No te sientas estúpido si alguna vez has visto una noticia sobre una terrible sequía, luego volviste a tu computadora para ver tu bonito protector de pantalla de la playa del océano y pensaste: "¿Por qué no usan eso?".
Por supuesto, en un momento, probablemente te hayas hecho algunos comentarios.Uno, el mar es salado.Segundo, el agua salada no es tan buena para beber o cultivar plantas.Tres, no se puede simplemente sacar la sal del agua, del mismo modo que no se puede disolver el azúcar del té.¿O puedes? Generador de hipoclorito de sodio al 10-12%
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, la ósmosis inversa se utiliza para el reciclaje, el tratamiento de aguas residuales e incluso puede producir energía.
Los problemas del agua se han convertido en una amenaza global extremadamente apremiante.El cambio climático conlleva impactos ambientales sin precedentes: inundaciones torrenciales en algunas zonas, sequías en otras, aumento y descenso del nivel del mar.Si a eso le sumamos la amenaza de la superpoblación (y la demanda y la contaminación que trae consigo el aumento de la población), el agua se convierte en uno de los principales problemas ambientales a los que debemos prestar atención en la próxima generación.
Las plantas y sistemas de tratamiento de agua ahora están adaptando la ósmosis inversa para abordar algunas de estas preocupaciones.En Perth, Australia (notablemente seca y árida, pero rodeada de mar), casi el 17 por ciento del agua potable del área es agua de mar desalinizada que proviene de una planta de ósmosis inversa [fuente: ExcelCalcs].Según la Asociación Internacional de Desalinización, en todo el mundo hay actualmente más de 22.757 plantas desaladoras.
Pero si bien sabemos que es útil utilizar una membrana de ósmosis inversa para convertir el agua de mar en agua potable, lo que realmente necesitamos entender es cómo diablos ocurre el proceso.Suponiendo que comprende bastante bien la definición de "inversa", será mejor que comencemos observando cómo funciona la ósmosis antes de juntar los dos.
La ósmosis es el paso o difusión de agua u otros disolventes a través de una membrana semipermeable que bloquea el paso de solutos disueltos [fuente: Enciclopedia Británica].
¿Qué, no lo entiendes?Sin miedo.La mayoría de nosotros no lo hacemos, por lo que existen innumerables explicaciones y analogías para aclarar la ósmosis.Exploraremos algunos de ellos, pero primero analicemos la ósmosis en sus partes para comprenderla.
Primero, crearemos nuestra solución.Empezamos con un viejo y aburrido vaso de agua.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, lo disolveremos en un delicioso azúcar.El azúcar es el soluto.Solo para realizar un seguimiento, ahora tenemos agua (solvente) en la que hemos disuelto azúcar (soluto) para hacer agua azucarada (nuestra solución).
Ahora que tenemos nuestra solución de agua azucarada, tomaremos un tubo en U.Este no es un vídeo de Internet de gatitos y monos abrazándose;un tubo en U es un vaso de precipitados con forma de U.Justo en el medio del tubo, imagina un trozo de Gore-tex que corta la U por la mitad.Gore-tex es nuestra "membrana semipermeable".Gore-tex es un plástico delgado, salpicado de mil millones de pequeños agujeros que permiten el paso del vapor de agua, pero el líquido no entra.(La envoltura de Saran no dejaría pasar nada, y un trozo de tela de algodón dejaría pasar casi cualquier cosa).
En un brazo del tubo en U vertemos nuestra mezcla de agua y azúcar.En otro vertimos nuestra agua vieja y corriente.Ahí es cuando comienza la magia de la ósmosis, si el movimiento del agua te parece mágico.El nivel de líquido en el brazo de agua y azúcar aumentará lentamente a medida que el solvente (agua) se mueva a través del Gore-tex, para hacer que ambos lados del brazo sean más iguales en una proporción de azúcar y 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 alcance la presión osmótica (la presión que ocurre cuando las moléculas se mueven) [fuente: Enciclopedia Británica].
Así que ahí estás;La ósmosis se produce cuando un disolvente de una solución de soluto de baja concentración se mueve a través de una membrana para llegar a la solución de mayor concentración, debilitándola así.¡Lo hiciste!
Ahora, después de mostrar que sólo tiene sentido que la ósmosis funcione en una dirección, tirémoslo todo por la ventana e invirtámoslo.
Freddie Mercury y David Bowie reconocieron que estar bajo presión puede quemar un edificio, dividir una familia en dos, dejar a la gente en la calle y también crear una melodía muy pegadiza.¿Algo que dejaron fuera?Esa presión también hace que funcione la ósmosis inversa.
Entonces aprendimos que en la ósmosis, una solución con menor concentración filtrará su solvente a la solución con mayor concentración.En la ósmosis inversa, (literalmente) simplemente estamos invirtiendo el proceso, haciendo que nuestro solvente se filtre desde nuestra solución de alto concentrado hacia la solución de menor concentrado.Entonces, en lugar de crear un equilibrio más equitativo entre solvente y soluto en ambas soluciones, se está separando el soluto del solvente.
