martes, 3 de enero de 2017

Principios y usos de la ósmosis



La ósmosis es un fenómeno físico pasivo, es decir, que no requiere de un gasto de energía que consiste en el paso de un líquido, conocido como solvente, a través de una membrana semipermeable. Este proceso está regido principalmente por la concentración de los solutos a ambos de la membrana, y es esencial para el metabolismo celular.

Osmosis, desalinizacion y biologia
Imagen: Wise Money Israel

De esta forma, el agua fluirá a través de la membrana semipermeable desde el lado con mayor concentración de soluto hasta el de menor hasta alcanzar un equilibrio, es decir, hasta que la concentración de ambos lados sea la misma. A la cantidad de presión que debemos ejercer para que ambos lados vuelvan a estar como al inicio se le conoce como presión osmótica.

Este es un proceso de lo más interesante, ya que hace que el flujo de agua pueda ocurrir de la forma contraria a tal cual lo esperaríamos. Es decir, si tenemos mayor cantidad de agua en uno de los lados, pero a su vez mayor concentración de solutos, el agua fluirá del lado con menos al lado con mayor cantidad hasta alcanzar un equilibrio. Siendo lo “normal” que fuera desde el lado con más agua hasta el lado de menor agua, al igual que ocurre con otros procesos como el calor.

Esto se debe principalmente a que dicha diferencia de concentraciones a ambos lados de la membrana provoca, en una situación estacionaria (sin cambios de temperatura, presión, etc.) una diferencia de presiones, lo que hace que el agua se vea forzada a moverse al otro compartimento.

- La ósmosis en animales y plantas


El proceso de ósmosis natural, tal y como lo hemos explicado anteriormente, es un recurso prácticamente necesario para la vida, ya que muchos de los mecanismos de sustentación de los organismos están basados en ellos.

Como ejemplo de esto en plantas tenemos la propia hidratación, la cual consiste en la absorción del agua del suelo a través de las raíces. Esta absorción se da por el potencial hídrico, el cual está originado por la diferencia de agua existente entre la atmósfera (conectada a la planta a través de los estomas) y el suelo (conectado a la planta a través de las raíces). Además, es el proceso que mantiene turgentes a las células vegetales.

De igual manera la ósmosis es un proceso realmente importante en los animales, los cuales tienen que lidiar con ella constantemente para evitar tanto la pérdida como la constante toma de agua, dependiendo del medio en el que se encuentren. De esta forma tenemos medios hipertónicos, hipotónicos e isosmóticos en comparación con el medio interno del animal.

Pero esta relación entre el medio interno y el externo no solo afecta a nivel del animal, sino que lo hace también a nivel celular. De esta forma, en un medio hipotónico las células comenzarán a perder agua por este proceso de ósmosis, disminuyendo el agua en su interior y terminando arrugadas, sufriendo graves daños internos que las llevan a la muerte.

En un medio hipertónico, por otro lado, las células comenzarán a absorber agua de forma pasiva hasta igualar concentraciones con el medio. Las células animales que pasan por esta situación pueden llegar a reventar por el exceso de agua, mientras que las vegetales aguantan la presión gracias a la pared celular.

- La ósmosis inversa


Como hemos mencionado al principio, la ósmosis natural se da cuando ambos compartimentos se encuentran a la misma presión y temperatura. Pero cuando el componente de presión aumenta sobre aquella solución más concentrada, se da lo que se conoce como ósmosis inversa.

Si al compartimento con mayor concentración, es decir, el que tiene mayor cantidad de solutos en su disolvente le aplicamos una presión podemos conseguir que el agua pase hasta el compartimento más diluido. Es un proceso contrario a la ósmosis natural.

Este proceso de ósmosis inversa es el proceso utilizado para la desalinización del agua de mar, ya que, al aplicar presión sobre el compartimento con esta agua de mar, únicamente el agua pasará al otro compartimento, dejando las sales al otro lado y obtenido agua que puede llegar a ser potable.

Esto también se utiliza, de similar forma, para el tratamiento de aguas contaminadas. Con una membrana con un tamaño de poro menor al del contaminante, siendo este mayor en tamaño que la molécula de agua, aplicando presión sobre el compartimento contaminado se puede obtener agua tratada. Aunque con esto no se elimina la contaminación, sino que se concentra en volúmenes más pequeños.

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+ La ósmosis en los animales

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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, estudiante de Biología en la Universidad de Málaga.