Retención agua, mejora de la eficiencia agronómica y/o control de plagas mediante liberación controlada de principios activos y biodegradabilidad

Hidrogeles biodegradables para una agricultura más eficiente

Redacción Tierras / Interempresas25/05/2026

AIMPLAS ya dispone de desarrollos de hidrogel con resultados positivos de biodegradación en suelo: dos formulaciones alcanzaron el requisito del 90% de biodegradabilidad en condiciones aerobias de suelo en un ensayo ISO 17556 de larga duración, como primer paso de validación hacia soluciones alineadas con el Reglamento (UE) 2019/1009 y la restricción de microplásticos del Reglamento (UE) 2023/2055.

Introducción

La agricultura europea se enfrenta a un doble reto: producir más y mejor en un contexto de creciente escasez hídrica, sin incrementar la presión ambiental sobre los suelos. La sequía, la pérdida de fertilidad, la desertificación y la necesidad de optimizar el uso de recursos están impulsando el desarrollo de nuevas soluciones capaces de mejorar la eficiencia del agua, el control de la liberación de los nutrientes en campo o de la eficiencia de los fitosanitarios en plagas.

En este escenario, los hidrogeles agrícolas se presentan como una herramienta de gran interés. Se trata de materiales poliméricos con una elevada capacidad para absorber y retener agua, gracias a la presencia de grupos funcionales hidrófilos como hidroxilos, carboxilos, amidas o sulfonatos. Esta estructura les permite hincharse en contacto con agua o fluidos acuosos y actuar como pequeños reservorios capaces de liberar humedad y/o activos funcionales de forma progresiva en el entorno radicular de la planta [1].

Su aplicación en agricultura puede contribuir a reducir el estrés hídrico de los cultivos, mejorar la disponibilidad de agua en el suelo y favorecer una liberación más controlada de sustancias activas para nutrición y/o control de plagas. De forma sinérgica, tras la cesión de agua a la planta, la contracción del hidrogel puede generar espacios vacíos que contribuyen a mejorar la aireación del suelo, un factor también beneficioso para el desarrollo radicular [1].

Del hidrogel convencional al hidrogel sostenible

Tradicionalmente, muchos hidrogeles superabsorbentes se han basado en polímeros sintéticos como poliacrilatos, capaces de absorber grandes cantidades de agua. Sin embargo, el nuevo marco regulatorio europeo está acelerando la transición hacia materiales con mejor perfil ambiental, especialmente en aquellas aplicaciones agrícolas donde los polímeros se incorporan de forma intencionada directamente al suelo y su recuperación posterior no resulta viable.

El Reglamento (UE) 2019/1009 establece las normas para la puesta en el mercado de productos fertilizantes de la Unión Europea e incluye requisitos aplicables a materiales poliméricos utilizados, entre otros fines, como agentes de recubrimiento o para aumentar la retención de agua [2]. Posteriormente, el Reglamento Delegado (UE) 2024/2770 modificó el Reglamento 2019/1009 para introducir criterios específicos de biodegradabilidad aplicables a agentes de recubrimiento y polímeros de retención de agua usados en productos fertilizantes [3].

A esta exigencia se suma el Reglamento (UE) 2023/2055, que modifica REACH para restringir las micropartículas de polímeros sintéticos añadidas intencionadamente a productos, especialmente cuando su uso implica liberaciones inevitables al medio ambiente [4]. Este contexto regulatorio marca un cambio de paradigma: ya no basta con que un material funcione técnicamente, sino que debe demostrar que no contribuye a la acumulación persistente de residuos plásticos o microplásticos en el suelo.

AIMPLAS desarrolla hidrogeles para cumplir con la nueva regulación europea

En línea con esta transición, AIMPLAS está desarrollando hidrogeles agrícolas diseñados para cumplir con los requisitos del Reglamento (UE) 2019/1009 y con la restricción de microplásticos establecida por el Reglamento (UE) 2023/2055. El objetivo es avanzar hacia materiales capaces de aportar funcionalidad agronómica -retención de agua, liberación progresiva y mejora de la eficiencia de uso de recursos- sin comprometer la salud del suelo ni generar residuos persistentes.

Para ello, AIMPLAS trabaja en formulaciones basadas en polímeros biodegradables. Estos materiales presentan capacidad para formar redes poliméricas hidrofílicas y estructuras gelificadas mediante interacciones iónicas, complejos polielectrolíticos o procesos de entrecruzamiento [1,5,6]. De esta forma, se evalúan estrategias de formulación y procesado que permiten modular la capacidad de absorción, la estabilidad mecánica y la velocidad de liberación de agua y activos de diferentes funcionalidades, teniendo en cuenta una capacidad de producción de entre 2-5 kg/h.

