Desarrollan un nuevo hidrogel con capacidad para potabilizar el agua salina con la luz solar

Investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) trabajan en un hidrogel termosensible con diversas aplicaciones, entre las que destacan la desalinización del agua de mar con radiación solar y la creación de nuevos adhesivos biomédicos para terapias semi invasivas y para el diagnóstico médico.

Según estimaciones de la ONU, tres de cada cuatro personas en el mundo se verán afectadas por la sequía en 2050, un problema que actualmente afecta a alrededor de 55 millones de personas de forma directa cada año. Los expertos consideran que esta situación se agravará las próximas décadas por la falta de lluvias y los efectos del cambio climático, con daños graves en los ámbitos medioambiental, económico y social.

Ante esta crisis, el desarrollo de tecnologías de bajo coste para la purificación y la desalinización del agua del mar, con materiales 100% orgánicos y aprovechando un recurso natural como es la radiación solar, es una de las estrategias clave para satisfacer las necesidades actuales y futuras de agua apta para el consumo doméstico.

Para dar solución a este reto se desarrolla el proyecto 'TherGel', liderado por Elaine Armelin y Joan Torras, investigadores del grupo de investigación Innovación en Materiales e Ingeniería Molecular - Biomateriales para Terapias Regenerativas (IMEM-BRT) y profesores de la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) de la UPC.

Puede absorber gran cantidad de agua

El proyecto se centra en desarrollar un hidrogel termosensible conductor, llamado 'solar absorber hydrogel' (SAH, por sus siglas en inglés). Los hidrogeles termosensibles son materiales poliméricos capaces de absorber una gran cantidad de agua, en función de la temperatura a la que se exponen, y que la expulsan libre de sales y contaminantes, al calentarse por encima de 32 ºC. A este material se le añade un polímero conductor que actúa como absorbente fototérmico y potencia la capacidad de expulsión de agua, es decir, de generación de agua potable.

"El resultado es un material que se puede utilizar en sistemas de filtración de agua como membranas de filtración y sistemas de desionización capacitiva de agua salada. El objetivo es desarrollar un prototipo de autopurificación de agua para su aplicación directamente en los hogares, sin necesidad de fuentes eléctricas o equipos a presión, ya que utilizaría únicamente la energía solar para la regeneración del agua salina y la producción de agua potable", ha explicado la investigadora Elaine Armelin.

 

"A medida que el hidrogel absorbe el agua, esta va subiendo hacia la superficie y se evapora por la acción de la luz solar. A este material añadimos nanopartículas de un polímero conductor, que aporta al material un color negro más intenso, de forma que absorbe mayor radiación solar y al mismo tiempo favorece la evaporación del agua internamente. Es una pequeña desalinizadora para producir agua potable en casa", ha señalado el investigador Joan Torras.

Hasta ahora, el sistema ha obtenido una tasa de evaporación de alrededor de 3,5-4,5 kg/metro cuadrado por hora, lo que representaría unos 80-100 kg/metro cuadrado de agua limpia generada en 24 horas. Los resultados preliminares se han publicado recientemente en la revista científica 'Advanced Functional Materials'.

El hidrogel se podría fabricar en el ámbito doméstico, con un kit específico para prepararlo, ya que no requiere ningún equipamiento industrial, y se podría reutilizar o reciclar también en casa. Además, aseguran que las buenas propiedades eléctricas del nuevo hidrogel conductor lo hacen potencialmente atractivo para celdas de desionización capacitiva (CDI), como electrodos porosos, para aumentar el caudal de generación de agua purificada. En este caso, como material alternativo a los que se utilizan habitualmente en equipos de desalinización industrial, de elevado coste y muy difíciles de reciclar.