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Ósmosis Inversa

Ósmosis Inversa

Sistema de Ósmosis Inversa

Quizás alguna vez pensaste que para acabar con las sequías una buena solución podría ser quitar la sal del agua marina y hacerla potable, pero no es tan simple como pudiera parecer.

Por ello vamos a ver uno de los métodos para la desalación del agua, que también se utiliza en purificadores para depurar agua, el proceso de ósmosis inversa.

Ósmosis Inversa Ventajas y Desventajas

Comentamos las ventajas y desventajas, inconvenientes o problemas que tiene el sistema de ósmosis inversa.

Ventajas

Ventajas de la ósmosis inversa en casa y en empresas:

  • Mejora el Sabor

La filtración mediante ósmosis inversa mejora el sabor, el olor y la apariencia del agua mediante la eliminación de contaminantes que causan problemas de sabor y olor.

  • Ahorra Dinero

Con un equipo de ósmosis inversa, puedes cancelar tu servicio de entrega de agua y dejar de comprar cajas de agua embotellada.

La filtración de ósmosis inversa proporciona agua de calidad “mejor que el agua embotellada” por muy poco dinero por cada litro purificado.

  • Mantenimiento Simple

Los sistemas de ósmosis inversa tienen muy pocas piezas móviles o reemplazables que hacen que los sistemas de filtrado por ósmosis inversa sean fáciles de limpiar y mantener.

  • Elimina Impurezas

Los sistemas de ósmosis inversa eliminan los contaminantes del agua, incluidos nitratos, pesticidas, sulfatos, fluoruros, bacterias, productos farmacéuticos, arsénico y muchos más.

El filtro de carbón de un sistema de ósmosis inversa también eliminará el cloro y las cloraminas.

Vaso de agua
Vaso de agua

Desventajas a Gran Escala

Así que ya hemos visto algunas de las formas con las que podemos aprovechar la purificación de agua mediante ósmosis inversa para que funcione para nosotros.

¿Pero pedirle a la naturaleza que se revierta, que vuelva a un estado que no es el suyo, necesariamente es una buena idea? Hay algunos problemas que surgen del uso de ósmosis inversa, y comenzaremos con la comprobación de lo que sucede en la desalinización de ósmosis inversa.

Después de filtrar el agua, te queda agua preciosa. Pero, por otro lado, te queda un montón de sal. ¿Qué hacemos con la salmuera, que generalmente contiene el doble de sal que el agua de mar?

¿Es un problema arrojar esa salmuera al océano? Según centros de investigación, la salinidad parece volver a la normalidad a unos 500 metros de la fuente.

Sin embargo, nadie ha recibido respuestas claras sobre si los metales y productos químicos también atrapados en la salmuera pueden causar un impacto ambiental.

¿Qué es Ósmosis Inversa?

La ósmosis inversa es uno de los procesos que hace posible la desalinización (o eliminación de sal del agua de mar). Más allá de eso, procesos de ósmosis inversa se usan para reciclaje, tratamiento de aguas residuales e incluso puede producir energía.

Los problemas del agua se han convertido en una amenaza global extremadamente urgente para todos. Con el cambio climático vienen impactos ambientales sin precedentes: inundaciones torrenciales en algunas áreas, sequías en otras, aumento y disminución del nivel del mar.

A esto se añade la amenaza de superpoblación, y la demanda y la contaminación que genera una población cada vez más numerosa, y el agua se convierte en uno de los principales problemas ambientales a tener en cuenta en la próxima generación.

Ósmosis Inversa Membrana Semipermeable
Ósmosis Inversa Membrana Semipermeable

Las plantas y los sistemas de tratamiento de agua ahora están adaptando la ósmosis inversa para abordar algunas de estas preocupaciones. En Perth, Australia (lugar especialmente seco y árido, pero rodeado por el mar), casi el 17 por ciento del agua potable de la zona es agua de mar desalada que proviene de una planta de ósmosis inversa.

En todo el mundo, en la actualidad hay más de 13.000 plantas de desalinización, según la Asociación Internacional de Desalación.

Pero si bien saber que la ósmosis inversa puede convertir el agua de mar en agua potable es útil, lo que realmente necesitamos entender es cómo ocurre el proceso.

¿Cómo funciona la Ósmosis Inversa?

Suponiendo que tenemos una comprensión bastante buena de la definición de “inversa”, es mejor que comencemos por observar cómo funciona la ósmosis antes de unir los dos conceptos.

Primero ¿Qué es Ósmosis?

La definición de ósmosis, según la Real Academia Española, es el paso de disolvente, pero no de soluto, entre dos disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable.

¿Qué, no lo entiendes? Sin miedo. La mayoría de nosotros tampoco, por eso hay innumerables explicaciones y analogías para aclarar la ósmosis. Comentaremos algunas de ellas, pero primero vamos a dividir la ósmosis en todas sus partes para poder comprenderla.

Primero, haremos nuestra solución. Comenzamos con una vieja taza de agua aburrida. Para darle más sabor a las cosas, llamaremos al agua “solvente”, lo cual es conveniente, porque eso es lo que es. Para que nuestro disolvente sea un poco más sabroso, disolveremos un delicioso azucarillo. El azúcar es el soluto.

