Aerogels de biopolímers naturals per purificar aigua amb energia solar

L’accés a l’aigua dolça és un dels grans reptes globals, especialment en territoris afectats per l’escassetat hídrica, la contaminació dels recursos naturals o la manca d’infraestructures energètiques i de tractament. En aquest context, calen tecnologies més sostenibles, eficients i assequibles, capaces de funcionar amb fonts renovables i de reduir la dependència de processos intensius en energia.

El projecte respon a aquest repte amb el desenvolupament d’aerogels, materials ultralleugers amb una estructura altament porosa, fabricats a partir de biopolímers naturals com l’alginat de sodi i la gelatina. Aquests materials destaquen per la seva hidrofilia, biodegradabilitat i baix cost, fet que els converteix en una alternativa atractiva per a aplicacions ambientals vinculades al tractament de l’aigua.

La solució es basa en la tècnica de congelació direccional, que permet generar una estructura porosa orientada verticalment. Aquesta arquitectura interna afavoreix el transport ràpid de l’aigua cap a la superfície per capil·laritat: els canals verticals actuen com a microbombes que faciliten el moviment del líquid dins del material. D’aquesta manera, l’aigua arriba de forma contínua a la zona activa d’evaporació.

Per incrementar l’eficiència del dispositiu, s’hi incorpora negre de carboni, un agent fototèrmic de baix cost amb una elevada capacitat d’absorció de radiació en una banda àmplia de l’espectre solar. Aquest component transforma la radiació solar en energia tèrmica i permet una evaporació interfacial ràpida, sense necessitat d’escalfar tota la massa d’aigua. Aquesta gestió tèrmica, combinada amb la baixa conductivitat pròpia de l’aerogel, redueix les pèrdues d’energia cap a l’aigua subjacent i optimitza el rendiment global del sistema.

A més de facilitar la purificació per evaporació solar, els aerogels desenvolupats presenten capacitat d’adsorció de contaminants gràcies als grups funcionals presents en els polímers. Això amplia el potencial de la tecnologia en el tractament d’aigües no potables, ja que combina evaporació eficient, ús de materials naturals i possibilitat de capturar determinats contaminants.

L’aportació de l’e-PLASCOM se centra en el disseny, la fabricació i l’optimització d’aquests aerogels de biopolímers, així com en la integració del component fototèrmic per millorar-ne el comportament sota radiació solar. El resultat és una tecnologia amb potencial d’aplicació en sistemes de purificació descentralitzats, especialment en entorns on es requereixen solucions de baix cost, baix impacte ambiental i funcionament autònom amb energia renovable.

Pressupost i consorci

El projecte es desenvoluparà entre el 2026 i el 2028 i també hi participa la Universitat de Tiangon (Xina). El pressupost total és de 20.000 €.