Relatos en la Isla Tintero

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Ciencia para escritores: Biosfera 2

Hace poco estuvimos hablando de la idea de crear una colonia espacial en un cilindro para acoger a los humanos en caso de una futura migración o de que ya no se pudiese vivir en la Tierra. Ese cilindro tendría que ser en su interior un verdadero hábitat para seres humanos, es decir, no vale que simplemente haya apartamentos. En su interior debería haber, de hecho, bastante espacio destinado a la vegetación, ya que tiene muchísimos usos.

Bueno, pues en esta entrada os quería hablar acerca de algo muy relacionado: los intentos que se han hecho de crear ecosistemas cerrados, sin recibir ningún aporte del exterior, es decir, igual que ocurriría en un Cilindro de O’Neil.

biosfera-2-portada

Esta entrada se titula Biosfera 2 porque este fue el ecosistema artificial cerrado más grande jamás creado. Biosfera 2 es una estructura que sirvió para construir un ecosistema artificial cerrado. Fue construida entre 1987 y 1991 en Arizona por una empresa llamada Space Biosphere Ventures (el nombre ya nos da una idea de sus actividades, aunque ahora parezca que ya no existe).

¿Qué se buscaba con esto? Bueno, los responsables del proyecto dicen que querían demostrar la viabilidad de la vida en ecosistemas cerrados, incluida la humana, porque, como os comentaré luego, había tripulantes humanos viviendo ahí. Durante el tiempo que estuvo en funcionamiento, también sirvió para investigar las relaciones entre los diferentes sistemas en un lugar cerrado y pequeño, así como ver cómo cambiaban los parámetros de composición del aire, el suelo…etc. Además, el hecho de que fuera totalmente cerrado hizo que se pudiera comparar con un hábitat espacial en todos los aspectos: desde el reciclaje de oxígeno hasta los efectos en la tripulación humana.

Bien, una vez hechas las presentaciones voy a empezar describiendo la estructura y su funcionamiento, después os contaré lo que pasó con ella y ya al final nos meteremos en la ficción, eso que tanto nos gusta.

Estructura y funcionamiento

Biosfera 2 era una estructura de 1,27 hectáreas, es decir 12700 metros cuadrados o solo 0,0127 kilómetros cuadrados (como sé que hay gente que le gusta oír estos datos en campos de fútbol, si no voy mal creo que hablamos de dos campos o dos y medio, más o menos).

Estaba dividido en siete zonas diferentes, que pretendían dar algo de representación a los biomas de la Tierra (en realidad, había cinco biomas y dos zonas “civilizadas”). Estas zonas eran las siguientes:

  • Una selva de 1900 metros cuadrados.
  • Un océano de 850 metros cuadrados con su arrecife de coral incluido (es importante porque aloja a muchas especies y contribuye al intercambio de oxígeno).
  • Un manglar o marisma de 450 metros cuadrados (como el manglar está compuesto por plantas muy resistentes a la sal, posiblemente fuera un intermediario entre la jungla y el océano).
    Una sabana de 1300 metros cuadrados (quitaos de la cabeza la imagen de secarral, pues en la sabana hay árboles, solo que están lo suficientemente espaciados como para que pueda crecer la hierba).
  • Un desierto de niebla de 1400 metros cuadrados (esto significa que la humedad requerida por las plantas y animales no se obtiene por la lluvia, ya que hay muy poca, sino por la abundante humedad del ambiente).
  • Una zona cultivable de 2500 metros cuadrados, de gran importancia, porque es lo que realmente permitiría obtener los alimentos (no es viable mantenerse por recolección en la jungla). Esto ya no es parte de los biomas, por supuesto. Se incluyeron en esta parte algunos animales domésticos para que pudieran consumir carne.
  • Un hábitat humano donde pudieran hacer vida normal. Esto nos viene a decir que no tenían que dormir en hamacas en la jungla ni nada de eso.

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Pasad las fotos para ver cómo era el interior de Biosfera 2. Podréis ver el desierto, la selva, la zona cultivable y otras cosas que no he logrado identificar. ¡Ah y fijaos en los cristales!

En total, este ecosistema contaba con 3800 especies entre vegetales y animales (no he encontrado nada acerca de microorganismos, pero si contamos todos los que vendrían asociados a suelo, agua, fauna y flora seguro que la cifra sube muchísimo más). Alcanzar el equilibrio perfecto entre todas las especies es algo extremadamente complicado en un ecosistema cerrado, así que esto contribuyó a los resultados.