Como resumen, ahora tenemos agua (disolvente) en la que hemos disuelto azúcar (soluto), para hacer agua con azúcar (nuestra solución).

La Ósmosis
La Ósmosis

Ahora que tenemos nuestra solución de agua azucarada, tomaremos un tubo en U. Un tubo en U es un vaso de precipitados, con forma de U.

Justo en el medio del tubo, imagina un poco de Gore-Tex que corta la U por la mitad. El Gore-tex es nuestra “membrana semipermeable”. El Gore-tex es un plástico delgado, salpicado de mil millones de pequeños agujeros que permiten el paso del vapor de agua, pero el líquido permanece fuera.

(Hemos elegido Gore-tex ya que la envoltura de plástico no dejaría pasar nada, y una prenda de tela de algodón dejaría pasar casi cualquier cosa).

En un brazo del tubo en U, vertimos nuestra mezcla de agua con azúcar. En el otro vertimos nuestra agua simple incolora e inodora de siempre. Ahí es cuando comienza la magia de la ósmosis, si encuentras que el movimiento del agua es mágico.

El nivel de líquido en el brazo de agua con azúcar aumentará lentamente, a medida que el solvente (agua) se mueva a través del Gore-Tex, para hacer que ambos lados del brazo en U se aproximen más a la igualdad en la proporción de azúcar a agua.

Pero, ¿por qué sucede eso? En pocas palabras, porque el agua quiere encontrar el equilibrio. Y debido a que un lado del brazo está lleno de azúcar, el agua pura del otro lado decide moverse para igualar la concentración o hasta que se alcanza la presión osmótica (la presión que ocurre cuando las moléculas se mueven).

Así que ahí lo tienes; La ósmosis ocurre cuando un solvente de solución de soluto de baja concentración se mueve a través de una membrana para llegar a la solución más concentrada, debilitándola. ¡Lo hiciste, ya lo entiendes!

Ahora, después de analizar como funciona la ósmosis en una sola dirección, le damos la vuelta y comprobamos como funciona la ósmosis inversa

Damos la Vuelta a la Ósmosis

Estar bajo presión puede incendiar un edificio, dividir a una familia en dos, poner a la gente en la calle y también crear un poema único. Sin olvidar que esa presión también hace que funcione la ósmosis inversa.

Aprendimos que en la ósmosis, una solución de menor concentración filtrará su solvente a la solución de concentrado más alta. En la ósmosis inversa, estamos (literalmente) invirtiendo el proceso, al hacer que nuestro filtro de solvente salga de nuestro alto concentrado en la solución de concentrado inferior.

Entonces, en lugar de crear un equilibrio más equitativo de solvente y soluto en ambas soluciones, está separando el soluto del solvente.

Ósmosis Inversa
Ósmosis Inversa

Pero como hemos visto, eso no es algo que las soluciones realmente quieran hacer. ¿Cómo hacemos que ocurra la ósmosis inversa? Para ello, ponemos la solución bajo presión. Tomemos el agua salada como ejemplo:

En la ósmosis inversa, tendríamos una solución de agua salada en un lado de un tanque y agua pura en el otro lado, separados por una membrana semipermeable. Aplicaríamos presión en el lado del tanque de agua salada, lo suficiente para contrarrestar la presión osmótica natural del lado del agua pura, y luego empujaríamos el agua salada a través del filtro.

(Esto toma alrededor de 50-60 bares de presión Lenntech) Pero debido al tamaño de las moléculas de sal, solo las moléculas de agua más pequeñas llegarían al otro lado, agregando así agua fresca al lado del agua, y dejando la sal en el otro.

Y voila, has aprendido como se produce la ósmosis inversa.

RESUMEN: La ósmosis inversa tiene lugar cuando la presión aplicada a una solución de soluto altamente concentrada hace que el disolvente pase a través de una membrana a la solución concentrada inferior, dejando una mayor concentración de soluto en un lado y solo disolvente en el otro.

Es genial poder definir la ósmosis inversa en las cenas con los amigos, hay usos sorprendentemente interesantes de filtrado de sólidos disueltos mediante este sistema de filtrado que pueden generar una conversación más interesante. Sigamos aprendiendo…

Vídeo sobre Ósmosis Inversa

¿Dónde se Utiliza Ósmosis Inversa?

A diferencia de la ósmosis, no podemos simplemente observar cómo se produce ósmosis inversa en muchas circunstancias cotidianas. En la década de 1950, cuando investigadores comenzaron a explorar cómo desalinizar el agua del océano, se planteó la posibilidad de utilizar ósmosis inversa.

Descubrieron que aplicar presión al lado del agua salada podría funcionar para producir más agua dulce, pero la cantidad que generaron fue extremadamente pequeña y no fue útil en ninguna escala práctica. ¿Qué ha cambiado?

Un filtro (membrana semipermeable) mucho más avanzado, creado por dos científicos de UCLA. Las membranas hechas a mano compuestas por acetato celular (un polímero utilizado en la película fotográfica) permitieron que grandes cantidades de agua se movieran mucho más rápido.