Pero como hemos explorado, eso no es algo que las soluciones realmente quieran hacer.¿Cómo hacemos que se produzca la ósmosis inversa?Al igual que Bowie y Freddie, presionamos para encontrar la solución.Tomemos como ejemplo el agua salada:
En la ósmosis inversa, tendríamos una solución de agua salada en un lado del tanque y agua pura en el otro, separadas por una membrana semipermeable.Aplicaríamos presión al lado del agua salada del tanque, suficiente para contrarrestar la presión osmótica natural del lado del agua pura y luego para empujar el agua salada a través del filtro.(Esto requiere entre 50 y 60 bares de presión [fuente: Lenntech]. Pero debido al tamaño de las moléculas de sal, solo las moléculas de agua más pequeñas llegarían al otro lado, agregando así agua dulce al lado del agua y dejando la sal por el otro.
Y ahora has visto la ósmosis inversa.Para destilarlo (¡ja!): La ósmosis inversa tiene lugar cuando la presión aplicada a una solución de soluto altamente concentrada hace que el solvente pase a través de una membrana a la solución menos concentrada, dejando una concentración más alta de soluto en un lado y solo solvente en el otro. otro.
Es fantástico poder definir la ósmosis inversa en las cenas, pero existen usos sorprendentemente interesantes para la ósmosis inversa que podrían generar una conversación más convincente.
A diferencia de la ósmosis, no podemos simplemente observar cómo ocurre la ósmosis inversa en muchas circunstancias cotidianas.No fue hasta la década de 1950, cuando los investigadores comenzaron a explorar cómo desalinizar el agua del océano, que se planteó la posibilidad de la ósmosis inversa.Descubrieron que aplicar presión en el lado del agua salada podría producir más agua dulce, pero la cantidad que crearon fue extremadamente pequeña y no útil en ninguna escala práctica.¿Qué cambió?
Un filtro mucho más avanzado, creado por dos científicos de la UCLA.Las membranas moldeadas a mano hechas de acetato celular (un polímero utilizado en películas fotográficas) permitieron que grandes cantidades de agua se movieran mucho más rápido, y la primera planta desalinizadora por ósmosis inversa comenzó a funcionar a pequeña escala en Coalinga, California, en 1965 [fuente: El economista].
Lo que nos lleva a uno de los usos más comunes de la ósmosis inversa que ya hemos comentado: la desalinización de agua.Eso incluye plantas grandes (hay más de 177 países que utilizan desalinización) u operaciones más pequeñas; por ejemplo, el tipo de filtro que podría llevar de campamento para garantizar un suministro de agua potable saludable [fuente: FDU].
La ósmosis inversa es también una de las pocas formas en que podemos extraer ciertos minerales o productos químicos del suministro de agua.Algunas fuentes de agua tienen niveles extremadamente altos de fluoración natural, lo que puede provocar fluorosis del esmalte (dientes moteados) o fluorosis esquelética mucho más grave (una curvatura real de los huesos o la estructura esquelética de una persona).La ósmosis inversa puede filtrar el fluoruro u otras impurezas a gran escala de una manera que un filtro a base de carbón (como el que se encuentra más comúnmente en los hogares) no puede.
También se utiliza con fines de reciclaje;Los productos químicos utilizados para tratar los metales para su reciclaje generan aguas residuales nocivas y la ósmosis inversa puede extraer agua limpia para una mejor eliminación de los productos químicos.¿Pero aún más divertido que reciclar?Tratamientos de ósmosis inversa de aguas residuales, en los que las aguas residuales pasan por el proceso para crear algo potable.Lo han apodado "inodoro al grifo" por una razón y, aunque podría dar que pensar, es una forma prometedora para que los países en desarrollo produzcan agua potable.
Pero la ósmosis inversa también se utiliza en otras industrias;El jarabe de arce, de hecho, se produce mediante ósmosis para separar el concentrado azucarado del agua en la savia.La industria láctea utiliza la filtración por ósmosis inversa para concentrar el suero y la leche, y la industria del vino la utiliza para filtrar elementos indeseables como algunos ácidos, humo o para controlar el contenido de alcohol.La ósmosis inversa se utiliza para crear etanol puro, libre de contaminantes.
Otra cosa divertida de la ósmosis inversa es que la alta presión que hace que la ósmosis inversa sea efectiva puede reciclarse a sí misma.Las bombas de alta presión fuerzan el paso del agua y el agua salada restante sale disparada a un ritmo extremadamente alto.Si este vástago se pasa a través de una turbina o motor, la presión se puede reutilizar para las bombas que inicialmente fuerzan el paso del agua, recuperando así energía.
Todo este jazz industrial es genial, pero ¿cómo le afecta a usted, el consumidor, la tecnología de ósmosis inversa a menor escala?
Tal vez hayas decidido que te gustaría tener en tus manos una deliciosa agua de ósmosis inversa.¿Por qué no viertes un poco de agua en una jarra de ósmosis inversa y disfrutas de una bebida larga y fría?
