Investigadores españoles multiplicaron por diez la capacidad de adsorción del quitosano mediante películas porosas obtenidas de caparazones de gambas y cangrejos
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de investigadores de la Universidad de La Laguna, en Canarias, desarrolló un material poroso elaborado con quitosano procedente de residuos de crustáceos que puede capturar dióxido de carbono antes de su liberación a la atmósfera.
La propuesta aprovecha los caparazones descartados por la industria del marisco para producir películas flexibles y biodegradables. Tras una modificación química, el material incrementó notablemente su capacidad para retener CO2 y separar este gas del nitrógeno.
El trabajo fue publicado en 2026 en la revista Carbohydrate Polymer Technologies and Applications y plantea una posible vía para combinar captura de carbono, aprovechamiento de biomasa residual y desarrollo de materiales de origen renovable.
El quitosano transforma un residuo en materia prima
Los caparazones de gambas y cangrejos contienen quitina, un polisacárido natural que puede transformarse en quitosano mediante procesos químicos. Este biopolímero es biodegradable, posee grupos funcionales reactivos y puede utilizarse para fabricar películas, recubrimientos, hidrogeles y otros materiales.
La investigación se alinea con el desarrollo de materiales biodegradables elaborados con quitosano de caparazones de cangrejo, una línea tecnológica que busca sustituir insumos derivados del petróleo mediante materias primas renovables o subproductos industriales.
En lugar de enviar los restos de crustáceos a vertederos o desecharlos en el medio marino, su procesamiento permite incorporarlos a una cadena de mayor valor añadido. El residuo pasa así de representar un problema de gestión a convertirse en un recurso para la química de materiales.
Grupos químicos mejoraron la captura de dióxido de carbono
El equipo fabricó películas porosas de quitosano de aproximadamente dos micras de espesor y modificó su estructura mediante la incorporación de grupos azo, compuestos que contienen átomos de nitrógeno y pueden aumentar la interacción con las moléculas de dióxido de carbono.
En los ensayos realizados a 273 kelvin, equivalentes a cero grados Celsius, el quitosano sin modificar alcanzó una captura aproximada de 0,15 milimoles de CO2 por gramo. Después de la funcionalización química, la capacidad aumentó hasta 1,51 milimoles por gramo.
El resultado representa una mejora de alrededor de diez veces frente al material original. La investigación también registró una capacidad de 0,65 milimoles por gramo a una temperatura más elevada, lo que indica que la adsorción disminuye conforme aumenta el calor.
Los investigadores observaron además que las películas conservaron su estructura porosa y su flexibilidad después de la modificación. El cambio químico produjo una variación visible del color, desde un tono blanquecino hasta un rojo intenso.
El material separa mejor el CO2 del nitrógeno
La capacidad de adsorber dióxido de carbono no es el único parámetro relevante para una posible aplicación industrial. Las corrientes gaseosas contienen principalmente nitrógeno, por lo que un material debe distinguir eficazmente entre ambos gases.
Las películas funcionalizadas mostraron una selectividad frente al CO2 casi cuatro veces superior a la del quitosano sin modificar. Esta propiedad podría resultar útil para separar dióxido de carbono de corrientes de gases generadas en instalaciones industriales.
El material también presentó estabilidad térmica, ya que su degradación comenzó por encima de los 250 grados Celsius. Este comportamiento amplía su posible compatibilidad con procesos que operan a temperaturas moderadas o elevadas.
La tecnología se encuentra todavía en una fase experimental. Los ensayos se efectuaron con gases individuales, por lo que aún es necesario comprobar su respuesta ante mezclas complejas que contengan humedad, partículas y otros compuestos presentes en emisiones reales.
Una alternativa a materiales derivados del petróleo
La captura industrial de dióxido de carbono suele recurrir a soluciones líquidas basadas en aminas o compuestos alcalinos. Aunque estas tecnologías están desarrolladas, pueden presentar problemas relacionados con corrosión, consumo energético, toxicidad y pérdida de rendimiento después de varios ciclos.
También existen adsorbentes sólidos de alto desempeño fabricados con componentes de origen fósil. El uso de quitosano propone una alternativa basada en biomasa, aunque su sostenibilidad final dependerá de los reactivos empleados, la energía necesaria para producirlo y su capacidad de reutilización.
La valorización de residuos biológicos forma parte de una tendencia tecnológica más amplia. En Brasil, por ejemplo, los pseudotallos del plátano se procesan para obtener fibras, papel y empaques, mientras que otros desarrollos aprovechan almidones agrícolas para fabricar bioplásticos.
Estas iniciativas aplican principios de bioeconomía circular: recuperar materia orgánica descartada, transformarla mediante procesos tecnológicos y reducir parcialmente la dependencia de recursos no renovables.
Las películas aún deben demostrar su reutilización
Uno de los principales asuntos pendientes es determinar si el material puede liberar el dióxido de carbono capturado y volver a utilizarse durante numerosos ciclos sin perder capacidad, estructura o selectividad.
La regeneración es decisiva para evaluar la viabilidad económica de cualquier adsorbente. Un material con buen desempeño inicial podría resultar poco competitivo si exige demasiada energía para liberar el gas o necesita ser reemplazado después de pocas aplicaciones.
El estudio tampoco evaluó todavía la fabricación a gran escala. Producir películas homogéneas, controlar su porosidad y garantizar propiedades constantes serán requisitos necesarios antes de plantear instalaciones piloto.
Los investigadores deberán examinar también la resistencia del material ante humedad, contaminantes industriales y cambios de presión y temperatura. Todos estos factores pueden modificar el comportamiento observado bajo condiciones controladas de laboratorio.
La Universidad de La Laguna registró una patente
La investigación fue desarrollada en el Instituto Universitario de Bio-Orgánica Antonio González, perteneciente a la Universidad de La Laguna. Entre los autores figuran Sebastián Bonardd y David Díaz Díaz, junto con Cristina del Mar García Martín, José Ignacio Hernández García, B. Mishra y Óscar Ramírez.
La universidad registró una patente relacionada con las películas funcionalizadas y su procedimiento de fabricación. El proyecto recibió financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Fundación Ramón Areces y la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información.
El registro de propiedad industrial protege el desarrollo, pero no implica que el material esté listo para su comercialización. La siguiente fase deberá establecer métodos de producción reproducibles y evaluar su desempeño en condiciones próximas a las aplicaciones industriales.
Biomasa marina para una economía circular
La industria pesquera y de procesamiento de mariscos genera grandes cantidades de restos orgánicos que contienen proteínas, minerales y polisacáridos. Su valorización puede abrir nuevas cadenas vinculadas con biomateriales, agricultura, alimentación, tratamiento de aguas y captura de gases.
El uso tecnológico de estos subproductos se relaciona con otras investigaciones que combinan biomasa marina y materias primas agrícolas para producir envases biodegradables elaborados con harinas y algas.
Sin embargo, convertir un residuo en un material sostenible exige evaluar todo su ciclo de vida. Deben considerarse la recolección de los caparazones, el transporte, la extracción del quitosano, los reactivos químicos utilizados y el destino final de las películas.
La tecnología desarrollada en Canarias ofrece una prueba de concepto para utilizar desechos del sector marisquero como soporte de captura de carbono. Su avance hacia aplicaciones reales dependerá ahora de la regeneración del material, la escalabilidad, los costos y la validación con emisiones industriales.
Fuentes referenciales:
OKDIARIO
Carbohydrate Polymer Technologies and Applications
Universidad de La Laguna