La primera planta de desalinización por ósmosis inversa comenzó a operar a pequeña escala en Estados Unidos en 1965. (Historia del descubrimiento de la ósmosis)

Lo que nos lleva a uno de los usos más comunes de ósmosis inversa que ya hemos visto: la desalinización del agua. Eso incluye las plantas grandes (hay más de 100 países que usan la desalinización) o las situaciones más comunes, por ejemplo, el tipo de filtro que puedes utilizar al acampar en la naturaleza para garantizar un suministro saludable de agua.

Equipo de Osmosis Inversa para el Hogar
Equipo de Ósmosis Inversa para el Hogar

La ósmosis inversa también es una de las pocas formas con la que podemos extraer ciertos minerales o productos químicos de un suministro de agua.

Algunas fuentes de agua tienen niveles extremadamente altos de fluoración natural, que pueden conducir a la fluorosis del esmalte (dientes moteados) o la fluorosis esquelética mucho más severa (un encorvamiento real de los huesos o el esqueleto de una persona).

Mediante ósmosis inversa se puede filtrar el fluoruro u otras impurezas a gran escala de una manera que un filtro a base de carbón activado (como el que se encuentra más comúnmente en los hogares) no puede.

También se usa con fines de reciclaje; los productos químicos utilizados para tratar los metales reciclados crean aguas residuales nocivas, y la ósmosis inversa puede extraer agua limpia por una mejor eliminación de los productos químicos.

¿Pero aún más interesante que reciclar? El tratamiento de ósmosis inversa de aguas residuales, en el que las aguas residuales pasan por el proceso para crear agua potable. Es una manera prometedora para que los países en desarrollo produzcan agua potable.

Como ejemplo tenemos la planta de agua potable financiada por Bill Gates que convierte excrementos en agua potable [Fuente: eleconomista].

Pero la ósmosis inversa también se usa en otras industrias, la industria láctea utiliza la filtración de ósmosis inversa para concentrar el suero y la leche, y la industria del vino ha comenzado a usarla para filtrar los elementos indeseables, como algunos ácidos, el humo o para controlar el contenido de alcohol.

Equipos de ósmosis inversa se usan para crear etanol puro, libre de contaminantes. El jarabe de arce, de hecho, se produce utilizando ósmosis para separar el concentrado azucarado del agua en la savia.

Otra cosa interesante es que la alta presión que hace que los sistemas de ósmosis inversa sean efectivos puede reciclarse.

Las bombas de alta presión fuerzan el paso del agua, y el agua salada restante se dispara a una velocidad extremadamente alta. Si esta descarga se realiza a través de una turbina o un motor, la presión se puede reutilizar a las bombas que inicialmente fuerzan el paso del agua, recuperando así la energía.

Aplicaciones de Ósmosis Inversa a Pequeña Escala

Tal vez hayas decidido que te gustaría tener agua de ósmosis inversa en casa. ¿Por qué no viertes un poco de agua en una jarra de ósmosis inversa y disfrutas de agua pura y fresca?

Bueno, no es así de simple. Debido a que la ósmosis inversa requiere una cierta cantidad de presión, no encontrarás un simple filtro de ósmosis inversa. Y si deseas que el agua de ósmosis inversa se distribuya por toda tu casa, básicamente te comprometes a comprar un sistema de agua completamente nuevo.

Pero si solo quieres agua de ósmosis inversa para beber o cocinar, eso no significa que te hayas comprometido a convertir tu sótano en una mini planta de ósmosis inversa.

Tu primera opción de menor escala es un sistema “bajo el fregadero”. Un equipo de ósmosis inversa está conectado al suministro de agua debajo de tu fregadero, donde el agua pasa a través de tres a cinco filtros para lograr la pureza.

El agua filtrada se almacena en un tanque de almacenamiento (también debajo del fregadero). Entonces se instala un grifo separado del habitual en tu encimera, alimentado desde el tanque de almacenamiento a continuación de los filtros.

Tendrás que pagar un precio de entre 200-500 € por un sistema purificador de agua como este. Y recuerda que probablemente tú mismo tendrás que realizar la instalación, por lo que es posible que desees tener bastante confianza en tus habilidades de montaje y reparación de aparatos.

Salinas
Salinas

Tal vez estés un poco nervioso acerca de la instalación de un sistema completo de grifería y agua (o tal vez nervioso de que tu casero no esté encantado con tu ingenio de bricolaje).

También hay filtros de encimera de ósmosis inversa, que te permiten conectar un pequeño equipo de filtración directamente desde tu fregadero. Simplemente conecta la línea de “alimentación” al grifo, abre el grifo y el agua se filtra a través de un pequeño sistema que es lo suficientemente pequeño como para meterlo al lado del microondas.

La línea de agua purificada puede colocarse en una jarra para obtener agua purificada fácil y accesible.

Pero pueden no ser ideales para todos. Ten en cuenta que los sistemas de encimeras pueden ser bastante lentos debido a los grifos de agua de flujo más bajo, y costarán al menos 150 €, sin mencionar el coste de cambiar los filtros (unos 30 €) cada pocos meses.

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