Bueno, no es tan simple.Debido a que la ósmosis inversa requiere una cierta cantidad de presión, no encontrará una jarra con filtro de ósmosis inversa.Y si desea que el agua de ósmosis inversa corra por toda su casa, básicamente se compromete a comprar un sistema de agua completamente nuevo.Pero si solo desea agua de ósmosis inversa para beber o cocinar, eso no significa que se haya comprometido a convertir su sótano en una mini planta industrial de ósmosis inversa.
Su primera opción a menor escala es un sistema "bajo mostrador".Se conecta un sistema de ósmosis inversa al suministro de agua debajo del fregadero, donde el agua pasa a través de tres a cinco filtros para lograr pureza.Luego, el agua filtrada se almacena en un tanque de almacenamiento (también debajo del fregadero).Luego se instala un grifo completamente separado en el fregadero, alimentado desde el tanque de almacenamiento que se encuentra debajo.Espere pagar un promedio de 200 a 500 dólares por un sistema como este.Y recuerde que probablemente usted mismo esté realizando la instalación, por lo que es posible que desee tener bastante confianza en sus habilidades para solucionarlo.[fuente: Fitzgerald].
Tal vez esté un poco nervioso por instalar un grifo y un sistema de agua completos (o tal vez le preocupe que su arrendador no esté encantado con su ingenio de bricolaje).Inquilinos y gente no tan hábil, regocíjense.También hay filtros de encimera de ósmosis inversa, que le permiten conectar un pequeño sistema de filtración directamente desde su fregadero.Simplemente conecte la línea de "alimentación" al grifo, abra el grifo y el agua se filtrará a través de un pequeño sistema que es lo suficientemente pequeño como para colocarlo al lado del microondas.Luego, la línea de agua purificada se puede colocar en una jarra para obtener agua purificada de fácil acceso.
Pero puede que no sean ideales para todos;tenga en cuenta que los sistemas de encimera pueden ser bastante lentos debido a los grifos de agua de menor flujo, y costarán al menos alrededor de $ 150, sin mencionar el costo de cambiar los filtros (alrededor de $ 30) cada pocos meses [fuente: Fitzgerald] .
Ahora hemos visto algunas de las formas en que podemos aprovechar la ósmosis inversa para que funcione para nosotros.Pero, ¿pedirle a la naturaleza que se revierta es necesariamente una buena idea?Hay algunos problemas que surgen del uso de la ósmosis inversa, y comenzaremos comprobando lo que sucede en la ósmosis inversa de desalinización.
Una vez filtrada el agua, quedará una deliciosa agua potable.Pero, por otro lado, todavía te queda un lío de sal con el que lidiar.¿Qué se hace con la salmuera, que normalmente contiene el doble de sal que el agua de mar [fuente: The Economist]?¿Es un problema arrojar esa salmuera al océano?Según el Centro Australiano para la Investigación del Agua, la salinidad parece volver a la normalidad alrededor de 1.600 pies (unos 500 metros) de la fuente [fuente: The Economist].Sin embargo, nadie ha obtenido todavía respuestas claras sobre si los metales y productos químicos también atrapados en la salmuera pueden causar un impacto ambiental.
Otro gran problema con los sistemas de agua por ósmosis inversa es el agua que es un subproducto desperdiciado.Los estudios muestran que varios sistemas de ósmosis inversa pueden desperdiciar entre 3 y 20 veces más agua de la que producen.
Los sistemas de ósmosis inversa, en general, tampoco son completamente autosuficientes.El agua debe tratarse previamente con productos químicos, por ejemplo, para que nada obstruya la fina membrana.Y la membrana en sí no es del todo fácil de tratar;debe limpiarse con frecuencia y puede atrapar bacterias.Una preocupación exclusiva de las plantas desalinizadoras es que los peces pequeños o la vida marina pueden ser absorbidos por el sistema;ajustar las presiones y velocidades de admisión generalmente puede prevenir daños.
El mayor impedimento de los sistemas de filtración por ósmosis inversa es el costo.
Dependiendo de su diseño, una típica planta desalinizadora de agua de mar que procesa 20 millones de galones (76 litros) de agua de mar diariamente podría costar entre 514 y 740 millones de dólares y su funcionamiento requeriría casi 20 millones de dólares al año.
Para una nación en desarrollo, instalar sistemas de ósmosis inversa es una posibilidad bastante poco práctica.Organizaciones como la OMS y UNICEF consideran que la construcción de plantas de tratamiento de agua por ósmosis inversa (para eliminar toxinas o proporcionar un suministro de agua limpia) es parte de su misión.
¿Crees que necesitas agua de ósmosis inversa para tus amados guppies?Quizás quieras pensarlo de nuevo.Si bien las unidades de ósmosis inversa ciertamente pueden filtrar muchas impurezas dañinas, también necesitarás volver a agregar algunos minerales esenciales que se eliminan en el proceso.Asegúrese de investigar qué se extrae del agua mediante ósmosis inversa y qué minerales necesitan sus peces para prosperar [fuente: Foster and Smith Aquatics].
Sistema de producción y dosificación de cloro en línea Copie y pegue el siguiente texto para citar correctamente este artículo de HowStuffWorks.com: