y la vermiculita son elementos que no fueron considerados por la NASA. Explica, además, que la forma espiral en la que fue presentada y los estudios sobre las plantas que eran más convenientes cultivar fueron otras de las novedades que ellos desarrollaron.
Para afrontar el reto, el equipo de Space Roots propuso el desarrollo de un Sistema de Sustrato Inteligente. Tomando en consideración el esquema básico del PONDS (Passive Orbital Nutrient Delivery System), llevaron a cabo un nuevo diseño capaz de soportar el desarrollo de pequeñas plantas herbáceas. Asimismo, también abordaron e incluyeron el uso de soluciones preenvasadas ricas en nutrientes para cada uno de los cultivos.
Junto con algunos reguladores del crecimiento, esta solución preenvasada satisfará las necesidades hídricas en el crecimiento de las plantas, ya que en las misiones tempranas se da prioridad a los cultivos pequeños con períodos de crecimiento cortos. La solución preenvasada se conectaría al medio de crecimiento a través de la esponja celulósica por acción capilar y puede abrirse/cerrarse mediante una válvula siempre que sea necesario.
Asimismo, identificaron que se necesita un depósito de agua para abastecer el sistema. En ese sentido, proponen una parte construible para contener la solución preenvasada. Así, en este segundo compartimento, debe de haber suficiente espacio para diferentes tamaños del paquete, aunque en las primeras misiones, aseguran, no debería de haber grandes diferencias con respecto a las necesidades de agua entre los cultivos seleccionados.
Por último, Edwin junto a su equipo incluyeron también un tercer compartimento con fines de ventilación. Esta tercera sección tiene la función de proporcionar un flujo de viento a todo el sistema mediante mangueras de ventilación alimentadas por un compresor de aire. La fuerza con la que se mueva debe ser lo suficientemente baja como para no perturbar los medios de crecimiento ni causar mayores problemas con el movimiento del agua.
Nuestro ingeniero mecánico reflexiona sobre todo el intenso trabajo previo y durante la hackatón. Confiesa que la gran mayoría de los desafíos planteados por la NASA le llamaron la atención y despertaron en él esa curiosidad innata que lo acompaña desde que era escolar. Él tenía la intención de interactuar y aprender de diferentes carreras, a la vez de aportar y seguir incrementando sus conocimientos teóricos y prácticos en mecánica.
“Cuando iniciamos, yo le dije al grupo que podía encargarme principalmente de los sistemas. Inicialmente, no sabíamos cómo el agua iba a ir directamente hacia las raíces. Yo, entonces, estaba pensando en una solución mecánica. Luego, comencé a revisar unos papers científicos y la recomendación era que la transmisión fuera por capilaridad. Ya con la idea base en mente, pensamos en los materiales, como la esponja de celulosa”, recuerda.
“En general, me encargué de ver todos los sistemas: desde la filtración de agua, también de dosificación de aire, que haya un pequeño compresor en el cual se dosifique dióxido de carbono a las plantas. ¿Cómo? Mediante mangueras, pero antes tenía que haber un pequeño tanque, así que traté de entregar los conocimientos de lo que yo he visto cuando estuve trabajando en plantas industriales”, explica Edwin sobre su función en su equipo.
Santos reconoce la importancia del trabajo en conjunto y el aporte de cada integrante desde su especialidad. Ese aprendizaje interdisciplinario, así como la oportunidad de ser parte de los tres proyectos que representarán al Perú internacionalmente en el concurso de la NASA, son las experiencias más valiosas que se lleva Edwin consigo. Adicionalmente a este honor, todo el equipo ha recibido diferentes becas en distintos cursos, mentorías y capacitaciones.
“En cierto momento, nosotros perdimos la fe, pero nos dijimos que no hay que caer. Uno siempre debe tratar de dar lo máximo, y finalmente lo logramos. Y no es que seamos unos genios, pero fuimos un buen grupo que supo trabajar de forma seria, y no nos rendimos. No vean los desafíos como imposibles. Para quitarse el bichito, hay que intentarlo. Uno tiene que creer en sí mismo para lograrlo”, es la reflexión final de Edwin sobre esta experiencia.
Si quieres conocer más sobre la propuesta del equipo de Space Roots, puedes visitar la página web que el propio equipo presentó para el hackatón en este enlace.
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