Lo han
desarrollado en la Universidad de Sevilla y puede absorber 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
Hortoinfo.- 29/06/2026
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.
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.
El trabajo, que cuenta
con apoyo de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, propone
una alternativa sostenible a los hidrogeles sintéticos que ya se utilizan en
agricultura y jardinería para retener agua en el suelo. Aunque estos materiales
resultan eficaces para conservar la humedad, muchos proceden de derivados
petroquímicos y presentan una degradación limitada en el medio natural. En este
caso, el equipo ha sustituido esas estructuras sintéticas por materiales
biodegradables de origen natural con el objetivo de obtener formulaciones con
menor impacto ambiental.
La novedad de la
propuesta 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.
«Esto quiere decir
que el hidrogel resultante no se deshace cuando está hidratado y, al mismo
tiempo, conserva una elevada capacidad para retener agua. Además, en el futuro
este material podría cargarse con fertilizantes o micronutrientes para liberarlos
de forma gradual en el suelo», explica a la Fundación Descubre la
investigadora de la Universidad de Sevilla Carmen María Granados.
En el estudio, publicado
en la revista científica Journal of Environmental Chemical Engineering, el
equipo experto explica que su investigación parte de un problema creciente en
agricultura: la pérdida de fertilidad de los suelos, la escasez de agua y el
uso prolongado de productos agroquímicos. Ante este escenario, los hidrogeles
se plantean como pequeñas reservas de humedad: absorben agua durante el riego o
la lluvia y la liberan progresivamente cuando el suelo se seca.
De hidrogel
a ‘esponja’ y viceversa
Para fabricar los
hidrogeles, el equipo 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,
convirtieron la mezcla en gel en dos fases. Primero, ajustaron el pH (es decir,
la acidez) 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.
Por último, analizaron
su capacidad para absorber agua después de secarlo mediante liofilización, un
proceso que elimina el agua por congelación y vacío. «Es como fabricar una
red microscópica, como una ‘esponja seca’. Si la red es demasiado rígida,
absorbe menos agua; si es demasiado débil, puede perder la forma. Nuestro reto
ha sido encontrar una formulación que combine ambas características»,
señala la científica.
Biofertilizantes
más sostenibles
Los resultados mostraron
que la mezcla formada por quitosano y alginato a partes iguales 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
avanzar en 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.
Este estudio ha sido
cofinanciado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la
Junta de Andalucía y fondos europeos, a través del proyecto ‘Desarrollo de
matrices proteicas para la liberación controlada de nutrientes y agua en horticultura’.
También ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y
Universidades, a través de la Agencia Estatal de Investigación.
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