Qué es la osmosis inversa

¿Qué es la Osmosis Inversa?

(Descargar PDF)

La característica principal de la tecnología de desalinización por membranas es que no funciona bajo los mismos principios que la tecnología térmica. En vez de evaporar, la desalinización por membranas separa, y para ello utiliza a su favor un fenómeno fisicoquímico llamado osmosis inversa, pero ¿qué es?

Para entender qué es la osmosis inversa, primero se debe entender lo que es el fenómeno de osmosis (a veces llamada osmosis directa). Este fenómeno es un mecanismo de transferencia de materia que permite que soluciones (mezclas) se muevan desde lugares de alta concentración hacia lugares de baja concentración sin la aplicación de energía externa y a través de elementos de separación físicos que impiden que otras sustancias se desplacen al mismo tiempo. Es así, por ejemplo, como logramos los seres vivos captar nutrientes en nuestros procesos celulares y, al mismo tiempo, evitar que las células pierdan los componentes que tienen en su interior. Para que este transporte ocurra se necesita de una estructura que selectivamente permita el libre tránsito de algunos elementos e impida el movimiento de otros. Esta estructura es llamada membrana.

La Ilustración 1y la Ilustración 3 muestran el esquema típico para mostrar el comportamiento de un sistema durante el proceso de osmosis inversa. Este clásico ejemplo requiere de un recipiente, una solución de un alto contenido de sales (agua salada, lado salado), una solución de bajo contenido de sales (agua dulce, lado dulce), y de una membrana selectiva que solo permite el tránsito de agua, no de sales.

En una situación sin membrana (Ilustración 1), lo que ocurría con el escenario descrito previamente es que el agua de la solución con bajo contenido de sales intentaría diluir a la solución con alto contenido de sales, generando un tránsito de agua hacia la izquierda (A). A su vez, la sal del lado salado intentaría “salar” la solución menos concentrada, generando un flujo de sal hacia la derecha (B).

 

Ilustración 1: Esquema libre, sin membrana.

De esta forma, lo que obtendríamos sería una mezcla de agua con una concentración de sales promedio (Ilustración 2)                   

Ilustración 2: Esquema libre, mezcla.

Sin embargo, al contar con una membrana selectiva que solo permite el tránsito de agua, el flujo A sigue existiendo, pero no así el flujo B (Ilustración 3). De esta manera, se consigue una situación un tanto particular, donde el agua dulce intenta diluir al agua salada generando una diferencia de alturas entre ambos recipientes (Ilustración 4).    

Ilustración 3: Esquema semi-libre, con membrana.

La altura de esta columna de agua es proporcional a la cantidad de sal que tiene la solución de alto contenido de sales y su condición estática, es decir, en equilibrio, corresponde a un valor característico denominado presión osmótica.                    

Ilustración 4: Dilución de el lado salado. Presión osmótica.

Desde el punto de vista de la obtención de agua, lo descrito previamente es totalmente contraproducente. Lo que logramos con la osmosis directa es diluir agua salada a partir de agua dulce, y no obtener agua dulce a partir de agua salada. Aquí es donde el concepto de inversa juega el rol fundamental.

 

Cuando inyectamos energía al lado salado, en forma de presión hidráulica, desequilibramos el balance previo a nuestro favor haciendo creer al sistema que, en el lado salado, hay más agua de la que debería haber. Es en esta condición de desequilibrio que agua del lado salado pasa por la membrana con el fin de alcanzar nuevamente la presión osmótica del sistema. El flujo de sal, en cambio, es impedido por la membrana que no permite su libre tránsito a través de ella.

 

                 

Ilustración 5: Aplicación de presión externa.

El resultado de este ejercicio es un volumen de agua dulce, sin sales, obtenido desde una solución con alto contenido de sales sin la aplicación de temperatura.

 

                 

Ilustración 6: Osmosis inversa.

×

Powered by WhatsApp Chat

× ¿Cómo puedo ayudarte?