La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido comosoluto de una solución ante una membranasemipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión compleja a través de la membrana, sin "gasto de energía". Contenido 1 Propiedades 2 Ósmosis Inversa o 2.1 Principio de la Osmosis Inversa 3 Aplicaciones o 3.1 Desalación o 3.2 Reducción de la dureza o 3.3 Reducción del contenido de nitratos o 3.4 Nitritos y nitratos o 3.5 Vinazas 4 Usos industriales o 4.1 Producción de aguas de alta calidad o 4.2 Circuitos de refrigeración o 4.3 Tintado de fibras textiles o 4.4 Fabricación de catalizadores o 4.5 Papel fotográfico 5 Usos alimentarios o 5.1 Jugos azucarados o 5.2 Suero lácteo 6 Bebidas y licóres o 6.1 Estabilización de vinos o 6.2 Cerveza fermentada o 6.3 Fermentación alcohólica 7 Fuente 8 Enlaces Externos Propiedades La ósmosis u osmosis es un fenómeno físico-químico que hace referencia al paso de disolvente, pero no de soluto, entre dos disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable. La ósmosis es un fenómeno biológico de importancia para la fisiología celular de los seres vivos. Una membrana semipermeable es aquella que contiene poros de tamaño molecular. El tamaño de los poros es minúsculo, por lo que dejan pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes. Si una de estas membranas separa un líquido en dos particiones, por ejemplo una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden distintos fenómenos que son explicados con los conceptos de potencial electroquímico y difusión simple. Para poder alcanzar una presión superior a la presión osmótica.Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores que la suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Se trata de la Osmosis . la salmuera se concentrará más. el solvente comenzará a fluir en el sentido inverso. que se expresa como presión osmótica mensurable en términos de presión atmosférica. mediante las fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Como consecuencia a este proceso. es lo que se conoce como Ósmosis Inversa. Principio de la Osmosis Inversa La Osmosis Inversa consiste en separar un componente de otro en una solución. Entre ambas soluciones existe una diferencia de energía. energía en forma de presión. Los fluidos se presionan a través de la membrana. El agua fluye de una columna con un bajo contenido de sólidos disueltos a una columna con una elevada concentración de sólidos disueltos. mientras que los sólidos disueltos quedan atrás. 1. el fenómeno natural por el cual se proveen de agua las células vegetales y animales para mantener la vida. el flujo de solvente se detendrá cuando la presión aplicada sea igual a la presión Osmótica Aparente entre las 2 soluciones. Esta presión Osmótica Aparente es una medida de la diferencia de energía potencial entre ambas soluciones. la presión de operación del agua de mar es de 60 bar. Para poder purificar el agua necesitamos llevar a cabo el proceso contrario al de la ósmosis convencional. Se trata de un proceso con membranas. El agua fluye de la columna con un alto contenido en solidos disueltos a la columna con bajo contenido en sólidos disueltos. Si se agrega a la solución más concentrada. El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hasta que la presión hidrostática equilibre la presión osmótica. es necesario presurizar el agua a un valor superior al de la presión osmótica. El solvente pasará en el sentido indicado hasta alcanzar el equilibrio. a través de una membrana semi-permeable. Para poder forzar el paso del agua que se encuentra en la corriente de salmuera a la corrente de agua con baja concentración de sal. el agua debe fluir en sentido contrario. el solvente (no el soluto) pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada. Su nombre proviene de "osmosis".Por ejemplo. Este desequilibrio hace que se produzca un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial. Si se aplica una presión mayor a la solución más concentrada. se produce el efecto contrario. En el caso de la Osmosis. 3. 2. originada en la diferencia de concentraciones. Ósmosis Inversa Si se utiliza una presión superior a la presión osmótica. La presión osmotica es la aplicada para evitar que el agua siga fluyendo a través de la membrana y de esta forma crear un equilibrio. ya que admite un fluido con una turbiedad más de 3 veces mayor que los elementos de fibra hueca. agua de mar. La medida de la conductividad del agua da una indicación de la cantidad de sales disueltas que contiene. Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana. dado que el agua pura no es un buen conductor de la electricidad (su potencial de disociación es menor de 0. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado. ordenados en serie o paralelo. hospitales y domicilios.Inversa. La ósmosis inversa o reversa (RO) se ha convertido hoy en día en uno de los sistemas más eficientes para desalinizar y potabilizar el agua. Este elemento fue desarrollado a mediados de la década del 60.000 y 55. de la presión osmótica aparente y del área de la membrana presurizada. aviones. hay 3 configuraciones posibles de la membrana: el elemento tubular. es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso. En la actualidad estos elementos se fabrican con membranas de acetato de celulosa o poliamidas y con distinto grados de rechazo y producción. . siendo usada en barcos. Hoy en día. aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos. Aplicaciones La mayoría de las aplicaciones4 de la ósmosis vienen de la capacidad de separar solutos en disolución de forma activa mediante ósmosis inversa utilizando membranas semipermeables. industrias. además. Diseño que le permite ser usado sin dificultades de operación en la mayoría de las aplicaciones. es la encargada de controlar la misma dentro de los elementos (se denominan así a las membranas convenientemente dispuestas). que en condiciones normales puede tener entre 20. Más del 60% de los sistemas instalados en el mundo trabajan con elementos en espiral debido a 2 ventajas apreciables: Buena relación área de membrana/volumen del elemento.000 microsiemens/cm de conductividad. bajo contrato de la oficina de aguas salinas. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión.00001).000 microsiemens/cm de conductividad eléctrica) partiendo de una fuente de agua salobre. El flujo de solvente es una función de la presión aplicada. el elemento espiral y el elemento de fibras huecas. Desalación Mediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada (menos de 5. y. etc. que constituye el 10% del volumen inicial de las vinazas. Con la ósmosis inversa se consigue eliminar estos precipitados químicos. Nitritos y nitratos Los efluentes procedentes de la limpieza de depósitos contenedores de tetróxidos de nitrógeno (N2O4) están contaminados con iones nitrito (NO2-) y nitrato (NO3-). se envía a una columna donde se destila a baja temperatura para evitar la degradación de productos termosensibles permitiendo se recuperación. El rechazo de este segundo paso es recirculado al depósito situado en cabeza de la instalación y el perneado. Reducción de la dureza Las aguas duras contienen iones de calcio y magnesio que pueden precipitar combinados con iones como carbonatos. Los efluentes son neutralizados previamente con sosa cáustica tras lo cual son enviados a un primer paso de una ósmosis inversa que trabaja con una recuperación del 95%. sulfatos o hidróxidos estos precipitados se van acumulando (obstruyendo) en las tuberías de distribución. El permeado de la ósmosis inversa. Vinazas Las vinazas sufren en primer lugar un proceso de filtración para eliminar las materias en suspensión que pudiesen atascar las membranas.Mediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora se convierta por un lado en un 40% de agua producto y un 55-60% de agua salobre. superiores a las admitidas por la reglamentación técnico-sanitaria. El rechazo de la ósmosis inversa. puede ser reutilizado. se envía hacia una columna de destilación que permite recuperar el alcohol y otros productos nobles. El rechazo de este primer paso es enviado hasta una segunda etapa de ósmosis inversa que trabaja con una recuperación del 75%. calentadores. El residuo de la columna de destilación es agua con un bajo contenido en DBO que puede enviarse hacia una planta convencional de aguas residuales urbanas. Con las membranas de ósmosis inversa con un alto porcentaje de rechazo del ión nitrito permite obtener agua con un bajo contenido en dichos iones. Reducción del contenido de nitratos Las aguas subterráneas suelen incorporar altas concentraciones de nitratos. Usos industriales . que constituye el 90% del volumen inicial de las vinazas. Continuación son impulsadas hacia unas membranas de ósmosis inversa que permiten el paso tanto del agua como del alcohol etílico. con un contenido inferior a 10 ppm. Producción de aguas de alta calidad Producción de agua desmineralizada: las membranas de baja presión eliminan la mayor parte de las sales en el agua. El efluente de la fabricación de catalizadores es una lechada que incorpora los constituyentes de la pasta diluidos entre 3 y 50 veces así como un conjunto de aditivos. La combinación de una ultrafiltración y una ósmosis inversa permite recuperar tanto la materia prima de fabricación como el agua del proceso. Con el fin de economizar la máxima cantidad de agua posible se concentra el agua de aporte tantas veces como lo permita su composición iónica y la resistencia a la corrosión de los materiales del circuito. con tal finalidad y para cumplir con la legislación vigente en algunos países. obteniéndose un concentrado con un contenido en sólidos del 50%. reutilizar alrededor del 90% de las aguas residuales generadas. Fabricación de catalizadores Algunos catalizadores utilizados de automóviles se fabrican a partir de una pasta de aluminio. por otro. Producción de agua ultrapura: además de eliminar las sales en el agua y una gran variedad de sustancias orgánicas. se procede a tratar estas para obtener un vertido practicante nulo donde la ósmosis inversa juega un papel importante en la concentración del vertido. La lechada. Circuitos de