El agua es un recurso esencial para la vida, pero la disponibilidad de agua dulce es limitada y cada vez más amenazada por el cambio climático y el crecimiento de la población, factores que incrementan la demanda de este recurso. Frente a este escenario, la búsqueda de nuevas fuentes de agua se ha transformado en una necesidad.
La ósmosis inversa se ha consolidado como una de las tecnologías más efectivas para enfrentar este problema. Este proceso permite obtener agua de alta calidad a partir de aguas salobres, agua de mar o incluso aguas residuales tratadas. Para comprender cómo funciona, primero es necesario conocer el fenómeno natural de ósmosis. En la naturaleza, las moléculas de agua pueden atravesar una barrera selectiva llamada membrana, desplazándose desde la zona de menor concentración de sales hacia la de mayor concentración, buscando alcanzar un equilibrio entre ambas soluciones.
Por su parte, la ósmosis inversa utiliza el mismo principio, pero en el sentido contrario. Mediante la aplicación de presión se fuerza al agua a moverse en el sentido inverso al flujo natural, cruzando la membrana semipermeable, mientras las sales y otros contaminantes disueltos quedan retenidos. Como resultado, se obtienen dos corrientes: una de agua purificada (permeado) y otra de sustancias retenidas (rechazo o salmuera).
Por esto, el corazón del proceso es la membrana. Esta es una barrera altamente selectiva, capaz de separar sustancias a escala molecular y permitir principalmente el paso del agua. La mayoría de las membranas de ósmosis inversa se fabrican a partir de compuestos de poliamida. Además, algunas se basan en acetato de celulosa, uno de los primeros materiales desarrollados para este fin.
El proceso ocurre a escala molecular, donde las moléculas deben interactuar con la superficie de la membrana, desplazarse a través de su estructura hasta salir por el otro lado. Este comportamiento se describe mediante enfoques como el modelo de solución-difusión, uno de los más utilizados para explicar el paso de las sustancias a través de las membranas.
Para aumentar la capacidad de tratamiento, las membranas se agrupan en estructuras denominadas módulos. Los más comunes son los módulos de configuración espiral enrollada, donde varias membranas se disponen alrededor de un tubo central que recoge el agua purificada. Este diseño permite disponer de una gran superficie de filtración en un espacio reducido y tratar grandes volúmenes de agua de forma continua.
Gracias a su eficiencia, la ósmosis inversa se ha convertido en una tecnología clave para la desalación de agua de mar, el tratamiento de aguas salobres y los procesos de reutilización de aguas residuales. Su aplicación permite generar agua para consumo humano, riego, procesos industriales y otras actividades que requieren recursos hídricos de calidad.
Actualmente, la investigación continúa avanzando hacia el desarrollo de membranas más eficientes, capaces de reducir el consumo energético, aumentar la recuperación de agua y mejorar la eliminación de contaminantes emergentes, como residuos farmacéuticos y otros de uso industrial.
En un contexto de creciente escasez hídrica, tecnologías como la ósmosis inversa son cada vez más relevantes. El aprovechamiento de fuentes de agua no convencionales contribuye a reducir la presión sobre ríos, lagos y acuíferos. De esta forma, la ósmosis inversa se transforma en una herramienta fundamental para avanzar hacia una gestión más sostenible del agua.
Crónica escrita por la Dra. Paula Madariaga, Coordinadora del Diplomado en Recursos Hídricos de la USACH
Créditos imágenes: Elaboración propia a partir de imágenes de archivo. Fotografía superior derecha: Revista Agua (2012), “Planta desalinizadora Sur de Antofagasta”.