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Ósmosis Inversa

osmosis inversa

El océano contiene aproximadamente el 96,5% de toda el agua del planeta Tierra. Sin embargo, el agua que se encuentra en los océanos contiene sales, por lo que no es apta para el uso humano. Aquí es donde la tecnología de ósmosis inversa ofrece una forma de lograr la desalinización del agua de mar. Pero, ¿Qué es la ósmosis inversa?

La ósmosis inversa es un proceso de tratamiento por membrana que se utiliza principalmente para separar los solutos disueltos del agua. La ósmosis inversa es más conocida por su uso en la purificación del agua potable, especialmente en lo que respecta a la eliminación de sal y otros materiales efluentes de las moléculas de agua.

Introducción a la Ósmosis Inversa

La ósmosis inversa es una de las técnicas de separación más antiguas y populares que se utiliza principalmente para la purificación del agua. El proceso se adoptó principalmente para la desalinización del agua de mar en el año 1950, donde todo el proceso era relativamente lento y estaba limitado a ciertos laboratorios. Sin embargo, tras muchas investigaciones y avances en la tecnología, se produjeron desarrollos significativos, especialmente en el campo de los polímeros y la producción de membranas eficientes.

Hoy en día, esta técnica es ampliamente utilizada por muchos en todo el mundo para purificar el agua con fines industriales, residenciales, comerciales y científicos. Aunque la tecnología de ósmosis inversa es una de las innovaciones científicas más importantes de la humanidad, en esta página desarrollaremos una comprensión básica de todo el proceso.

Ósmosis

Para entender qué es la ósmosis inversa, es importante comprender primero qué es la ósmosis. La ósmosis es el movimiento de las moléculas del solvente desde una zona en la que la concentración del soluto es baja, a través de una membrana semipermeable, hasta una zona en la que la concentración de soluto es alta.

El proceso de ósmosis puede detenerse aplicando cierta presión en el lado de la solución de la membrana semipermeable. Esta presión mínima necesaria para detener el proceso de ósmosis se denomina presión osmótica.

La presión osmótica también se puede utilizar para medir la tendencia de los solventes al pasar a través de la Membrana Semipermeable a la región de mayor concentración de soluto mediante ósmosis. A continuación se presenta una ilustración del proceso de ósmosis.

membrana semipermeable osmosis

¿Qué es la Ósmosis Inversa?

La ósmosis inversa, también llamada comúnmente OI, es un tipo de método de filtración utilizado para la eliminación de moléculas e iones de una determinada solución.

La ósmosis inversa consiste en la aplicación de una presión (normalmente superior a la presión osmótica) en un lado de la solución donde se coloca una membrana semipermeable entre las soluciones. Esta membrana se utiliza para filtrar los contaminantes hasta las partículas más pequeñas. Los contaminantes suelen denominarse concentrados de ósmosis inversa.

Principio de Ósmosis Inversa

Para desglosar aún más el proceso, debido a la presencia de la membrana, las moléculas grandes del soluto no pueden atravesarla y se quedan en el lado presurizado. En cambio, el solvente puro puede atravesar la membrana. Cuando esto ocurre, las moléculas del soluto comienzan a concentrarse en un lado mientras que el otro lado de la membrana se diluye. Además, los niveles de las soluciones también cambian en cierta medida.

En esencia, la ósmosis inversa tiene lugar cuando el disolvente pasa a través de la membrana en contra del gradiente de concentración. Básicamente, se desplaza de una concentración más baja a una más alta.

Proceso de Ósmosis Inversa

La presión osmótica es la presión mínima necesaria para detener el flujo de disolvente a través de la membrana semipermeable. Por lo tanto, cuando el lado de la solución (el lado donde la concentración de soluto es alta) se somete a una presión mayor que la presión osmótica, las partículas de disolvente del lado de la solución se mueven a través de la membrana semipermeable hacia la región donde la concentración de soluto es baja. Este movimiento inverso del disolvente a través de la membrana semipermeable se denomina ósmosis inversa.

Es importante tener en cuenta que la presión aplicada al lado de la solución debe ser mayor que la presión osmótica para que se produzca el proceso de ósmosis inversa. La presión osmótica es una propiedad coligativa que depende de la concentración de la solución. En la purificación del agua, el proceso de ósmosis inversa es muy importante. Muchos de los purificadores de agua utilizados hoy en día utilizan la ósmosis inversa en el proceso de purificación como uno de los pasos.

Experimento de Ósmosis Inversa

A continuación se explica el proceso de ósmosis inversa con la ayuda de un experimento.

¿Cómo Funciona la Ósmosis Inversa?

osmosis inversa funcionamiento

Se puede realizar un experimento fácil tomando un poco de agua dulce y una solución acuosa concentrada. Las soluciones deben mantenerse en lados opuestos con una membrana semipermeable colocada en medio para separar las dos soluciones. Se debe aplicar presión en el lado de la solución concentrada. Esto hará que las moléculas de agua se muevan a través de la membrana hacia el lado del agua dulce. Esto resume básicamente el proceso de ósmosis inversa.

Aplicaciones de la Ósmosis Inversa

La ósmosis inversa puede utilizarse en prácticamente cualquier aplicación en la que la presencia de impurezas en el agua cause problemas. Algunos ejemplos son el agua potable, la producción, las calderas de los equipos de proceso, los procedimientos analíticos o de prueba, etc. A continuación se presentan ejemplos de industrias que tienen una necesidad demostrada de alta calidad.

