Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla ha desarrollado un material hidroabsorbente a partir de quitosano y alginato, dos compuestos naturales procedentes de cáscaras de crustáceos y algas. Según la Universidad, cuando está seco se comporta como una esponja porosa, pero al hidratarse se transforma en una red gelificada que absorbe hasta 60 veces su propio peso en agua, lo que podría aprovecharse para conservar la humedad del suelo en periodos de sequía y, en el futuro, para liberar nutrientes de forma controlada en los cultivos.
La novedad de la propuesta- que cuenta con apoyo de la Consejería andaluza de Universidad, Investigación e Innovación -reside en el proceso desarrollado para combinar quitosano y alginato, sin incorporar compuestos sintéticos adicionales. El equipo ha ajustado las condiciones de fabricación para aprovechar la resistencia que aporta el quitosano y la elevada capacidad de absorción asociada al alginato. Además, el calcio actúa como una especie de ‘andamio molecular’ que refuerza la estructura física del material y mejora su estabilidad.
El proceso de creación del gel
Para fabricar los hidrogeles, el equipo de investigadores preparó tres mezclas: una con el material procedente de las cáscaras de gamba, otra con el extraído de algas y una tercera con ambos a partes iguales. Esta comparación les permitió comprobar qué aportaba cada ingrediente por separado y si la combinación de ambos lograba un material más equilibrado, que mantenía su estructura y capacidad de absorción.
A continuación, según explican desde la entidad académica, convirtieron la mezcla en gel en dos fases. Primero, ajustaron el pH del quitosano para que formara una estructura física más sólida. Después, sumergieron el material en una disolución de cloruro de calcio, que reforzó el alginato y completó la formación del hidrogel. El resultado fue un material húmedo, flexible y con una textura parecida a la gelatina.
Una vez obtenido el material, los investigadores analizaron sus propiedades mediante distintas técnicas. Estudiaron sus enlaces químicos, su cristalinidad, su carga superficial, si mantenía la forma frente a cambios de temperatura y su estructura interna. Asimismo, evaluaron su comportamiento mecánico, es decir, cómo respondía el hidrogel ante deformaciones o esfuerzos repetidos.
Los resultados del estudio mostraron que la mezcla ofrecía un buen equilibrio entre resistencia y absorción. En concreto, estos hidrogeles retenían entre 40 y 60 veces su propio peso en agua, según el tiempo que permanecieran sumergidos durante el proceso de fabricación. Además, conservaron su estabilidad hasta los 40ºC, una temperatura elevada para un suelo agrícola, lo que indica que podrían mantener su estructura incluso en condiciones de calor.
El equipo plantea ahora que el siguiente paso pase por la incorporación de fertilizantes y micronutrientes naturales al hidrogel, así como en la evaluación de su comportamiento en condiciones reales de suelo, con agua de riego y en escenarios adversos como salinidad o acidez. Además, analizarán su biodegradación y ecotoxicidad; esto es, la capacidad que tiene una sustancia de causar efectos dañinos en los seres vivos y ecosistemas con los que entra en contacto para confirmar su seguridad ambiental antes de una posible aplicación agrícola a mayor escala.
