Membranas

Atendiendo a su naturaleza las membranas se distinguen como biológicas y sintéticas. Sobre las primeras decir que son esenciales para nuestra vida y que, a su vez, se dividen en vivas y no vivas. Estas membranas resultan de vital importancia en los procesos de separación biotecnológicos que se desarrollan en la actualidad en los campos médico y farmacéutico.
Las membranas sintéticas seclasifican en inorgánicas, poliméricas, líquidas y compuestas. Una característica que distingue a las membranas inorgánicas es que son muy estables química y térmicamente. Además exhiben una alta resistencia a la presión y son inertes ante la degradación microbiológica. Las membranas zeolíticas y de paladio, utilizadas comúnmente en procesos de catálisis y producción de hidrógeno, respectivamente, son lasde mayor notoriedad dentro del campo de la tecnología de membranas. Sin embargo, el uso de membranas inorgánicas a nivel industrial es limitado debido a su fragilidad y a su baja relación superficie/volumen, además de que económicamente no son rentables por su alto coste. Todo esto conlleva a que su campo de aplicación esté restringido a aquellos procesos, donde no resulta viable la utilizaciónde membranas poliméricas.

Una membrana semipermeable, también llamada membrana selectivamente permeable, membrana parcialmente permeable o membrana permeable diferenciable, es una membrana que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por difusión, y ocasionalmente especializada en "difusión facilitada".
El índice del paso depende de la presión osmótica, la concentraciónel gradiente electroquímico y la temperatura de las moléculas o de los solutos en cualquier lado, así como la permeabilidad de la membrana para cada soluto. Dependiendo de la membrana y del soluto, la permeabilidad puede depender del tamaño del soluto, de características de la solubilidad, o de la química. Un ejemplo de una membrana semipermeable es una bicapa lipídica, en la cual se basa lamembrana plasmática que rodea todas las células biológicas. Muchos materiales naturales y sintéticos más gruesos que una membrana también son semipermeables. Un ejemplo de esto es la fina película en el interior de un huevo. Otro ejemplo de una membrana semipermeable es el peritoneo.
Una membrana semipermeable permite el paso preferencial de ciertas sustancias presentes en una disolución frente aotras. Este hecho las hace importantes tanto en sistemas biológicos vivos como en aplicaciones tecnológicas.
La parte que ha atravesado la membrana se conoce como "permeado" y la que no lo hace es el "rechazo". En consecuencia, se produce una separación diferencial de unas sustancias frente a otras. Para que el paso de sustancias a través de la membrana se produzca, es necesario la existencia de unafuerza impulsora entre ambos lados de la membrana, la cual puede ser de diferente naturaleza: diferencia de presión, diferencia de concentración, potencial eléctrico, etc. Una vez establecido el flujo, el diferente grado de paso de unas sustancias respecto de otras se produce por criterios físicos (tales como el tamaño del poro) o químicos (como la solubilidad y difusión en la membrana, etc.).Como ejemplo de como actúa una membrana veamos el fenómeno de ósmosis directa. Para ello, supongamos dos compartimentos separados por una membrana semipermeable (p.e. de acetato de celulosa), de manera que uno contiene agua (compartimento A) y otro una disolución salina concentrada (compartimento B). En esta situación existe un mayor potencial químico del agua presente en A, lo que se manifiesta comouna tendencia de difusión hacia B, diluyendo en consecuencia esta disolución. Los iones presentes en la disolución salina no atraviesan la membrana significativamente, por que no tienen afinidad química hacia el material polimérico que la constituye. Por el contrario, las moléculas de agua pueden formar puentes de hidrógeno con el polímero de la membrana y atravesarla. En consecuencia se...