Además, la verdadera aplicabilidad de estos hidrogeles depende de desarrollar procesos escalables y de alta capacidad de producción, capaces de satisfacer la demanda de la agricultura europea a gran escala. Aunque existen numerosas iniciativas de investigación y empresas que producen hidrogeles a pequeña escala, resulta imprescindible avanzar hacia tecnologías industriales que permitan fabricar estos materiales de manera eficiente, reproducible y económicamente viable para su implementación masiva en el campo.

Validación en suelo: del desarrollo al dato demostrable

El gran salto comercial de estos desarrollos es pasar del concepto de hidrogel biodegradable a la evidencia experimental en condiciones de suelo. AIMPLAS ha sometido dos formulaciones a un ensayo estándar de biodegradación aerobia en suelo según ISO 17556 [12].

El método mide la biodegradación última a partir del CO₂ generado por la actividad microbiana: el carbono sólido del material se transforma en carbono mineral gaseoso en forma de CO₂. Este enfoque permite cuantificar el porcentaje de biodegradación y seguir su cinética en el tiempo.

AIMPLAS no solo formula hidrogeles con potencial agronómico y para el control de plagas; también avanza en su validación en suelo. Los resultados muestran que las dos formulaciones evaluadas alcanzan el umbral del 90% de biodegradabilidad -en términos relativos frente al material de referencia celulosa- en menos de 48 meses, plazo clave para los polímeros de retención de agua en el marco europeo de productos fertilizantes y/o micropartículas añadidas de forma intencionada en el suelo. Por tanto, estos datos constituyen una base técnica sólida para orientar la siguiente fase de validación reglamentaria y escalado industrial.

Figura 1. Curva de ensayo de biodegradación según ISO 17556. Información destacada: tiempo necesario para cumplir el criterio de biodegradación (≥90% en términos relativos frente al material de referencia celulosa) para dos formulaciones de hidrogel. [12]

Hidrogeles como polímeros de retención de agua y vehículos de liberación controlada

Los hidrogeles pueden desempeñar un papel clave como polímeros de retención de agua en productos fertilizantes o enmiendas, una categoría directamente contemplada por la evolución normativa europea. Su capacidad de hinchamiento depende de factores como el pH, la fuerza iónica, la temperatura, la composición polimérica, el tamaño de partícula y el grado de entrecruzamiento. Esto permite diseñar soluciones adaptadas a diferentes tipos de suelo y cultivos [1].

Asimismo, estos materiales pueden actuar como matrices para la liberación controlada de nutrientes, bioestimulantes o microorganismos beneficiosos (en términos de nutrición vegetal y/o control de plagas) [9,10].

Este enfoque conecta directamente con la necesidad de desarrollar soluciones biodegradables en aplicaciones agrícolas de difícil recuperación, como recubrimientos de fertilizantes de liberación controlada o polímeros incorporados al suelo, donde la gestión al final de la vida útil resulta especialmente compleja [11]. Este enfoque se ajusta a las directrices europeas, promoviendo soluciones seguras, eficientes y respetuosas con el medio ambiente, capaces de sustituir parcial o totalmente insumos químicos, reduciendo la presión ambiental y contribuyendo a la resiliencia de los sistemas agrícolas.

Biodegradabilidad en condiciones reales: el gran reto técnico

Uno de los aspectos clave para que estos materiales puedan cumplir con la legislación europea es demostrar su biodegradabilidad en condiciones relevantes de uso. No es suficiente que el material se fragmente o pierda integridad física: debe evaluarse su conversión real en CO₂, agua, biomasa microbiana y otros productos compatibles con los ciclos naturales.

Los desarrollos evaluados por AIMPLAS aportan una primera evidencia diferencial: la biodegradación se ha medido directamente en suelo, siguiendo un estándar reconocido, y no se limita a una apreciación visual de desintegración. Este matiz es importante para evitar mensajes ambiguos y posicionar la solución desde la prueba, el dato y el cumplimiento.

Por ello, el diseño de hidrogeles agrícolas debe apoyarse en ensayos de biodegradación, caracterización fisicoquímica y evaluación funcional. AIMPLAS cuenta con capacidades para abordar este desarrollo desde una perspectiva integral: selección de materias primas, diseño de formulaciones, procesado, caracterización de hinchamiento y liberación, análisis de biodegradabilidad y acompañamiento regulatorio.

