Hidrogeles: materiales inteligentes que almacenan agua y transforman la agricultura

Autores/as

  • Héctor Iván Meléndez Ortíz Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Saltillo, Coahuila, México. Autor/a
  • Jorge Luis Sánchez Orozco Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Saltillo, Coahuila, México. Autor/a
  • Rebeca Betancourt Galindo Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Saltillo, Coahuila, México. Autor/a
  • Bertha Alicia Puente Urbina Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Saltillo, Coahuila, México. Autor/a
  • Ileana Vera Reyes Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Saltillo, Coahuila, México. Autor/a

DOI:

https://doi.org/10.68038/vgkpn462

Palabras clave:

hidrogeles, polisacáridos, agricultura, maíz

Resumen

La agricultura es uno de los sectores productivos que más agua consume. Sumado al crecimiento acelerado de la población en los últimos años, esto ha generado una creciente preocupación por la gestión eficiente del recurso hídrico y por una posible escasez futura. En este contexto, se han impulsado diversas tecnologías orientadas a optimizar el uso y la conservación del agua, entre las cuales destaca el empleo de hidrogeles. Los hidrogeles son matrices poliméricas capaces de absorber grandes cantidades de agua y liberarlas gradualmente. Esta propiedad disminuye la necesidad de riego frecuente y favorece la germinación de semillas, el desarrollo de plántulas y raíces, así como la supervivencia de las plantas. Además, contribuyen a reducir la erosión del suelo y la aplicación excesiva de fertilizantes y pesticidas. Estos materiales pueden ser de origen sintético o natural. Los hidrogeles sintéticos están constituidos principalmente por polímeros y copolímeros de acrilamidas y derivados de ácido acrílico, lo que les confiere alta resistencia mecánica y gran capacidad de retención de agua; sin embargo, presentan baja degradabilidad, lo que implica un mayor impacto ambiental. Por esta razón, ha surgido interés en desarrollar hidrogeles de origen natural, elaborados a partir de polímeros naturales, como los polisacáridos. Aunque estos últimos suelen ser menos resistentes, diversos estudios han demostrado que son biodegradables, lo que reduce su impacto ambiental al descomponerse en condiciones naturales.  Por lo tanto, aquí se presenta una breve descripción de estos materiales, así como el panorama actual sobre su uso, particularmente, en la agricultura.

Referencias

Chen, X., Mao, X., Lu, Q., Liao, Z., & He, Z. (2016). Characteristics and mechanisms of acrylate polymer damage to maize seedlings. Ecotoxicology and Environmental Safety, 129, 228–234. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.03.018

Dorman, D. C., Foster, M. L., Olesnevich, B., Bolon, B., Castel, A., Sokolsky-Papkov, M., & Mariani, C. L. (2018). Toxicity associated with ingestion of a polyacrylic acid hydrogel dog pad. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 30(5), 708–714. https://doi.org/10.1177/1040638718782583

Elbarbary, A. M., & Ghobashy, M. M. (2017). Controlled release fertilizers using superabsorbent hydrogel prepared by gamma radiation. Radiochimica Acta, 105, 865–876. https://doi.org/10.1515/ract-2016-2679

Ghobashy, M. M., Amin, M. A., Ismail, M. A., Nowwar, A. I., El-Diehy, M. A., & Gayed, H. M. (2023). Radiation cross-linked ultra-absorbent hydrogel to rationalize irrigation water and fertilizer for maize planting in drought conditions. International Journal of Biological Macromolecules, 252, 126467. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.126467

Ibrahim, M. M., Abd-Eladl, M., & Abou-Baker, N. H. (2015). Lignocellulosic biomass for the preparation of cellulose-based hydrogel and its use for optimizing water resources in agriculture. Journal of Applied Polymer Science, 132(42), 42652. https://doi.org/10.1002/app.42652

Jayanudin, Lestari, R. S. D., Barleany, D. R., Pitaloka, A. B., Yulvianti, M., Lumbantobing, P. I., & Prasetyo, Z. E. (2024). Synthesis of polyvinyl alcohol-based polymer hydrogel as water holding in sandy soil using gamma radiation technique and its application for urea loading. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9, 100634. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100634

Khan, M., Qadri, W. A., & Gurav, R. K. (2020). Polysaccharide based superabsorbent polymer: A review. Compliance Engineering Journal, 11(9), 261–272. https://doi.org/10.2139/ssrn.3904461

Lima-Tenório, M. K., Karas, L. P., Furmam-Cherobim, F., Guerlinguer, E., Rubira, A. F., Steffens, M. B. R., Galvão, C. W., Tenório-Neto, E. T., & Etto, R. M. (2024). Encapsulation of plant growth-promoting bacteria with gum arabic hydrogels: A potential system for sustainable agriculture. Journal of Polymers and the Environment, 32(11), 5702–5712. https://doi.org/10.1007/s10924-024-03339-w

Lv, Q., Xiao, T., Dong, G., Tan, X., Zhang, Z., Zhao, M., Zhu, M., Li, J., & Zhang, W. (2024). Preparation and characterization of starch carbamate modified natural sodium alginate composite hydrogel blend formulation and its application for slow-release fertilizer. International Journal of Biological Macromolecules, 278, 134713. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134713

Mazloom, N., Khorassani, R., Zohury, G. H., Emami, H., & Whalen, J. (2020). Lignin-based hydrogel alleviates drought stress in maize. Environmental and Experimental Botany, 175, 104055. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104055

Mikhailidi, A., Ungureanu, E., Tofanica, B. M., Ungureanu, O. C., Fortună, M. E., Belosinschi, D., & Volf, I. (2024). Agriculture 4.0: Polymer hydrogels as delivery agents of active ingredients. Gels, 10(6), 368. https://doi.org/10.3390/gels10060368

Sultan, M., & Taha, G. (2024). Sustained-release nitrogen fertilizer delivery systems based on carboxymethyl cellulose-grafted polyacrylamide: Swelling and release kinetics. International Journal of Biological Macromolecules, 266, 131184. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131184

Zhang, Y.-H., Wei, L.-Q., Liu, C.-S., Jiang, X.-Q., Wu, W.-S., Wei, S.-P., Xin, S., Sheng, X., & Zhong, Z. (2025). Facile construction of eco-friendly chitosan-based supramolecular hydrogels as pesticide delivery systems for plant growth regulation and antifungal applications. ACS Omega, 10, 39162–39173. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c05667

Descargas

Publicado

10/10/2026

Número

Sección

Artículos de Divulgación

Cómo citar

Meléndez Ortíz, H. I., Sánchez Orozco, J. L., Betancourt Galindo, R., Puente Urbina, B. A., & Vera Reyes, I. (2026). Hidrogeles: materiales inteligentes que almacenan agua y transforman la agricultura. CienciAcierta, 22(88), 374-383. https://doi.org/10.68038/vgkpn462