Aerogeles de biopolímeros naturales para purificar agua con energía solar

El acceso al agua dulce es uno de los grandes retos globales, especialmente en territorios afectados por la escasez hídrica, la contaminación de recursos naturales o la falta de infraestructuras energéticas y de tratamiento. En este contexto, se necesitan tecnologías más sostenibles, eficientes y asequibles, capaces de funcionar con fuentes renovables y de reducir la dependencia de procesos intensivos en energía.

El proyecto responde a este desafío con el desarrollo de aerogeles, materiales ultraligeros con una estructura altamente porosa, fabricados a partir de biopolímeros naturales como el alginato de sodio y la gelatina. Estos materiales destacan por su hidrofilia, biodegradabilidad y bajo coste, lo que los convierte en una alternativa atractiva para aplicaciones ambientales vinculadas al tratamiento de agua.

La solución se basa en la técnica de congelación direccional, que permite generar una estructura porosa orientada verticalmente. Esta arquitectura interna favorece el transporte rápido del agua hacia la superficie por capilaridad: los canales verticales actúan como microbombas que facilitan el movimiento del líquido dentro del material. De este modo, el agua llega de forma continua a la zona activa de evaporación.

Para incrementar la eficiencia del dispositivo, se incorpora negro de carbono, un agente fototérmico de bajo coste con una elevada capacidad de absorción de radiación en una banda amplia del espectro solar. Este componente transforma la radiación solar en energía térmica y permite una evaporación interfacial rápida, sin necesidad de calentar toda la masa de agua. Esta gestión térmica, combinada con la baja conductividad propia del aerogel, reduce las pérdidas de energía hacia el agua subyacente y optimiza el rendimiento global del sistema.

Además de facilitar la purificación por evaporación solar, los aerogeles desarrollados presentan capacidad de adsorción de contaminantes gracias a los grupos funcionales presentes en los polímeros. Esto amplía el potencial de la tecnología en el tratamiento de aguas no potables, ya que combina evaporación eficiente, uso de materiales naturales y posibilidad de capturar determinados contaminantes.

La aportación del e-PLASCOM se centra en el diseño, fabricación y optimización de estos aerogeles de biopolímeros, así como en la integración del componente fototérmico para mejorar su comportamiento bajo radiación solar. El resultado es una tecnología con potencial de aplicación en sistemas de purificación descentralizados, especialmente en entornos donde se requieren soluciones de bajo coste, bajo impacto ambiental y funcionamiento autónomo con energía renovable.

Presupuesto y consorcio

El proyecto se desarrollará entre 2026 y 2028 y en él participa también la Universidad de Tiangon (China). El presupuesto total es de 20.000 €.