Si la NASA consigue establecer una base permanente en la Luna, las viviendas de sus astronautas podrían construirse con un hormigón revolucionario, imprimible en 3D y sin necesidad de agua. Este material, elaborado a partir de azufre y capaz de acelerar el proceso de curado del material, permite construir de forma más rápida. De hecho, algún día también podría usarse en la Tierra. Es una solución que se puede aplicar tanto en suelo lunar como terrestre.
La misión Artemis III tiene previsto su lanzamiento para septiembre de 2026. Esto no solo marcará el regreso de la humanidad a la Luna tras más de 50 años, sino también la primera misión destinada a explorar el polo sur lunar, el lugar propuesto por la NASA para establecer su futuro campamento base.
La construcción de una base en la Luna requerirá una gran cantidad de infraestructura, como plataformas de lanzamiento, refugios y sistemas para bloquear la radiación. Sin embargo, transportar hormigón desde la Tierra hasta la superficie lunar tiene un coste muy elevado. Según Ali Kazemian, investigador especializado en construcción robótica en la Universidad Estatal de Luisiana (EE UU), enviar un solo kilogramo de material a la Luna cuesta alrededor de 1,2 millones de dólares (unos 1,1 millones de euros). En lugar de esto, la NASA planea desarrollar nuevos materiales basados en el propio suelo lunar. Además, la intención es aplicar estas mismas técnicas en el futuro para construir en Marte.
La Sociedad Americana de Ingenieros Civiles destaca que el hormigón tradicional necesita grandes cantidades de agua, un recurso escaso en la Luna y esencial para la supervivencia y la investigación científica. Aunque la NASA ha experimentado con materiales alte ativos para desarrollar un "hormigón lunar", todavía se busca una solución que no requiera agua.
Para dar una solución a esto, investigadores de la Universidad Estatal de Luisiana (EE UU) están desarrollando un innovador cemento a base de azufre que se funde mediante calor para unir materiales sin necesidad de agua. En un estudio reciente, el equipo combinó este cemento con simulaciones de suelo lunar y marciano, y lograron crear un hormigón imprimible en 3D con el que construir muros y vigas. "La construcción automatizada es imprescindible, y la NASA considera que la impresión 3D es una de las pocas tecnologías viables para desarrollar infraestructuras en la Luna", explica Kazemian.
El nuevo cemento no solo elimina la necesidad de agua, sino que también resiste temperaturas extremas y se solidifica más rápido que con los métodos tradicionales. Para sus experimentos, el equipo utilizó un polvo prefabricado, pero en ento os como la Luna o Marte, los astronautas podrían obtener azufre directamente del suelo superficial.
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Para evaluar si el hormigón podía soportar las condiciones climáticas extremas de la Luna, el equipo colocó las estructuras en una cámara de vacío y analizó su estabilidad durante varias semanas, sometiéndolas a distintas temperaturas. Al principio, los investigadores temían que el frío extremo de la cara oculta de la Luna pudiera provocar la sublimación del material, un proceso en el que una sustancia pasa del estado sólido a gaseoso, como ocurre con el hielo seco. Sin embargo, descubrieron que el hormigón mantiene su forma incluso en las gélidas temperaturas del polo sur lunar.
Algunas condiciones, como la menor fuerza de gravedad, podrían incluso beneficiar al hormigón. En el experimento, se probaron estructuras, como muros y pequeñas torres circulares, construidas apilando varias capas de hormigón. "Uno de los principales desafíos de la impresión 3D a gran escala es la distorsión de estas capas gruesas y pesadas. Sin embargo, en un ento o de menor gravedad, esa carga extra podría reducirse y ayudar a que las capas se mantengan intactas", explica Kazemian.
Kazemian y su equipo han llevado su tecnología al Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, en Huntsville (EE UU). El objetivo es adaptar su diseño a un sistema robótico de mayor escala y probar la construcción en cámaras de vacío más grandes. Si funciona, este hormigón podría utilizarse para construir estructuras lunares que tengan mayor altitud, como hábitats o escudos contra la radiación. En cambio, para diseños más planos, como plataformas de aterrizaje, es probable que se empleen tecnologías láser para fundir el suelo lunar y crear una estructura cerámica.
Sin embargo, las pruebas que podemos realizar en la Tierra son limitadas. Según Philip Metzger, físico planetario de la Universidad de Florida Central (EE UU) y exmiembro del Centro Espacial Kennedy de la NASA, la eficacia del hormigón podría verse comprometida al pasar de un suelo simulado a uno real. "Existen diferencias químicas en las muestras de estos planetas que las simulaciones no pueden replicar con precisión", explica el científico. "Cuando lleguemos a estos cuerpos planetarios para probar la tecnología con suelo real, es posible que tengamos que hacer ajustes para que funcione", añade.
No obstante, Metzger considera que el hormigón a base de azufre es fundamental para los grandes desafíos de los próximos proyectos planetarios. Las futuras misiones a Marte, por ejemplo, podrían necesitar carreteras para conectar las minas de hielo y pavimentar áreas alrededor de los hábitats para crear zonas de trabajo libres de polvo. Este hormigón hace que esos objetivos sean alcanzables.
El material también podría aplicarse a la construcción en la Tierra. Kazemian lo ve como una alte ativa al hormigón tradicional, sobre todo en regiones con escasez de agua o con abundancia de azufre. En algunas zonas de Oriente Medio, por ejemplo, el azufre es un recurso común debido a la producción de petróleo y gas.
Según Metzger, esta tecnología podría ser muy valiosa en zonas afectadas por desastres, donde las cadenas de suministro están interrumpidas. También podría ser útil en el ámbito militar para la construcción rápida de diversas infraestructuras, como almacenes. "Es una solución ideal para trabajar en un planeta sin demasiados recursos. En la Tierra, sin embargo, ya existen tecnologías similares", afirma el físico.