La ósmosis inversa se ha consolidado como una de las tecnologías más efectivas para enfrentar la escasez hídrica. Este proceso, que permite obtener agua potable a partir de fuentes salobres o marinas, se basa en el uso de membranas semipermeables capaces de rechazar sales y otros contaminantes. Sin embargo, para avanzar hacia sistemas más eficientes y selectivos, es clave comprender cómo ocurre el transporte de materia al interior de estas membranas.
En este contexto, el modelo de solución-difusión se ha convertido en una de las herramientas más utilizadas para describir los mecanismos de separación en membranas densas, como las empleadas en ósmosis inversa. A diferencia de modelos que asumen el paso de agua y solutos a través de poros, este enfoque plantea que el proceso ocurre en tres etapas: (1) adsorción del soluto o solvente en la superficie de la membrana, (2) difusión a través de la estructura polimérica, y (3) desorción de las especies permeadas en el lado de baja concentración.
Este modelo fue formalizado por Lonsdale y colaboradores en los años 70, al aplicar la ley de Fick al transporte de agua, considerando que las membranas carecen de poros visibles. Posteriormente, se integró un componente esencial para procesos reales de ósmosis inversa: el gradiente del potencial químico. Este gradiente, generado por la presión hidráulica aplicada, actúa como la fuerza impulsora que permite el transporte selectivo de especies a través de la membrana. En este entorno, las moléculas de agua se desplazan siguiendo el gradiente, mientras que los iones y otras especies quedan retenidos debido a sus menores coeficientes de solubilidad y difusión, logrando así la separación de los solutos del agua.
El modelo solución–difusión explica por qué algunas moléculas, como ciertos compuestos orgánicos traza, logran atravesar parcialmente la membrana, mientras que otras son completamente rechazadas. Esta comprensión resulta esencial al momento de seleccionar o diseñar membranas, especialmente frente a desafíos emergentes como la eliminación de contaminantes no iónicos, residuos farmacéuticos o compuestos industriales.
Así, el modelo solución-difusión continúa siendo un pilar teórico para interpretar y optimizar el comportamiento de las membranas en procesos de separación. Su aplicación permite mejorar tecnologías reales que hoy garantizan el acceso al agua en comunidades vulnerables y en industrias con altos requerimientos de reutilización.