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Hosokawa Micron se une a la carrera al espacio

Los ingenieros de Hosokawa Micron Ltd. literalmente han alcanzado otra dimensión con los últimos desarrollos en su caja de guantes debido al reciente trabajo conjunto con la Agencia Espacial Europea. En estrecha colaboración con científicos e ingenieros de la Universitat Autònoma de Barcelona, Hosokawa ha desarrollado una carcasa de planta piloto (Compartimento de planta piloto V) en forma de una caja de guantes de alta contención y bucle de gas.

La caja de guantes del compartimiento V fue diseñada, construida e instalada por Hosokawa Micron como la pieza final de un rompecabezas en la planta piloto MELiSSA para proporcionar un hábitat para el desarrollo y la demostración de sistemas de supervivencia de ciclo cerrado regenerables, que se abren El camino a los viajes lejanos en el espacio. El proyecto también ofrece soluciones potenciales para los desafíos globales actuales, como el reciclaje de residuos, el suministro de agua y la producción de alimentos en ambientes hostiles.

Caja de guantes Compartimento V

El proyecto MELiSSA (Micro Ecological Life Support System Alternative) depende de los procesos biológicos y de la comprensión de cómo estos pueden verse afectados por la reducción de la gravedad y la radiación cósmica. Por razones de costo y seguridad, la planta piloto de MELiSSA con base en tierra es un sistema de circuito cerrado con una "cuadrilla" de ratas. Los desarrollos posteriores involucrarán a los humanos en anticipación de futuras misiones espaciales.

La caja de guantes representa el compartimento de la tripulación y permite la regeneración de la atmósfera del hábitat (cargada con dióxido de carbono exhalado por la tripulación animal) y el control de un punto de ajuste de la fracción de oxígeno.

Parte de la atmósfera del hábitat fluye a través de un fotobiorreactor, donde la fotosíntesis convierte el dióxido de carbono en oxígeno.

Los experimentos realizados se basan en un entorno "hermético a los gases" y el sistema completo ha sido diseñado para lograr un sellado de menos de 0,03% en volumen por hora (equivalente a una pérdida de presión de 0,3 mbar/hora).

Los componentes clave incrustados en el circuito de gas incluyen:

  • Filtración HEPA de 3 pasos con cambio seguro
  • Filtración de carbón
  • Calefacción de gas
  • Refrigeración por gas y deshumidificación con recuperación de condensado
  • Variación de la atmósfera del sistema de compensación de presión
  • Ventiladores de recirculación herméticos
  • Colectores de muestras de gases y analizador de gases

El sistema de gasa en bucle y la guantera están equipados con instrumentación para el monitoreo y control de parámetros ambientales como presión, flujo, temperatura, humedad, etc.

Dado que este es un sistema de circuito cerrado sin ventilación externa, la presión interna sufrirá grandes variaciones debido a los cambios en la presión atmosférica y la temperatura sin el diseño innovador de un tanque de presión que puede eliminar o agregar gas al sistema para compensar estas variaciones y así mantener una presión interna constante del sistema. Es importante mantener la presión interna a una presión positiva baja para minimizar las fugas dentro o fuera del sistema y para facilitar el uso de guantes.

La cámara de transferencia sellada tiene un sistema de filtración de aire HEPA recirculante para evitar la contaminación cruzada y la mezcla de atmósferas internas y externas. 

Uno de los principales desafíos del diseño fue extender el estricto requisito de sellado a los componentes integrados del sistema de recirculación de gas en el circuito, al tiempo que satisface el rendimiento del proceso especificado.

El interior del aislador y la bolsa de aire están diseñados para una fácil limpieza y descontaminación y se desinfectan periódicamente con un sistema de peróxido de hidrógeno vaporizado. Otro aspecto importante del diseño fue cumplir con los estrictos requisitos de bienestar y bienestar animal. Esto incluye un control estricto de la temperatura interna, la humedad y la iluminación (cada jaula tiene su propio ventilador dedicado e iluminación variable y suave), así como la eliminación de contaminantes potencialmente dañinos del flujo de recirculación de gas.

"Fue muy emocionante formar parte de este proyecto", dijo Adam Harper, Gerente de Proyectos de Hosokawa Micron Ltd. "Como ingenieros, nos dio la oportunidad de probar nuestra capacidad de diseño al tiempo que destacaba la flexibilidad de nuestras cajas de guantes y sus usos, y también nos brindó una valiosa y fascinante visión de la complejidad de ingeniería para la exploración espacial.

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