Además, Biosfera II contaba con muchas infraestructuras subterráneas, que no cuento como las cinco zonas y en las que posiblemente hubiera tuberías, sistemas energéticos y en general toda la pesca que se necesita para mantener el ecosistema en funcionamiento.

Tenía un sistema de reciclaje de agua bastante complejo, ya que tenían que mover el agua del océano (el agua de los océanos no está estancada en general, sino que hay corrientes). Además, tenían que recircular la que consumían y orinaban, usarla para reciclar. Creo que fue una de las cosas más delicadas de Biosfera 2, pero tampoco voy a entrar en muchos detalles, que me eternizo.

De hecho, la mayoría de la gente está de acuerdo en que Biosfera 2 es sobre todo un logro de ingeniería, debido a su cuidadoso diseño. La estructura sobre la superficie estaba fabricada con tuberías de acero, cristal de alto rendimiento (para aislarlo lo más posible del exterior, también en caso de accidentes o roturas) y un armazón de acero también. A prueba de balas, vaya.

Se puso mucho cuidado en que el cierre de los cristales fuera prácticamente hermético, ya que es muy importante que no se produjera intercambio de gases con el exterior. Si hubiera habido cualquier pequeña abertura podrían haber entrado gases del exterior y haber fastidiado los resultados del experimento. Recordad que la idea es que fuera totalmente cerrado, no sirve de nada que esté “un poco cerrado”.

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Biosfera 2 por fuera.

Precisamente por no poder abrir las ventanas, estaban en una especie de invernadero y ya sabéis la cantidad de calor que se puede almacenar ahí dentro. Por eso hubo que instalar acondicionadores que controlaran la temperatura interior, sobre todo pensando en las plantas. Esto suponía un gasto enorme, lo que, si pensamos en una nave espacial se traduciría en más combustible o en muchas placas solares que incrementarían el peso.

Integrantes del grupo

En Biosfera 2 entraron como tripulantes un grupo de 4 hombres y 4 mujeres. Todos ellos eran científicos (bioquímicos, agrónomos, biólogos e ingenieros) y jóvenes (entre los 24 y 43 años), con un objetivo claro: permanecer ahí dentro durante dos años para completar la misión. Aparte de simplemente estar para ver qué pasaba, también tenían que controlar los parámetros del medio ambiente de la nave, cultivar la comida y realizar algunos experimentos para aprender más sobre el desarrollo de un ecosistema así.

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Integrantes del grupo. Todo muy ochentero.

Algunos de ellos ya tenían experiencia en sistemas cerrados, porque antes de Biosfera 2 ya habían realizado pruebas en sistemas cerrados. Aunque eran misiones de muy poca duración (desde unos pocos días hasta un récord de tres semanas) y en ellas no se podía probar a cultivar nada, sí que sirvieron para probar los sistemas de reciclaje de residuos, que tienen una importancia increíble, ya que de ellos posiblemente dependa el resultado del experimento a largo plazo.

Estos colonos, como se les ha llamado, tenían su propia agua, energía, alimentos, y atmósfera, que debía controlar adecuadamente: eran los responsables. Con el resto de la Tierra solo compartían la radiación solar, ya que entraba por los cristales igual que entra por los nuestros. En el caso de que estos ensayos se repitieran para una nave espacial se tendría que controlar la radiación solar, porque la que recibimos nosotros en la superficie de la Tierra no sería la misma que se recibiría en la nave. Habría que ajustar los cristales para que la radiación solar que se obtuviera en ese ensayo fuera lo más parecida posible a la que se obtendría en la nave, cosa que habría que averiguar con cálculos matemáticos.

Desde ya os adelanto que Biosfera 2 puso a prueba la resistencia tanto física como psicológica de estos ocho colonos. Tenían que aguantar dos años sin ver a nadie más que a sus siete compañeros, haciendo siempre el mismo trabajo y viviendo siempre en el mismo espacio. Algunos podéis pensar que es fácil, pero desde luego, para mí resultaría agobiante como poco. Luego, en la parte de resultados explicaré un poco más lo que pasó con ellos.

No voy a hacer un análisis de esto, que no soy psicóloga y no me gusta hablar de lo que no tengo ni idea, pero supongo que habrá estudios acerca del comportamiento en este tipo de situaciones: con grupos pequeños y espacios cerrados. Sería también un buen tema sobre el que centrar una novela, porque ahí podría surgir de todo.

Resultado del experimento

Acerca de los resultados, hay opiniones para todo, pero yo creo que simplemente llevar a cabo la misión completa ya fue un éxito absoluto. Sin embargo, se presentaron bastantes dificultades que lo hicieron todo más incómodo para los colonos.

En primer lugar, al principio no fueron capaces de cultivar comida suficiente, quizás porque las plantas aún debían adaptarse al ecosistema. Por eso se quejaban continuamente del hambre. Más adelante, a partir del segundo año, fueron capaces de obtener más comida y ganaron algo del peso que habían estado perdiendo. Aún así, tal vez por haber estado consumiendo una dieta especial, los análisis mostraron que todos tenían una salud excelente al finalizar el experimento y su cuerpo se había adaptado a obtener menos energía.

Otro problema fue la falta de oxígeno. Aunque al principio la concentración en el aire era de 20,9%, que es la que tenemos de normal, acabó bajando hasta 14,5%, el equivalente de estar a 4000 metros. Como sabéis, a estas altitudes la falta de oxígeno puede causar dificultades en la respiración, apnea del sueño, fatiga, mareos… Algunos de los colonos sufrieron estos síntomas, así que los responsables del proyecto decidieron insuflar oxígeno desde el exterior para minimizar el peligro.

Mucha gente se quejó de esto último, diciendo que eso era incompatible con el hecho de que fuera autosuficiente y cerrado. Sin embargo, a mí no me parece mal: creo que es mucho más importante la salud de las personas que el hecho de que se cumpla o no se cumpla algo. Además, si esto ocurriera en una nave espacial, que sería la idea, seguramente se llevaran tanques de oxígeno o catalizadores por si las moscas, con lo cual no pasaría nada por insuflar oxígeno.

pirámide invernadero.jpg

Aquí podéis ver cómo estas zonas parecían un invernadero.

En general, controlar la concentración de los gases del aire fue una odisea. El oxígeno, como ya he dicho, bajó muchísimo y esto es muy grave. Se cree que fue principalmente porque no se había contado con que los microorganismos del suelo consumirían también oxígeno, así que en realidad, esto se podría corregir con más vegetación o bien vigilando la concentración de los microorganismos.

En su día hubo quien sostuvo que estos datos estaban amañados porque apareció menos CO2 del correspondiente (la respiración tanto de animales, como de plantas y de microorganismos retira oxígeno y aporta CO2 en la misma proporción.) Sin embargo, más tarde se comprobó que el carbonato de calcio de la estructura reaccionaba absorbiendo dióxido de carbono. Esto puede ser beneficioso en este caso, porque lo retiraba del aire, pero realmente también es incompatible con el hecho de que el ecosistema tenga que estar cerrado.

La última hipótesis que he leído acerca de la reducción de oxígeno es que ese año fue especialmente nublado, con lo que se redujeron los niveles de fotosíntesis. Sumando esto al hecho de que las vigas de la estructura también bloqueaban luz solar (cosa que no pasa al aire libre), las plantas liberaban menos oxígeno a la atmósfera. Esto también podría explicar por qué el primer año tuvieron menos comida.

Además, también hubo unas fluctuaciones bestiales de los niveles de CO2 atmosférico. Como sabéis, los niveles de CO2 disminuyen durante el día, porque las plantas lo captan para realizar la fotosíntesis y aumentan durante la noche porque dejan de captarlo. En la Tierra, esta diferencia entre día y noche no se nota porque hay muchísimo aire y porque en algunos sitios es de día mientras que en otros es de noche.

Sin embargo, en Biosfera 2 no se daban estas dos situaciones, así que había cambios enormes, tanto entre días y noches como entre estaciones del año. Tanto era así que tuvieron que controlarlo artificialmente mediante dispositivos absorbedores de CO2 y también priorizando el riego de las áreas vegetales que más fotosíntesis hacían. Aún así, estos niveles de dióxido de carbono tan variables hicieron que algunos vertebrados y los insectos polinizadores murieran, haciendo inviable la supervivencia de las plantas a más largo plazo. Además, proliferaron otros menos agradables, creando plagas, y con eso sí que no se había contado.

En cuanto a los colonos, digamos que no estuvieron precisamente de vacaciones. Entre la falta de comida y de oxígeno, los ánimos no estaban muy altos, y esto causó disputas y otros problemas. He leído que se crearon facciones de enemigos y amigos, aunque realmente muy pocas personas pueden confirmar lo que pasó dentro.

Además, un miembro de la tripulación sufrió una lesión y se le permitió abandonar temporalmente el proyecto. Volvió al cabo de poco tiempo y además supuestamente, introdujo nuevas cosas en Biosfera 2. Esto enfureció a mucha gente, que afirmaba que haciendo eso el proyecto dejaba de tener sentido.

