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Ósmosis inversa doméstica | Filtración por membrana semipermeable | Presión osmótica| Membranas semipermeables

ÓSMOSIS INVERSA; FILTRACIÓN POR MEMBRANAS
SEMIPERMEABLES
El proceso de ósmosis normal o también llamada directa, representa la
respuesta natural de un sistema discontinuo cuando dos recipientes con
soluciónes a diferentes concentraciones se ponen en contacto por medio
de unamembrana semipermeable.
El flujo osmótico se origina del recipiente de solución diluida al recipiente
de solución concentrada (diagrama a, figura 1). Es un proceso
espontáneo para llevar el sistema a su estado de equilibrio y que no deja
de ser un ejemplo de la genérica ley de entropía. Ello ocurre cuando el
flujo osmótico eleva una columna de líquido sobre la solución
concentrada, cuyo pesoproduce la presión osmótica de equilibrio
(diagrama b, figura 1).
La segunda ley de la termodinámica asegura que este proceso es
irreversible, en vista de que para reintegrar el sistema a su estado inicial
tiene la necesidad de realizar un trabajo mecánico neto y contrario al
aportado. Esta labor mecánica se realiza en la solución concentrada, de
tal manera que el flujo del solvente ocurre endirección opuesta al flujo
osmótico original (ósmosis inversa). Para que tal cosa se realice, es
obligatorio que la presión aplicada tenga un valor mayor a la diferencia
de las presiones osmóticas entre los recipientes (véase el diagrama c,
figura 1).

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Figura 1
El proceso de ósmosis inversa fue propuesto por primera vez por
Charles E. Reid en 1953 para obtener agua potable del agua de mar. La
propuesta de Reid fue sometida a la consideración de la Oficina de
Aguas Salinas de EUA y surgieron algunas objeciones, una de ellas
consideraba a la ósmosis inversa como un procesoimpráctico y que en
caso de funcionar, sería tan solo una curiosidad de laboratorio.
La duda más seria a la propuesta de Reid fue cuando se hizo ver que se
carecía por aquel entonces de una membrana adecuada para realizar
eficientemente el proceso de ósmosis inversa. En efecto, al aprobarse el
proyecto Reid se enfrascó en un problema mayúsculo para conseguir la
membrana que tuviera la capacidadde realizar ese proceso. Las
dificultades básicamente eran las siguientes:
a) Carencia de una membrana que resistiera químicamente las
soluciones salinas.
b) Las membranas eran muy poco porosas para permitir el libre tránsito
del solvente (agua pura) y demasiado abiertas para tener un adecuado
coeficiente de reflexión de Staverman (bajo rechazo de sales).file:///D|/ACQUAMATTER/web/fenomeno_de%20_osmosis_inversa.htm (2 of 11)03/06/2005 0:03:07

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c) La saturación de la membrana requería una limpieza periódica o su
sustitución.
La solución del problema de la separación de agua pura a partir de agua
de mar o aguas salobres fue resuelta por el descubrimiento de lamembrana de acetato de celulosa por el mismo Reid y E. J. Breton en
1959.
A este descubrimiento siguió otro efectuado por S. Loeb y S. Sourirajan
en los años de 1960 a 1962 al demostrarse que la membrana de Reid y
Breton mejoraba considerablemente el flujo de solvente y rechazo de
sales, si la membrana se hacía asimétrica en lugar de homogénea.
Luego se supo, por observaciones al microscopioelectrónico, que la
asimetría en la membrana de Loeb y Surirajan se debía a la presencia de
una delgada película de polímero en fase amorfa con secciones
cristalinas sobre la superficie de la membrana. Esta película es la parte
activa de la membrana y responsable de la exclusión de los solutos. El
cuerpo restante de la membrana sirve de soporte y es una estructura
polímera esponjada altamente...