  • Electrónica: Los fabricantes de componentes electrónicos requieren agua de la más alta calidad disponible. La ósmosis inversa se utiliza con frecuencia para eliminar la mayor parte de las impurezas de un suministro de agua antes de introducirla en un sistema de intercambio iónico de pulido. La ósmosis inversa prolonga la vida útil de los lechos de intercambio iónico y reduce el coste total de producir grandes volúmenes de agua de alta pureza.
  • Productos químicos: El fabricante de productos químicos requiere diversas calidades de agua, dependiendo de la naturaleza del proceso de producción de productos químicos. El agua de ósmosis inversa por sí sola producirá un agua de producto adecuada en algunos casos y se utiliza como pretratamiento cuando se necesitan calidades superiores.
  • Galvanoplastia: La ósmosis inversa se ha aplicado con éxito en esta industria, no sólo para purificar el agua que se utiliza en el agua de reposición de la solución de galvanoplastia y en los baños de arrastre, sino también para concentrar los valiosos metales de galvanoplastia en el flujo de residuos para su reciclaje en una operación de circuito cerrado.
  • Agua potable: La ósmosis inversa se utiliza ampliamente en la desalación de agua de mar para uso potable, tanto a pequeña como a gran escala. El proceso requiere una energía relativamente baja, por lo que resulta especialmente atractivo en esta aplicación.

Beneficios de la Ósmosis Inversa

A continuación hemos comentado algunos de los beneficios de la ósmosis inversa:

  1. Este proceso puede utilizarse para eliminar eficazmente muchos tipos de partículas químicas disueltas y en suspensión, así como entidades biológicas (como las bacterias) del agua.
  2. Esta técnica tiene una amplia aplicación en el tratamiento de residuos líquidos o vertidos.
  3. Se utiliza en la purificación del agua para prevenir enfermedades.
  4. Ayuda en la desalinización del agua de mar.
  5. Es beneficioso en el campo de la medicina.

Ventajas de la Ósmosis Inversa

La ósmosis inversa tiene varias ventajas, entre ellas las siguientes:

  • Las bacterias, los virus y los materiales pirógenos son rechazados por la membrana intacta. En este sentido, el agua de ósmosis inversa se acerca a la calidad del agua destilada.
  • Las unidades disponibles son relativamente compactas y requieren poco espacio. Son muy adecuadas para la diálisis en casa.
  • En un uso medio, la membrana tiene una vida útil de poco más de uno o dos años antes de que sea necesaria su sustitución.
  • Es práctica la esterilización completa periódica del sistema de ósmosis inversa con formalina u otro esterilizante.

Desventajas de la Ósmosis Inversa

Las desventajas de los sistemas de ósmosis inversa son las siguientes:

  • Las membranas de acetato de celulosa tienen una tolerancia limitada al pH. Se degradan a temperaturas superiores a 35°C. Son vulnerables a las bacterias. Con el tiempo se hidrolizan.
  • Las membranas de poliamida no toleran temperaturas superiores a 35°C. Tienen poca tolerancia al cloro libre.
  • Los compuestos de película fina no toleran el cloro. Las polisulfonas de alto flujo requieren el ablandamiento o la desionización del agua de alimentación para funcionar correctamente.

Preguntas Frecuentes

¿Un ejemplo del uso de la ósmosis inversa?

La ósmosis inversa es un medio para extraer agua limpia de agua contaminada o salada empujando el agua a través de una membrana bajo presión. Un ejemplo de ósmosis inversa es el proceso por el que se filtra el agua contaminada a presión.

¿Cuáles son las desventajas de la ósmosis inversa?

El inconveniente del agua de ósmosis inversa es que puede reducir significativamente estos buenos minerales que pueden ayudar a la salud general del corazón y los músculos. Quienes utilizan la ósmosis inversa como fuente principal de agua pueden sufrir efectos secundarios como cansancio, calambres musculares, debilidad general y trastornos cardiovasculares en casos graves.

¿Qué es la ósmosis y la ósmosis inversa?

La ósmosis es un proceso en el que el agua líquida fluye a través de una membrana semipermeable desde una solución diluida a una solución más concentrada. Esto se llama ósmosis inversa (abreviado OI). Tenga en cuenta que este flujo inverso produce agua pura de solución salina, porque la membrana no es permeable a la sal.

¿Cuál es el principio de la ósmosis inversa?

La ósmosis inversa (OI) es un proceso de purificación del agua que elimina los iones, las moléculas no deseadas y las partículas más grandes del agua potable mediante una membrana parcialmente permeable. Como resultado, el soluto se mantiene en el lado presurizado de la membrana y el solvente puro pasa al otro lado.

¿Qué grado de pureza tiene el agua de ósmosis inversa?

La ósmosis inversa (OI) se utiliza a menudo para limpiar parcialmente el agua del grifo y hacerla más o menos entre el 90 y el 99 por ciento de pura. Este método se denomina ósmosis inversa y suele ser capaz de eliminar entre el 90 y el 99 por ciento de la mayoría de los contaminantes. No es perfecto, pero es una tecnología muy rentable; si se utiliza correctamente, la membrana de ósmosis inversa durará años.

¿En qué consiste el proceso de ósmosis inversa?

La ósmosis inversa (OI) es un proceso de purificación del agua que elimina los iones, las moléculas no deseadas y las partículas más grandes del agua potable mediante una membrana parcialmente permeable. La ósmosis inversa consiste, pues, en la aplicación de una presión externa para invertir el flujo natural del solvente puro.