TherGel: Hidrogeles termosensibles para la recuperación de agua potable a partir de agua salina

Cerca de dos mil millones de personas viven en países con elevado estrés hídrico. En las próximas décadas, esta situación se agravará debido al aumento de la demanda de agua y a los efectos del cambio climático, que ya se está notando con una marcada sequía en toda la zona Mediterránea en los últimos meses. Por este motivo, urge encontrar nuevos materiales para la desalinización del agua e intentar paliar la escasez de la misma. 

Los hidrogeles termosensibles son polímeros que pueden sufrir cambios controlados de su grado de hidratación en función de la temperatura a la que están expuestos. Debido a su red tridimensional porosa, los hidrogeles son capaces de absorber una gran cantidad de agua, sin disolverse en ella; y, en el caso particular de los termosensibles, éstos son capaces de expulsarla al calentarse (aproximadamente por encima de 32ºC), generando agua libre de sales. Por esta razón, en los últimos años se ha investigado y se ha comprobado su eficacia en sistemas desalinizadores por ósmosis directa. Algunos investigadores han logrado una eficiencia de evaporación de alrededor del 70 % del agua que absorbe el hidrogel, en tan solo 10 minutos, alcanzando una tasa de ∼26 KMH (kg/metro cuadrado × hora) de agua limpia, que es suficiente para satisfacer la demanda diaria de agua de una persona adulta. Para potenciar su capacidad de “expulsión de agua” se suelen emplear compuestos capaces de absorber energía, como es el caso de los polímeros conductores. Los polímeros conductores son compuestos con capacidad de respuesta a la luz, actuando como absorbente fototérmico. Además, se pueden utilizar potencialmente como materiales ligeros y semiconductores en aplicaciones electroquímicas como, por ejemplo, en electrodos semisólidos, utilizados en las tecnologías de desalinización de agua salobre o agua de mar.

En este contexto se desarrolla el proyecto TherGel, liderado por el grupo de investigación en Innovación en Materiales e Ingeniería Molecular - Biomateriales para Terapias Regenerativas (IMEM-BRT) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC). TherGel tiene como objetivo combinar las propiedades de ambos materiales en un hidrogel polimérico conductor que pueda ser empleado en sistemas de evaporación de agua, como membranas de filtración, y como electrólitos sólidos activos en celdas electroquímicas de desionización capacitiva de agua salada.

El proyecto está pensado para desarrollar un prototipo de auto purificación de agua en los hogares, sin necesidad de consumo eléctrico o equipos a presión, simplemente utilizando la energía de calentamiento del sol. El desarrollo de tecnologías de bajo coste para la purificación del agua y la desalinización del agua de mar son de importancia estratégica para satisfacer las necesidades actuales y futuras de agua adaptada para el consumo doméstico, y se enmarcan dentro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 6- Agua limpia y saneamiento).