La ósmosis (del griego “osmos” = impulso y el sufijo “-sis” = acción) es un proceso físico-químico que se realiza espontáneamente cuando dos soluciones (de diferente concentración de sólidos disueltos) están separadas por una membrana semi-permeable, que posee poros u orificios de tamaño muy reducido (algunas micras, un filtro de dimensión molecular) y sólo las moléculas más pequeñas (como las del solvente) de la solución de menor concentración atraviesan la membrana y pasan hacia la solución de mayor concentración, hasta que se alcance el equilibrio. Este flujo hacia la zona de mayor concentración origina la “presión osmótica”.
La ósmosis es un fenómeno de trascendental importancia en el mantenimiento de la vida y fue explicado a fines del siglo XIX por Van’t Hoff (Premio Nobel de Química 1901) y Gibbs. Se realiza en forma natural en todas las células y, mediante ella, el agua pasa de una zona de baja concentración de sólidos en solución (el exterior de la célula) a la de mayor concentración (su interior) atravesando la membrana celular (membrana semi-permeable), que permite el paso de moléculas pequeñas como oxígeno, agua, dióxido de carbono, etc. pero se lo impiden a moléculas mayores como la sacarosa, almidón, proteínas, etc. Si la célula está en un medio de mayor concentración de sólidos disueltos (solución hipertónica), por efecto de la ósmosis la célula pierde agua, ésta sale hacia el exterior. Por el contrario, si la célula está en un medio de menor concentración de sólidos disueltos (solución hipotónica), la célula se hincha ingresa agua y puede estallar. Por esta razón, para reemplazar la sangre perdida debemos utilizar un líquido isotónico como el suero, si usáramos agua pura, puede ocurrir la ruptura de los glóbulos (hemólisis).
La “ósmosis inversa” es una creación del hombre para hacer que el proceso se realice en el sentido inverso al natural. Consiste en aplicar una presión externa (superior a la presión osmótica) sobre el líquido más concentrado y con ello se revierte el proceso: las moléculas pequeñas (como las del agua) pasan de la zona de mayor concentración hacia la de menor concentración.
Mediante este proceso es posible la desalinización o eliminación de las sales del agua y obtener agua dulce a partir de una fuente salobre como el agua de mar. Un 72% de la superfície terrestre está cubierto por agua, pero el 97% de ella está en los mares y océanos cuya elevada salinidad (3,5%), no permite su uso para el consumo humano ni para la mayoría de otros usos. El agua doméstica debe tener como máximo 500 ppm (0,05%) de sales y el agua de ríos, lagos y agua subterránea sólo constituye el 0,6% del total. El rápido
crecimiento de la población mundial, ha aumentado la demanda por agua dulce. Para superar este problema, los países utilizan distintas técnicas, según su ubicación y recursos. La ósmosis inversa ha tenido un masivo desarrollo y en algunos países es la única opción factible para disponer de agua potable.
El fenómeno de ósmosis inversa fue descrito por primera vez en 1953 por Sir Charles E. Reid como una propuesta para obtener agua potable a partir de agua de mar. Las dependencias estatales la consideraron una curiosidad de laboratorio, no un proceso práctico y útil. En esos años las membranas no tenían las características adecuadas para separar las sales, materia coloidal, compuestos pirogénicos, los virus y bacterias que puede contener el agua.
La ósmosis inversa fue posible gracias al perfeccionamiento del elemento o membrana de acetato de celulosa (a mediados de la década del 60) y, en la actualidad se fabrican membranas (de poliamida o de acetato de celulosa) especializadas para cada tipo de agua. A partir de 1970 la técnica comenzó a ser competitiva y muchas veces superior a los otros métodos por su tecnología simple, realizada en una sola etapa y en forma continua, que no requiere de mayor mantenimiento ni personal especializado y permite remover hasta un 99% de sólidos disueltos, bacterias y material en suspensión.
Los campos de aplicación de la ósmosis inversa son muy variados, además del abastecimiento de agua potable y de uso industrial, se usa en el tratamiento de efluentes municipales e industriales, en la industria de los alimentos para concentrar jugos de frutas, de tomate, etc., en la industria farmacéutica para la separación de proteínas, eliminación de virus, etc.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.maquinariapro.com/tecnologia/osmosis-inversa.html
Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>
Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.
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