Una nueva generación de hidrogeles para el campo

Los hidrogeles biodegradables representan una oportunidad para mejorar la resiliencia del sector agrícola ante la escasez de agua, reducir pérdidas de nutrientes, mejorar la eficiencia de activos en nutrición y/o control de plagas y avanzar hacia una gestión más eficiente de los recursos. Su desarrollo debe combinar rendimiento técnico, seguridad ambiental y cumplimiento normativo.

Con este enfoque, AIMPLAS impulsa una nueva generación de hidrogeles agrícolas biodegradables, concebidos para aportar valor al cultivo y al suelo, y diseñados para responder a las exigencias del Reglamento (UE) 2019/1009 y del Reglamento (UE) 2023/2055. Se trata de materiales pensados para ayudar a la agricultura a producir más con menos recursos, contribuyendo al mismo tiempo a prevenir la acumulación de residuos plásticos y microplásticos en el medio ambiente.

En un contexto marcado por la sostenibilidad, la eficiencia hídrica y la presión regulatoria, AIMPLAS puede ofrecer al sector una propuesta con alto valor comercial: hidrogeles que retienen agua, ayudan a mejorar la eficiencia agronómica y avanzan hacia la demostración de biodegradabilidad en suelo bajo estándares reconocidos. Una solución pensada para dejar huella en el cultivo, no residuos en el suelo.

Además, gracias al apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i) de la Generalitat Valenciana y a su línea nominativa, AIMPLAS lleva a cabo la investigación independiente en materia de biopolímeros funcionalizados para agricultura, entre otras, lo que le permite anticiparse a las necesidades del mercado, a la aplicación de la legislación, así como transferir conocimiento de alto valor.

Referencias

[1] Agbna, G. H., & Zaidi, S. J. (2025). Hydrogel performance in boosting plant resilience to water stress—a review. Gels, 11(4), 276.

[2] Parlamento Europeo y Consejo. Reglamento (UE) 2019/1009, de 5 de junio de 2019, por el que se establecen disposiciones relativas a la puesta a disposición en el mercado de los productos fertilizantes UE. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX:32019R1009

[3] Comisión Europea. Reglamento Delegado (UE) 2024/2770, de 15 de julio de 2024, por el que se modifica el Reglamento (UE) 2019/1009 en lo relativo a los criterios de biodegradabilidad aplicables a agentes de recubrimiento y polímeros de retención de agua. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX:32024R2770

[4] Comisión Europea. Reglamento (UE) 2023/2055, de 25 de septiembre de 2023, por el que se modifica el anexo XVII del Reglamento REACH en lo relativo a micropartículas de polímeros sintéticos. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX:32023R2055

[5] Escobar, J. L.; Garcia, D. M.; Zaldivar, D.; Katime, I. Hidrogeles: principales características en el diseño de sistemas de liberación controlada de fármacos.

[6] Varaprasad, K.; Raghavendra, G. M.; Jayaramudu, T.; Yallapu, M. M.; Sadiku, R. A Mini Review on Hydrogels Classification and Recent Developments in Miscellaneous Applications. Materials Science and Engineering C, 2017, 79, 958-971. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.096

[7] Joy, R.; Vigneshkumar, P. N.; John, F.; George, J. Hydrogels based on carrageenan. 2021.

[8] A Biopolymer Superabsorbent Based on Alginate-Carboxymethyl Cellulose Quasi-cryogels. ChemRxiv. https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/61fab878eb6d1676b1e77cec

[9] Demitri, C.; Scalera, F.; Madaghiele, M. et al. Potential of cellulose-based superabsorbent hydrogels as water reservoir in agriculture. International Journal of Polymer Science, 2013. https://doi.org/10.1155/2013/435073

[10] Essawy, H. A.; Ghazy, M. B. M.; El-Hai, F. A.; Mohamed, M. F. Superabsorbent hydrogels via graft polymerization of acrylic acid from chitosan-cellulose hybrid and their potential in controlled release of soil nutrients. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 89, 144-151. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.04.071

[11] AIMPLAS, “Nueva publicación en biblioteca: Horticultura, bioplásticos biodegradables en agricultura, hacia una transición sostenible marcada por la legislación, ” Poscosecha, 2026. [Online]. Available: https://www.poscosecha.com/aimplas/nueva-publicacion-en-biblioteca-horticultura-bioplasticos-biodegradables-en-agricultura-hacia-una-transicion-sostenible-marcada-por-la-legislacion

[12] Investigación propia AIMPLAS. Standard soil biodegradation test on PRO25-0009-03 HYDROGEL 1 and PRO25-0009-04 HYDROGEL 2. April 2026.

[13] Comisión Europea. Study to assess biodegradability criteria for polymers used in EU fertilising products as coating agents or to increase water retention capacity or wettability and of mulch films. GROW/2021/OP/0005, 2021.