osmosis inversa

Proceso osmótico directo e inverso
El fenómeno de ósmosis normal, también denominada ósmosis directa, resulta ser la solución lógical de un sistema no continuo entre dos recipientes que contienen soluciones salinas con diferentes concentraciones y que se ponen en contacto mediante una membrana semipermeable al paso de la solución.
Todo flujo osmótico se origina desde el recipiente de soluciónmás diluida hasta el recipiente de solución más concentrada (Ver diagrama a, de la figura). Esto se da como un proceso espontáneo para lograr llevar el sistema a un estado equilibrado en cuanto a concentración de sales y que es un ejemplo de la ley general de entropía. Este fenómeno ocurre cuando el flujo osmótico aumenta el nivel de una columna de líquido sobre la disolución concentrada ycuyo pesoproduce dicha presión osmótica de equilibrio (Ver diagrama b, de la figura).
La segunda ley de la termodinámica garantizaa que este proceso es siempre un proceso irreversible, en vista de que para devolver el sistema a su estado inicial, tiene la necesidad de efectuar activamente un trabajo mecánico neto y positivo contrario al aportado por el sistema. Dicha labor mecánica se realiza en lasolución más concentrada, de tal forma que el flujo líquido del solvente ocurre en sentido opuesto al flujo líquido osmótico original tal como se describe en la ósmosis inversa. Para que tal cosa suceda es imprescindible que la presión aplicada tenga un valor mayor que la diferencia de las presiones osmóticas entre los recipientes (Ver el diagrama c de la figura).




El fenómeno de la ósmosisinversa fue descrito por vez primera por Sir Charles E. Reid en el año 1953 para obtener agua potable procedente del agua del mar y constituir una fuente de agua potable. La propuesta de Sir Reid fue sometida a consideración por la Oficina de Aguas Salinas de EUA y aparecieron algunas objeciones a la idea. En una de ellas se consideraba a la ósmosis inversa como un proceso no práctico o de difícillogro y que en caso de funcionar, sería tan solo una curiosidad a modo de experimento didáctico de laboratorio.
La controversia más dura a la propuesta de Reid fue cuando se demostró que se carecía, por aquel entonces, de una membrana de características y calidad adecuada para efectuar de forma eficiente el proceso de ósmosis inversa tal como se había descrito. Efectivamente, al aprobarse elproyecto de Sir Reid se determinó que era un problema enorme el hecho de conseguir una membrana osmótica que tuviera las capacidades físicas y químicas de realizar ese proceso sin sufrir alteraciones en su naturaleza ni interferir químicamente con el disolvente. Las dificultades técnicas aludidas y las objecciones básicamente fueron las siguientes:
1) La carencia de una membrana lograda que resistierade manera estable químicamente las soluciones salinas sin degradarse.
2) Las membranas logradas en la época eran muy poco porosas o inconsistentes como para permitir el tránsito del solvente, que se trataba de agua pura y demasiado abiertas en el poro para tener un coeficiente apropiado de reflexión de Staverman, o lo que es lo mismo, un bajo rechazo de sales disueltas.
3) La rápida saturaciónde la membrana osmótica requería de una limpieza constante o lavado tangencial periódico o lo que resultaba más grave, su sustitución.
La solución al problema de la separación del agua pura a partir de agua marina o aguas salobres, fue resuelta con éxito por el descubrimiento de una membrana de acetato de celulosa en el año 1959 y su subsiguiente producción en serie.
Este descubrimiento siguió aotro logrado por S. Loeb y por S. Sourirajan en los años 60, al demostrarse que la membrana de Reid y Breton mejoraba el flujo de solvente y rechazo de sales.
Cuando la membrana se hacía de forma asimétrica en lugar de emplear una superficie homogénea se mejoraba sustancialmente el rendimiento. Luego se comprobó, por observaciones al microscopio de alta resolución, que la asimetría en la...