Ha habido y hay muchas críticas acerca de que el ecosistema cerrado no estaba tan cerrado como se pretendía y etc etc. Bueno, aquí no me voy a meter, la verdad es que pienso que conseguir lo que se consiguió en esa época ya es bastante avance y que no se les puede criticar por priorizar la salud de la gente. Entiendo que ha dejado de ser cerrado, sí pero, ¿de verdad es eso lo más importante?

En resumen, este experimento no fue un éxito absoluto pero aportó muchos datos acerca del funcionamiento de este tipo de sistemas. La información obtenida podrá usarse para desarrollar sistemas cerrados más complejos, tanto en la Tierra como en hipotéticas naves espaciales. Aunque esto está bastante más lejos, es inviable hacerlo sin haberlo probado antes muchas veces en tierra firme. Podéis encontrar información en libros y artículos científicos, pero no me voy a poner a citar aquí lo que pasó en concreto con el desierto o con los bananeros, que bastante me estoy alargando ya.

Si queréis leer más, podéis aquí (en inglés y con fotos ilustrativas), y aquí (página oficial de lo que queda de Biosfera 2, que ahora son instalaciones visitables, lo podéis ver en Virtual Tour).

Os dejo también una charla de TED de una de las mujeres que estuvo en Biosfera 2, que qué mejor testimonio que ese.

Y todo esto ¿para qué?

El experimento Biosfera 2 nos sirve como base para muchas más cosas relacionadas con la ficción. Son incontables las veces que se ha planteado en novelas o películas el hecho de vivir fuera de la Tierra. Muchas veces tendemos a pensar que vivir en una nave espacial sería semejante a estar en la Estación Espacial Internacional, pero en plan grande. Tengo en mente ahora la película de Interestellar, donde viven en una nave todo metálico, blanco, con sus trajes chupiguays y etc, y donde los protagonistas pasan un tiempo largo.

Yo no digo que esto sea inviable, pero sí que creo que para vivir de verdad no es la mejor de las ideas. Es mucho más cómodo llevarse plantas, que dan oxígeno y alimento, que cargarlos en tanques, que además no durarán para siempre. Desde luego, si se quiere hacer un viaje con una duración limitada, puedes complicarte menos la vida cargando cantidades ingentes de comida, pero la única forma de salir de la Tierra indefinidamente es llevándonos el ecosistema con nosotros.

Nos guste o no, no podemos prescindir de las especies que nos rodean, ni tiene pinta de que vayamos a poder hasta dentro de bastante tiempo. Por eso, desarrollar ecosistemas cerrados que funcionen perfectamente es un paso imprescindible si queremos crear una colonia, tanto en una nave espacial como en Marte o en la Luna.

Según he estado leyendo, después de esta primera misión de Biosfera 2 (la que os he contado) se intentó una segunda, que pretendía solucionar gran parte de los fallos que había habido en la primera. Comenzó en 1994, un año después de que acabara la primera, y debería haber durado 10 meses. Sin embargo, hubo una serie de problemas personales, entre ellos un boicot por parte de los antiguos colonos, que hicieron que esta segunda misión no durase más de dos meses.

Una pena, porque han pasado 22 años y no he leído que se haya vuelto a intentar nada similar. Hay quien dirá que mejor, que esto es una pérdida de tiempo, pero yo opino que la investigación básica acaba ofreciendo resultados interesantes que luego tienen aplicaciones importantes.

Me encantaría que se volviera a poner en marcha un proyecto así, ahora que están tan de moda los viajes a Marte y todas esas cosas, porque creo que podría ser un paso enorme. De todas maneras, soy consciente de que aún queda mucho camino por recorrer, mucho tiempo de investigaciones y sobre todo, mucho dinero que poner. Pero bueno, la esperanza es lo último que se siente y soñar es gratis.

Conclusión

Como conclusión, solo diré que este artículo puede daros miles de ideas para escribir. En primer lugar, ya habéis visto todo lo que puede salir mal en un espacio tan pequeño (y la de cosas que seguro que pasaron pero de las que nadie habla). En segundo, es un escenario ideal para tratar las relaciones humanas. Desde luego, para mí sería todo un reto aguantar en esa situación sin matar a nadie.

Además, si os planteáis hablar de naves generacionales o colonias espaciales, tenéis que investigar sobre este tema sí o sí, porque este tipo de Biosfera será el telón de fondo, o al menos tendrá que salir. Esto os lo digo desde la experiencia: la primera vez que leí algo sobre Biosfera 2 fue documentándome para una historia, e incluso fui a hablar con mi profesor de biología para que me explicara más cosas (resultó que no tenía ni idea y acabé explicándoselo yo a él, pero bueno, por intentarlo que no quede).


