Un equipo de la Universidad de Sevilla desarrolla un material biodegradable capaz de absorber hasta 60 veces su peso en agua. El avance podría ayudar a conservar la humedad del suelo en cultivos afectados por la sequía.
La Universidad de Sevilla ha diseñado un hidrogel elaborado con quitosano y alginato, dos compuestos naturales procedentes de cáscaras de crustáceos y algas. Este material funciona como una esponja cuando está seco y, al hidratarse, se convierte en una red gelificada capaz de retener grandes cantidades de agua, una propiedad con interés para la agricultura en zonas con falta de lluvias.
El gel de algas y cáscaras de gamba que puede retener agua en cultivos
El trabajo, apoyado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, busca una alternativa más sostenible a los hidrogeles sintéticos usados en agricultura y jardinería para conservar la humedad del suelo. Muchos de esos productos proceden de derivados petroquímicos y presentan una degradación limitada en el entorno natural.
La propuesta andaluza sustituye esas estructuras por materiales biodegradables de origen marino. El quitosano, obtenido de cáscaras de crustáceos como la gamba, aporta resistencia. El alginato, presente en las algas, favorece la absorción de agua. La combinación permite obtener una formulación más equilibrada para su posible uso agrícola.
Además, el calcio refuerza la estructura del hidrogel y mejora su estabilidad. Gracias a ello, el material mantiene su forma cuando está hidratado y conserva una elevada capacidad de retención hídrica.
Cómo funciona este hidrogel biodegradable en suelos agrícolas con sequía
Los investigadores prepararon tres mezclas para comprobar el comportamiento de cada componente: una con quitosano, otra con alginato y una tercera con ambos a partes iguales. Después transformaron la mezcla en gel mediante el ajuste del pH y el uso de cloruro de calcio, que permitió reforzar la estructura final.
El resultado es un material húmedo y flexible, con una textura similar a la gelatina. Tras secarlo mediante liofilización, el hidrogel adquiere una estructura porosa. Al entrar de nuevo en contacto con el agua, esa red microscópica se hincha y actúa como una pequeña reserva de humedad.
El equipo analizó sus enlaces químicos, su estabilidad térmica, su estructura interna y su comportamiento mecánico. La mezcla formada por quitosano y alginato a partes iguales fue la que ofreció un mejor equilibrio entre resistencia y absorción, con una capacidad de retención de entre 40 y 60 veces su propio peso en agua. También conservó su estabilidad hasta los 40 ºC, una temperatura elevada para suelos agrícolas.
Los próximos pasos para usar este material con fertilizantes naturales
El estudio, publicado en Journal of Environmental Chemical Engineering, parte de varios problemas que afectan al campo: la pérdida de fertilidad de los suelos, la escasez de agua y el uso continuado de productos agroquímicos. Los hidrogeles pueden absorber agua durante el riego o la lluvia y liberarla de forma progresiva cuando el terreno se seca.
La investigación abre también la puerta a cargar el material con fertilizantes o micronutrientes naturales para que se liberen poco a poco en el suelo. Antes de una posible aplicación a mayor escala, el equipo estudiará su comportamiento en condiciones reales, con agua de riego, distintos tipos de suelo, salinidad o acidez.
También se analizarán su biodegradación y ecotoxicidad para confirmar su seguridad ambiental. El proyecto ha recibido financiación de la Junta de Andalucía, fondos europeos y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, a través de la Agencia Estatal de Investigación.