Qué es ósmosis
La ósmosis es un fenómeno físico que se caracteriza por el desplazamiento de un solvente, sustancia que permite la disolución de otra en él, a través de dos soluciones que presentan diferentes concentraciones y están separadas por una membrana semipermeable. Esta membrana permite sólo el paso de ciertas moléculas y así, poder alcanzar el equilibrio entre ambas concentraciones. Sucede de manera espontánea y sin gasto de energía.
El origen de su término proviene de la palabra griega Osmos que tiene como significado impulso o empuje y el sufijo sis, acción. A su vez, Osmos deriva del verbo othéo que significa empujar, impulsar e introducir.
El término fue acuñado por el químico inglés Thomas Graham en 1854, después de revisar y estudiar los trabajos del científico francés René Dutrochet, que se refería a este fenómeno como endosmose y exosmose.
Características de la ósmosis
Se caracteriza por tener un movimiento neto de moléculas de solvente, generalmente agua, una membrana semipermeable que permite un paso diferenciado de moléculas y un gradiente osmótico.
Proceso de ósmosis
La ósmosis es un transporte pasivo de moléculas de agua que se mueven a través de la membrana y lo hacen desde una zona de baja concentración de soluto hacia una de mayor concentración. Es un fenómeno espontáneo, que no requiere suministro de energía.
Es un proceso básico para la osmorregulación del cuerpo, ya que equilibra la concentración de solutos (sodio, potasio, calcio, etc.), el contenido de agua y el movimiento de los solutos entre el medio interno y el externo de las células y órganos.
La ósmosis celular es parte de este proceso regulatorio, pues el medio interno de la célula es uno de los espacios de intercambio y movimiento, así como el medio extracelular y sus líquidos tisulares, siendo la membrana plasmática la barrera semipermeable entre ambos. Por lo tanto, alcanzar el equilibrio osmótico a este nivel es necesario para la sobrevivencia del organismo.
La biología de la ósmosis se ha estudiado en plantas, animales y otros organismos vivos. En el caso de las plantas, se ha demostrado que pueden contrarrestar el ingreso excesivo de agua a su medio interno evitando que estallen. La pared celular ejerce una presión osmótica que estabiliza la célula, y la presencia de vacuolas en el citoplasma regula el potencial hídrico y la presión osmótica dentro de la célula.
Sin embargo, no puede regular la salida de agua en caso de rodearse de un medio externo más concentración de solutos, razón por la cual las plantas sufren muy a menudo estrés hídrico y se encogen.
Con relación a las células animales el potencial osmótico resulta ser igual al potencial hídrico, y la concentración de los fluidos tanto internos como externos son similares o isotónicos.
Con relación a las diferencias entre difusión y ósmosis se sabe que no es el mismo fenómeno. La ósmosis implica un movimiento neto de agua y requiere de una membrana semipermeable, que no está presente en la difusión.
Ósmosis inversa
Es un mecanismo creado por el hombre que opera de forma opuesta al fenómeno natural de la ósmosis, con la finalidad de ser usado en la industria para la desalinización y potabilización del agua, así como en el tratamiento de aguas residuales.
Este mecanismo busca romper la presión osmótica al aumentar la presión externa y así lograr que el solvente, en este caso el agua, pase de la solución de mayor concentración a la de menor concentración.
Los sistemas de ósmosis inversa que se usan en el tratamiento de aguas pasan la corriente de agua a través de una serie de membranas semipermeables con poros de diferente tamaño para ir reteniendo partículas y obtener finalmente un agua purificada o también conocida como agua de ósmosis.
Ejemplos de ósmosis
Este mecanismo puede ocurrir de forma natural y artificial. Algunos ejemplos se mencionan a continuación.
De forma natural podemos encontrar lo siguiente:
- El intestino delgado de los seres vivos utiliza este mecanismo a fin de absorber y excretar los líquidos que consumen, donde el sodio actúa como membrana.
- El riñón usa este proceso con la finalidad de purificar la sangre y excretar los desechos a través de la orina.
- La piel es otro organismo que a través del sudor elimina los excedentes de agua y sales que hay en el organismo usando como proceso la ósmosis.
- La ósmosis en las plantas es fundamental para que estas no se marchiten, ya que a través de este proceso puede absorber el agua de la tierra sin explotar y así, poder alimentar a sus células.
- Los peces son otro ejemplo que utilizan la ósmosis para poder vivir. Los peces de agua salada viven en ambiente hipertónicos por lo que necesitan eliminar el exceso de sales de su organismo a través de la orina y las branquias, sin embargo, los peces de agua dulce por vivir en zonas hipotónicas, necesitan absorber la mayor cantidad de sales y solo eliminar una pequeña cantidad en la orina.
Por otra parte, en la industria la ósmosis inversa es principalmente usada para purificar el agua. Los laboratorios utilizan agua libre de minerales para evitar cualquier contaminación al momento de preparar soluciones o realizar experimentos.
La industria farmacéutica es otro ejemplo que utiliza estos sistemas para obtener agua altamente pura, ya que los procesos productivos ameritan que ésta sea libre de bacterias, virus o partículas.
Otro uso importante es en los tratamientos de aguas residuales, donde la ósmosis es uno de los procesos utilizados.
