Aerogeles biodegradables aplicados a la agroindustria

Abstract

[ES] El aumento de los periodos de sequía supone uno de los principales problemas para el sector agrícola, tanto a nivel nacional como global. A causa del ascenso global de la temperatura media y el descenso de las precipitaciones, se ha acelerado el proceso de desertificación. En este sentido, los aerogeles pueden representar una solución alternativa al ser estructuras altamente porosas, ligeras y biodegradables capaces de retener grandes cantidades de agua (hasta 50 veces su peso) e incorporar y liberar bioactivos en sus formulaciones. Por lo tanto, el objetivo general del presente trabajo fue caracterizar y determinar la eficacia del uso de aerogeles para la capacidad de retención de agua (CRA) de distintos tipos de suelos, con la finalidad de mejorar el aprovechamiento de los recursos hídricos. Para ello, se caracterizaron (SEM, FT-IR, TGA, sorción y densidad) y formularon aerogeles a distintas concentraciones (0.5% y 2% p/v) y con distintas materias primas de partida (Pasta Blanqueada y Pasta No Blanqueada, llamadas como PB y PNB respectivamente). Finalmente, se testeó la aplicabilidad de estos aerogeles evaluando su CRA en distintos tipos de suelo (sustrato comercial, arena y mezcla) respecto a soluciones comerciales y, por último, en cultivos tipo con plantas dicotiledóneas (Lactuca sativa var. Longifolia) para evaluar su influencia en el crecimiento de las mismas. Además, se consiguieron obtener y caracterizar (FT-IR, TGA, densidad y sorción) varios aerogeles bioactivos que incorporaron una formulación de NPK con el objetivo de favorecer el crecimiento vegetal en futuros trabajos.

[EN] The increase in drought periods represents one of the primary challenges for the agricultural sector, both nationally and globally. Due to the global rise in average temperature and the decrease in precipitation, the process of desertification has been expedited. In this regard, aerogels can provide an alternative solution as they are highly porous, lightweight, and biodegradable structures capable of retaining large amounts of water (up to 50 times their weight) and incorporating and releasing bioactives in their formulations. Therefore, the overall objective of this study was to characterize and determine the efficacy of using aerogels for water retention capacity (WRC) in different types of soils, with the aim of improving the utilization of water resources. To achieve this, aerogels were characterized (SEM, FT-IR, TGA, sorption, and density) and formulated at different concentrations (0.5% and 2% w/v) using different starting raw materials (Bleached Pulp and Non-Bleached Pulp, referred to as BP and NBP, respectively). Subsequently, the applicability of these aerogels was tested by evaluating their WRC in different soil types (commercial substrate, sand, and mixture) compared to commercial solutions. Furthermore, the influence of these aerogels on the growth of dicotyledonous plants (Lactuca sativa var. Longifolia) was assessed. Additionally, bioactive aerogels incorporating an NPK formulation were successfully obtained and characterized (FT-IR, TGA, density and sorption), with the objective of promoting plant growth in future studies.