refrigeración Las centrales de producción de energía eléctrica deben ceder al foco frío grandes cantidades de energía en forma de calor. que se puede reutilizar directamente en el proceso. El medio utilizado para esta transferencia es habitualmente el agua de un circuito de refrigeración. pasa en primer lugar a través de una ultrafiltración con un poder de corte del orden de 100. Papel fotográfico . finalizando su desmineralización total con el intercambio iónico. cuya concentración oscila entre 1 y el 15% de sólidos. Tintado de fibras textiles La utilización de la ósmosis inversa y de la nanofiltración para el tratamiento de los efluentes procedentes del tintado de fibras textiles permite por un lado recircular aproximadamente el 95% de los productos químicos usados en los baños de tintado y. cerio y níquel. Al mismo tiempo. reduciendo el impacto ecológico que supondría el vertido de las aguas de alta salinidad de la purga del circuito. también depura microorganismos consiguiendo un agua ultrapura.000. El permeado de la ultrafiltración pasa a continuación por una ósmosis inversa que permite recuperar la mayor parte del agua del proceso. Una centrifugación posterior permite separar el precipitado del efluente y recuperar la plata. Jugos azucarados Con la ósmosis inversa se puede preconcentrar los jugos azucarados antes de su evaporación para eliminar gran parte del agua que poseen. es sometido a un tratamiento con ditionita y aluminio para precipitar la plata. Bebidas y licóres Estabilización de vinos La estabilización del vino tiene por objeto eliminar un precipitado de tartrato potásico que disminuye generalmente su valor comercial y puede hacerse precipitando los tartratos de forma controlada. por un lado. son enviados hacia unas membranas de ósmosis inversa que presentan un rechazo medio del tiosulfato de plata del 99. Con la preconcentración elimina gran parte del agua existente reduciendo considerablemente los gastos de transporte. Los efluentes con un contenido en plata del orden de las 30 ppm. Cuando el suero no se procesa en la misma planta donde se obtiene. tras concentrar el vino por ósmosis inversa. Reducir el consumo energético de la evaporación.7%. obteniéndose. Si el suero lácteo se procesa en la misma planta su preconcentración mediante ósmosis inversa permite reducir los consumos energéticos globales de la fabricación y aumentar la capacidad de producción de los evaporadores existentes. Usos alimentarios La misma capacidad de concentrar moléculas ha sido ampliamente utilizada para conseguir concentrados alimenticios. Así se puede reducir consumos energía y aumentar capacidad de evaporación. un . y por otro.El elevado coste tanto de la plata como del agua de alta calidad hace rentable recuperar ambos elementos de los efluentes del procesado de papel fotográfico. con un contenido en plata de 220 a 570 ppm. Suero lácteo Así se consiguen los siguientes objetivos: Reducir el coste del transporte. El permeado es recirculado de nuevo al proceso y el rechazo de la ósmosis. un permeado que representa aproximadamente el 60% del volumen inicial. es preciso transportarlo para su tratamiento. Hacer pasar el vino a través de una ósmosis inversa. procesado de productos bioquímicos. aumento o eliminación del contenido en alcohol. concentración de lactosueros. El proceso de la desalcoholización de la cerveza se basa en el hecho de que algunas membranas retienen difícilmente el etanol.. concentración de tintes. tratamientos de aguas residuales con fines anticontaminantes. junto con los componentes de bajo peso molecular se mezclan de nuevo con la cerveza concentrada. recuperación de aceites esenciales. .. concentración de contaminantes para disminuir costes de operación. recuperación de sustancias orgánicas e inorgánicas valiosas.5 veces. La cerveza se bombea hacia la membrana de ósmosis inversa obteniéndose por un lado un permeado formado por agua. recuperación de proteínas. Fermentación alcohólica La ósmosis inversa puede utilizarse para producir alcohol a partir de los jugos azucarados. Como la producción de agua ultrapura. adecuación de agua potable. dando lugar a la cerveza con bajo contenido en alcohol. El contenido de la cuba de fermentación alcohólica se bombea constantemente membranas de ósmosis inversa permitiendo el paso de agua y alcohol que se destila separando el agua del alcohol. Cerveza fermentada La cerveza fermentada con un bajo contenido alcohólico no posee ni un sabor ni un aroma satisfactorios. Algunas aplicaciones de la ósmosis en la Industria: La ósmosis tiene múltiples aplicaciones en la industria. recuperación de agua de proceso. electrodeposición. Por lo que es mejor producir una cerveza con un contenido alcohólico normal o alto y reducir o eliminar dicho contenido posteriormente.concentrado que supone el 40% restante en el que los distintos productos que no pueden atravesar las membranas se encuentran concentradas 2. procesos de galvanoplastia. la mayor parte del alcohol y algunos ácidos orgánicos de bajo peso molecular y por otro un concentrado de cerveza. El agua no destilada.