BermejaHab: Diseño 3D y Arquitectura de nuestra Base Lunar (Moon Camp Challenge)

La saga tecnológica del IES Monterroso suma un nuevo hito. Tras el despliegue del código con BermejaPi (AstroPi) y la exploración atmosférica con BermejaSat (CanSat), los alumnos de 2º de Bachillerato nos embarcamos en la arquitectura espacial con BermejaHab, nuestra propuesta oficial para el Moon Camp Challenge organizado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y Airbus.

En esta primera fase del proyecto, detallamos el flujo de trabajo de ingeniería, el diseño modular en Tinkercad y la estandarización técnica necesaria para hacer viable la impresión 3D en nuestra Creality K1.

1. El concepto: Un hábitat para 10 astronautas a escala 1:400

Diseñar una base lunar autosuficiente para una tripulación de 10 personas exige un equilibrio estricto entre espacio habitable real y viabilidad de fabricación.

En lugar de aumentar exponencialmente el volumen impreso, adoptamos una relación de escala de 1:400 (1 mm en el modelo equivale a 0,4 metros reales). Esto nos permite integrar instalaciones completas (zonas de vida, invernaderos aeropónicos y laboratorios de investigación) optimizando la superficie útil de la base.

Módulos del complejo:

• Hábitat Principal (Cúpula Central): Ø50 mm de diámetro (20 m reales) y 25 mm de alto. Alberga 3 plantas con dormitorios tipo cápsula, comedor, soporte vital (ECLSS) y zona común.
• Invernadero / Botánica: Ø34 mm de diámetro (13,6 m reales) para cultivo y regeneración de oxígeno.
• Laboratorio y Centro Médico: Ø34 mm de diámetro (13,6 m reales) equipado para investigación del regolito y área de gimnasio/salud.

2. Estandarización Técnica: El Cilindro Maestro y los Z = 7,0 mm

Uno de los principales retos en el diseño 3D asistido por ordenador (CAD) es asegurar que los componentes independientes encajen tras la impresión sin necesidad de lijado ni reajustes mecánicos complejos.

Para lograr una modularidad perfecta entre las cúpulas y los pasillos de comunicación, definimos el protocolo del Cilindro Maestro:

1. Escotillas / Puertas de Interconexión (Ø6,4 mm): Perforamos todas las cúpulas utilizando un cilindro hueco estandarizado de 6,4 mm de diámetro.
2. Túneles Conectores (Ø6,0 mm): Los pasillos tubulares tienen un diámetro exterior de 6,0 mm (dejando una tolerancia de 0,4 mm para un acople suave por fricción) y un vaciado interior de 3,6 mm.
3. Elevación de Seguridad Eje Z (7,0 mm): Para salvar el perfil elevado de la placa base y evitar colisiones estructurales, todos los ejes de los túneles se fijan exactamente a Z = 7,0 mm del suelo del rehundido.

3. Asentamiento y Placa Base (160 × 90 mm)

El complejo descansa sobre una placa base sólida de 160 × 90 × 3,0 mm. Para facilitar el montaje y asegurar la posición de los módulos, diseñamos tres zócalos o rehundidos de 0,4 mm de profundidad en la cara superior.

Gracias a la técnica de alineación por capas en Tinkercad, los iglús se “asientan” dentro de estas huellas circulares, ofreciendo una guía visual impecable y una fijación mecánica rígida.

4. Optimización para Impresión 3D (Creality K1)

El diseño de BermejaHab no solo busca ser estético, sino imprimible mediante fabricación aditiva (FDM):

• Paredes autorportantes: Las cúpulas ahuecadas cuentan con un grosor de pared de 2,0 mm, garantizando firmeza sin necesidad de soportes internos.
• Túneles de 3 pasadas: Los conectores circulares de 1,2 mm de grosor de pared equivalen exactamente a 3 pasadas continuas de la boquilla de 0,4 mm de la Creality K1, maximizando la cohesión entre capas.
• Geometría limpia: Las alturas superiores de cúpula tras el perforado (11,6 mm libres en el hábitat principal y 4,6 mm en los secundarios) evitan cualquier colapso de material (bridging) durante la fabricación.

Próximos pasos en el proyecto

Con la arquitectura básica, la placa base y la red de comunicación estandarizada a Ø6,4 mm cerradas, el proyecto BermejaHab entra en su siguiente fase: el diseño de la esclusa principal de acceso exterior, la matriz de paneles solares orientables y la red de suministro de energía.

¡Seguimos diseñando el futuro de la exploración espacial desde el IES Monterroso!