La ósmosis es un fenómeno que se produce de manera natural en los seres vivos y que el ser humano ha aprendido a utilizar para aplicarlo en tecnologías como por ejemplo la desalación de agua, siendo en este caso ósmosis inversa.
En este artículo os vamos a explicar qué es la ósmosis con ejemplos, cómo funciona en los seres vivos (y por qué es importante, y también la ósmosis inversa utilizada por el ser humano en la industria.
¿Qué es la ósmosis?
La ósmosis es el fenómeno que se produce cuando dos soluciones con diferente concentración son separadas por una membrana semipermeable y el solvente difunde a través de la membrana del líquido de menor concentración al de mayor hasta equilibrar las concentraciones. Este fenómeno se produce de forma espontánea sin gasto energético y por tanto es un fenómeno de difusión pasiva.
En otras palabras, si por ejemplo tuviéramos dos disoluciones de agua y sal separadas por una membrana semipermeable (es decir, que sólo permite pasar el agua); el agua se movería de la disolución de menor concentración a la de mayor concentración sin necesidad de aportar energía gracias al fenómeno de ósmosis.
Los medios acuosos pueden tener diferentes concentraciones de uno o varios solutos. La concentración de solventes y solutos (por ejemplo, el agua sería el solvente y la sal el soluto en el ejemplo anterior) permite clasificar los medios acuosos por comparación con respecto a otro en:
- Medio hipotónico: cuando la concentración de soluto es menor respecto al medio con el que se compara
- Medio hipertónico: cuando la concentración de soluto es mayor respecto al medio con el que se compara.
- Medio isotónico: cuando ambos medios tienen la misma concentración.
A la presión que ejerce el solvente (agua) sobre la cara de la membrana donde hay menor concentración hacia el compartimento de mayor concentración se le denomina presión osmótica. Siguiendo con la terminología anterior la presión que se produce en el lado de la membrana del medio hipotónico hacia el hipertónico es la presión osmótica.
Si prefieres la explicación en vídeo te la dejamos aquí:
Ósmosis en los seres vivos
En los seres vivos la ósmosis es un proceso fundamental ya que para la supervivencia de las células es fundamental mantener lo que se llama el equilibrio osmótico necesario para que la célula pueda realizar sus funciones.
La osmósis es un proceso que afecta tanto de manera interna como de manera externa. Externamente es importantísimo para los seres vivos que están expuestos a ambientes con salinidad y alta presión osmótica como pueden ser aquellos que viven en el océano o en saladares.
Por este motivo, los seres vivos han desarrollado sistemas de osmoregulación que les permiten vivir en diferentes ambientes desde los más extremos hasta los menos agresivos desde este aspecto.
Ósmosis en la célula animal
Las membranas de las células son semipermeables por lo que la ósmosis es un fenómeno que sucede de forma natural. De este modo, si los animales no presentan mecanismos para equilibrar adecuadamente la concentración en las células, por presión osmótica pueden suceder dos fenómenos:
- Citólisis: sucede la célula se encuentra en un medio hipotónico y tiende a absorber agua para alcanzar el equilibrio isotónico; en este caso la célula puede llegar a estallar dando lugar a la citólisis.
- Crenación: sucede cuando la célula está en un medio hipertónico y el agua tiende a salir. Esto puede llevar a la deshidratación pudiendo llegar a la muerte de la célula. Este fenómeno se llama crenación.
Los mecanismos para regular el equilibrio osmótico en los seres vivos se pueden encontrar en este artículo sobre osmorregulación y excreción.
Entre los mecanismos que se pueden encontrar en dicho artículo se encuentran ejemplos como el riñón, las branquias en los peces, las glándulas de la sal en aves en lo que se refiere a vertebrados. Pero también se encuentran descritos en dicho artículo los mecanismos de osmorregulación de anfibios, insectos, reptiles, larvas…
Ósmosis en la célula vegetal
Al igual que las membranas celulares animales, las vegetales también son semipermeables. En este caso, el paso del agua por ósmosis tiende a equilibrar la célula tendiendo al medio isotónico. Debido a esto, también pueden suceder dos fenómenos:
- Turgencencia o turgencia: se da cuando en presencia de un medio hipotónico la célula vegetal absorbe agua llenando sus vacuolas.
- Plasmolisis: se da cuando en un medio hipertónico, el agua sale de la célula a través de la membrana celular; la membrana plasmática puede despegarse de la pared vegetal y dar lugar a la plasmolisis como un estado irreversible. Hay diferentes estados por lo que también podemos hablar de plasmolisis incipiente que es reversible.
Ósmosis inversa
En el otro sentido, se encuentra la ósmosis inversa que sí necesita aporte de energía: se obliga a pasar el solvente de la solución de mayor concentración al de menor concentración aumentando la presión en la zona donde la solución está más concentrada. De este modo, el resultado que se obtiene es muy diferente de la ósmosis directa donde se obtienen dos soluciones de igual concentración. El resultado la ósmosis inversa es una solución muy concentrada y otra más diluida, dependiendo de la presión aplicada. Este fenómeno tiene aplicaciones muy importantes como vemos a continuación.
La ósmosis inversa tiene muchas utilidades diferentes como la desalinización, el tratamiento de aguas residuales o la potabilización de agua entre otras muchas aplicaciones.
La ósmosis inversa también se utiliza en la industria alimentaria para fabricar fécula de patata, concentrados de zumos de frutas, preconcentrados de lácteos, zumos y clara de huevo; para la estabilización de vinos y para la fabricación de cerveza con bajo contenido en alcohol.
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