Ósmosis inversa: cómo funciona, para qué sirve, ejemplos
La ósmosis inversa u ósmosis reversa es un procedimiento que permite el establecimiento de un flujo de agua, a través de una membrana semipermeable, desde el compartimiento con la mayor concentración de soluto al compartimiento con la menor concentración de soluto.
El flujo de agua en la ósmosis inversa se logra mediante el suministro de presión a la solución de mayor concentración de soluto. Mientras, en la ósmosis el agua fluye de la solución menos concentrada a la solución más concentrada, gracias a una diferencia en la presencia hidrostática entre ambos compartimientos.
Como se ve arriba, la presión aplicada conlleva a que las moléculas de agua traspasen la membrana asimétrica, reteniendo sin embargo los iones disueltos del lado del comportamiento más concentrado.
Para el establecimiento del procedimiento de la ósmosis inversa fue necesaria la creación de membranas asimétricas, hecho logrado por Sidney Loeb y Srinivasa Sourirajan.
Asimismo, fue indispensable el diseño aportado por John Cadotte de un método de polimerización, el cual permitió la elaboración de membranas que permiten el flujo de agua y reducen en alto grado el flujo de sales.
La ósmosis inversa tiene numerosas aplicaciones, tales como: desalinización del agua marina, purificación de agua, procesamiento de alimentos, producción de hidrógeno, etc.
Índice del artículo
- 1 ¿Cómo funciona la ósmosis inversa?
- 2 Componentes de una planta de purificación de agua por ósmosis inversa
- 3 ¿Para qué sirve la ósmosis inversa?
- 4 Ejemplos
- 5 Referencias
En la ósmosis hay un flujo de agua a través de una membrana semipermeable: de la solución más diluida a la solución más concentrada. Esto determina un aumento de la presión ejercida por el agua en el compartimiento con mayor concentración de soluto. Esta presión es conocida como presión osmótica.
La presión osmótica se opone al flujo de agua del compartimiento con menor concentración de solutos al compartimiento con mayor concentración de solutos. Por lo tanto, se favorece al re-establecimiento de un equilibrio osmótico entre los compartimientos.
En la ósmosis inversa el flujo de agua está orientado desde la solución más concentrada hacia la más diluida. La solución concentrada es la solución acuosa que es tratada para su dilución o purificación. La presión osmótica está orientada en el sentido de este flujo y, por lo tanto, lo favorece.
En la ósmosis inversa se suministra presión mediante de una bomba al agua tratada. Esto impulsa un flujo de agua desde el compartimiento que contiene la solución tratada hacia el compartimiento con el agua purificada.
La concentración del agua tratada va en aumento a medida que transcurre el tiempo del proceso de ósmosis inversa. La potencia de la bomba utilizada va a depender del uso que vaya a dársele.
El flujo de agua desde la solución tratada para su purificación, ocurre a través de una membrana asimétrica. Esta membrana es muy permeable al agua y poco permeable a las sales, siendo necesario que sea resistente a la presión ejercida sobre las aguas tratadas y de las sustancias presentes en ellas.
Las membranas asimétricas constan de dos capas: una delgada semejante a la piel, y una de mayor grosor y resistencia, muy porosa. Al igual que la bomba utilizada, el tipo de membrana a utilizar en la ósmosis inversa depende del uso a la que esté destinada.
En forma esquemática, esta planta consta de una bomba de alimentación que suministra la presión necesaria para el sistema de ósmosis inversa. En algunos casos, se usa una bomba adicional que se coloca anteriormente al sistema de ósmosis inversa
Un sistema de filtros que tiene como función la eliminación de sustancias contaminantes del agua. Entre los filtros se usa uno de carbón activado para la eliminación de compuestos orgánicos que producen malos olores al agua, y otro filtro para eliminar el cloro, así como un sistema que absorbe el calcio y el magnesio para ablandar el agua.
Un sistema de dosificación anti-incrustantes que elimina sustancias que pueden dañar la membrana del sistema de ósmosis inversa.
Asimismo, cuenta con un sistema de ósmosis inversa y un tanque de almacenamiento del producto.
En términos generales, la ósmosis inversa tiene las siguientes aplicaciones:
-Purificación de líquidos
-Concentración de sustancias disueltas en líquidos
Ambas se abordarán en el siguiente y último apartado con ejemplos.
En muchos hogares se han instalado plantas que usan el sistema de la ósmosis inversa para la obtención de agua para beber y cocinar. Esta agua se caracteriza por ser cristalina, de buen sabor y libre de bacterias u otros organismos contaminantes.
Las plantas procesadoras del agua, además del sistema de ósmosis inversa, están dotadas de un sistema de filtro y hasta de una fuente de luz ultravioleta que garantizan la calidad del agua.
Muchas poblaciones se ubican en zonas áridas a la orilla del mar, siendo paradójico que sufran la escasez de agua potable en presencia de grandes masas de agua de mar, las cuales no pueden utilizarse a causa de su alto contenido de sales.
Esto produjo la idea de desalinizar el agua del mar, siendo la ósmosis inversa un procedimiento que se usa en millares de plantas desalinizadoras para la producción de agua potable.
El problema de la energía necesaria para el funcionamiento de las plantas de ósmosis inversa, lo han solucionado usando la energía solar. La energía solar se usa para cargar las células fotovoltaicas que sirven como fuente de energía eléctrica para el funcionamiento de las plantas desalinizadoras.
El uso de la ósmosis inversa en la desalinización del agua ha sido usado en poblaciones australianas, por ejemplo: Perth.
Se pensaba que la única aplicación de la ósmosis inversa era la obtención de agua potable. Sin embargo, una aplicación muy importante de ella es la concentración de líquidos alimenticios, como los jugos, la leche, la cerveza, etc. La ósmosis inversa permite la extracción de agua de estos alimentos.
En el caso de la leche, su sometimiento a la ósmosis inversa permite aumentar la concentración de sus proteínas, e inclusive facilita la obtención de las proteínas del suero de la leche. El jugo de tomate puede ser concentrado por un procedimiento similar para la producción de pasta de tomate y kétchups.
La ósmosis inversa ha sido utilizada en Burdeos, Francia, para concentrar los vinos, utilizándose para ello numerosas plantas de ósmosis inversa.
En muchos acuarios de arrecife se utiliza la ósmosis de inversa para la producción del agua utilizada en ellos, ya que el agua corriente contiene muchos elementos y compuestos que son dañinos para el crecimiento y reproducción de los peces que habitan estos acuarios
La ósmosis inversa tiene la ventaja de la producción de agua de gran calidad a bajo costo. Por lo tanto, es el procedimiento preferido para la obtención del agua a usar en estos acuarios.
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