Síntesis y caracterización de hidrogeles para la cosecha de agua de lluvia y su potencial aplicación en la provincia de Cotopaxi periodo 2021.

Global warming is closely linked to climate and the hydrological cycle, bringing with it a decrease in the availability of water resources. For this reason, the objective of the present work was to synthesize and characterize a superabsorbent hydrogel polymer for rainwater harvesting and its potential application in the Cotopaxi Province. Hydrogel polymers were synthesized via free radicals from acrylamide (AAm), at 1%, 2 and 3% N, N-Methyl-en-bis-acrylamide (NMBA), acrylic acid (AAc) at 1% NMBA, and AAm/AAc copolymers in the following proportions: 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 with 1% NMBA. These hydrogels were evaluated in both distilled water and rainwater to establish the adsorption capacity of each. Using Randomized Complete Block Design (RCBD), swelling curves and FTIR infrared spectroscopy, the swelling percentage and functional structure of the hydrogels could be determined. The results show that there is no great difference in absorption between rainwater and distilled water, with the 1% AAc hydrogel being the best polymer in water uptake with a percentage of 847%. It was also demonstrated that the 1% acrylamide hydrogels and the 90/10 copolymer exceeded 100% water absorption with values of 401% and 349%, respectively. From the statistical analysis it could be verified that the best treatment for water harvesting is the 1% NMBA AAc polymer. In short, all the hydrogels synthesized in this research are superabsorbent hydrogels due to the fact that they exceed 100% water absorption capacity, this is due to the hydrophilic groups by which they are composed. Finally, hydrogels could be an efficient and profitable alternative for farmers in the province of Cotopaxi because they significantly save water, guaranteeing not only the optimization of the water resource but also the quality of the crops.

El calentamiento global está estrechamente vinculado con el clima y el ciclo hidrológico, trayendo consigo una disminución de la disponibilidad de los recursos hídricos. Por tal motivo, el objetivo del presente trabajo fue sintetizar y caracterizar un polímero de hidrogel superabsorbente para la cosecha de agua lluvia y su potencial aplicación en la Provincia de Cotopaxi. Se sintetizaron polímeros de hidrogel vía radicales libres a partir de acrilamida (AAm), a 1%, 2 y 3% de N, N-Metil-en-bis-acrilamida (NMBA), ácido acrílico (AAc) a 1% de NMBA, y copolímeros de AAm/AAc en las siguientes proporciones: 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 con 1% de NMBA. Estos hidrogeles fueron evaluados tanto en agua destilada como en agua lluvia para establecer la capacidad de absorción de cada uno. Mediante el Diseño de Bloques Completos al Azar (DBCA), curvas de hinchamiento y espectroscopia infrarroja FTIR se pudo determinar el porcentaje de hinchamiento y la estructura funcional de los hidrogeles. Los resultados demuestran que no existe gran diferencia de absorción entre agua lluvia y agua destilada, siendo el hidrogel de AAc al 1% el mejor polímero en captación de agua con un porcentaje de 847%. De igual forma se demostró que los hidrogeles de acrilamida al 1% y el copolímero 90/10, llegan a superar el 100% de absorción de agua con valores de 401% y 349% respectivamente. A partir del análisis estadístico se pudo verificar que el mejor tratamiento para la cosecha de agua es el polímero de AAc al 1% NMBA. En definitiva, todos los hidrogeles sintetizados en esta investigación son hidrogeles superabsorbentes debido a que superan el 100% de la capacidad de absorción de agua, esto se debe a los grupos hidrofílicos por los que están compuestos. Finalmente, los hidrogeles podría ser una alternativa eficiente y rentable para agricultores de la provincia de Cotopaxi porque ahorran significativamente en agua garantizando no solamente la optimización del recurso hídrico sino también la calidad de los cultivos.