Y bueno, hasta aquí todo lo que quería contar, que ya me estoy enrollando demasiado. Si tenéis alguna duda intentaré contestarla si la dejáis en comentarios y si queréis que hable de algún tema concreto, lo mismo. Espero que este tochazo os haya resultado útil y si es así, no olvidéis comentarlo y compartir por ahí. ¡Hasta la próxima entrada!

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7 comentarios el “Ciencia para escritores: Biosfera 2

  1. Yolanda
    diciembre 6, 2016

    Un artículo genial y para nada me ha parecido un tocho. Bueno, también me fascina la ciencia. Leyendo cosas de este tipo te das cuenta de lo mucho que avanza el ser humano pero de lo mucho que queda por aprender.
    Y es cierto que me han venido a la mente un montón de ideas para algún relato, así que voy a tomar nota.
    Gran trabajo.
    Un saludo

    Le gusta a 1 persona

    • soyperry
      diciembre 6, 2016

      Muchas gracias, Yolanda 😀
      La verdad es que tienes razón en lo que dices, es un ejemplo genial de encontrarse en el camino.
      Espero que te salgan relatos chulos, un saludo 😀

      Me gusta

  2. capirotada
    diciembre 6, 2016

    Interesante entrada.

    Biosfera 2 me recuerda mucho a novelas de ciencia ficción como: “Efímeras de Kevin O´Donnel” o “La nave estelar de Brian W. Aldiss”. En ambas novelas se describe un viaje de una nave generacional, y en ambas ocurre algo curioso. Des-evolución social. Al estar tanto tiempo encerrados en una lata espacial, los tripulante en cada generación se vuelven más tribales hasta llegar fundar cultos hacia la nave y cosas otras cosas peores.

    Tomare nota, ya que me encuentro escribiendo un breve relato de una nave generacional que lleva milenios de viaje y han olvidado la razón de aquella travesía.

    Gracias 🙂

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    • soyperry
      diciembre 7, 2016

      Pues la verdad es que no había leído esos libros, más a la lista de pendientes xD
      Se me hace raro lo de la desevolución, pero supongo que podría ocurrir. Una pena que no tenga ni idea de psicología…
      Muchas gracias a ti por pasarte y comentar 😀

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  3. proyectoaesteria
    diciembre 17, 2016

    Muy muy muy interesante.

    No solo por las miles de ideas que se pueden sacar para relatos de diversa índole. Siempre me ha fascinado el lugar dónde empiezan las historias. Si en algún momento se consigue un hábitat que podamos llevarnos a las estrellas, estoy seguro que habrá miles de novelas sobre ese viaje, pero muy pocos sobre como llegamos hasta ese punto (quizá no tiene tantos tintes de Hollywood).

    Sobre el artículo, plantea tantos temas, tantas incógnitas y tanta controversia que se podría discutir hasta el infinito, en una de esas conversaciones de cafetería donde todo el mundo se gira para ver quiénes son esos que hablan de cosas raras.
    Pero estoy casi seguro que no tardaremos mucho en encontrar la forma de construir un ecosistema sostenible, incluso teniendo en cuenta la gravedad y la radiación solar. Nuestra capacidad ingeniera crece a marchas forzadas, pero estamos siglos por detrás en psicología y habilidades sociales. Creo que estamos muy lejos de estar preparados para un viaje tipo Interestellar. Hay libros bastante conocidos que tratan sobre estos temas, como Solaris, o como Fundación que es un compendio de des-evolución social y tecnológico magnífico. Nuestra capacidad para generar conflicto esta muy por encima de la de entendernos, de momento.

    Después de la parrafada, genial artículo!

    Un saludo

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    • soyperry
      diciembre 17, 2016

      Buenas. Bienvenido al blog y muchísimas gracias por el comentario ^^
      Te doy la razón en que muchas veces no se piensa en lo que hay detrás, pero por desgracia, la mayoría de las veces, lo que hay detrás son cálculos tediosos, muchos prototipos que se tiran a la basura, papeleos y cosas que salen mal. Así que en cierto modo, lo entiendo.
      Por otro lado, tienes razón en que tenemos mucha capacidad ingeniera, pero eso da casi más miedo. Me refiero, al hecho de que quizás no sepamos controlarla adecuadamente. Pero qué te voy a contar, si hay miles de argumentos de novelas sobre cosas parecidas.
      De nuevo, muchísimas gracias por pasarte y comentar, un saludo 😀

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Esta entrada fue publicada en diciembre 2, 2016 por en Ciencia para escritores y etiquetada con , .

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