Ósmosis inversa: ¿qué es y cómo funciona?
La ósmosis inversa se utiliza en las plantas de purificación de agua, pero también en los descalcificadores domésticos. De hecho, es una tecnología que permite modular la concentración de muchos minerales, compuestos orgánicos y otras sustancias en el agua de origen dentro de unos márgenes de potabilidad. En particular, destaca por ser un proceso de alto rendimiento con costes relativamente bajos y fácil aplicación.
Por eso se utiliza tanto en las grandes plantas potabilizadoras y/o desalinizadoras como en los descalcificadores domésticos. El elemento crucial de una planta de ósmosis inversa es el filtro, una especie de membrana semipermeable con la que se seleccionan las sales y otras sustancias que hay que eliminar del agua. Pero, ¿cómo funciona en detalle el proceso de ósmosis inversa? ¡Veámoslo juntos!
Cuando la ósmosis del agua es «natural»
Antes de explicar el proceso de ósmosis inversa del agua, es importante entender cómo funciona y cómo se ha modificado el fenómeno químico-físico del que procede. En realidad, se trata de ósmosis simple, el fenómeno de difusión espontánea de un disolvente entre dos soluciones con concentraciones diferentes de solutos separadas por una membrana semipermeable.
En la práctica, tomemos concretamente dos soluciones salinas acuosas, en las que el disolvente es el agua y los solutos son las sales minerales disueltas en ella: ¿qué ocurre si las ponemos en contacto separándolas con una membrana permeable sólo al agua? Lo que ocurre es que el agua pasa espontáneamente de la solución menos concentrada en solutos o más diluida por el disolvente a la más rica en sales disueltas (o más concentrada). Este es precisamente el fenómeno de la ósmosis, el proceso de difusión espontánea de un disolvente por el que, en presencia de dos soluciones salinas separadas por una membrana semipermeable al disolvente, el agua pasa de la solución más diluida a la más concentrada para reducir su diferencia de concentración o presión osmótica. Pero, ¿por qué ocurre esto? Es una cuestión de presión osmótica.
Presión osmótica: el motor natural de la ósmosis
La presión osmótica es un parámetro químico-físico relacionado con la molaridad y, por tanto, con la concentración salina de una solución salina y, concretamente, es mayor en las soluciones más concentradas porque más sales presionan contra la membrana semipermeable. En efecto, por ósmosis, las moléculas de agua tienden a atravesar la membrana semipermeable fluyendo en contra de la diferencia de presión osmótica.
De este modo, el agua pasa de la solución hipotónica (o menos concentrada) a la hipertónica (o más concentrada) hasta que sus presiones osmóticas se igualan y se vuelven isotónicas. Pero, ¿qué ocurre en la ósmosis inversa del agua? En la ósmosis inversa, el flujo de disolvente se invierte, tal y como anticipa su propio nombre. Pero, ¿cómo es posible invertir un proceso espontáneo y hacer que el agua fluya de la solución más concentrada a la menos concentrada? Veremos juntos que es una cuestión de energía.
¿Qué es la ósmosis inversa?
La ósmosis inversa desde un punto de vista químico-físico es realmente el proceso de ósmosis inversa. Concretamente, dado que la ósmosis es un fenómeno natural y espontáneo, se necesita energía para invertirlo. En la práctica, para que el agua fluya de la solución más concentrada a la menos concentrada, se necesita una fuerza que la empuje a través de la membrana semipermeable: hay que aplicar a la solución hipertónica una presión superior a la presión «osmótica natural».
De este modo, a medida que el agua atraviesa la membrana semipermeable, se le retiran los solutos en disolución y, en el caso de las soluciones salinas, se ablanda eliminando el exceso de minerales. Este proceso se utiliza en las plantas de purificación y desalinización de agua para eliminar el exceso de sales disueltas en ella.
En general, el elemento clave de estas plantas es la membrana semipermeable, o más bien el filtro de ósmosis inversa, que se utiliza para dejar pasar las moléculas de agua, eliminar las sales orgánicas e inorgánicas disueltas y, en menor medida, las bacterias y los pirógenos. Pero, ¿cómo funciona la ósmosis inversa para purificar, ablandar o desalinizar el agua?
