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Ósmosis

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Imaginemos una membrana que contiene muchos poros. El tamaño de los mismos es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar que son muy grandes. Ese tipo de membranas se llama membranas semipermeables.

Pensemos en una membrana semipermeable con poros que dejan pasar las moléculas de agua pero no las de azúcar. Si esa membrana separa dos líquidos, uno de agua pura y otro de agua con azúcar, van a suceder varias cosas:

  1. Debido a la temperatura las moléculas van a estar moviéndose de un lado para otro. Las moléculas de agua pasarán por los poros en ambas direcciones: de la zona de agua pura a la de agua con azúcar y viceversa.
  2. A las moléculas de azúcar les pasará ago parecido, estarán moviéndose, pero al no poder atravesar la membrana, rebotarán en ella, aunque algunas, momentáneamente obstruyan los poros. Un detalle importante: se obstruyen los poros del lado del azúcar (alta concentración), por lo que taponan en paso del agua.
  3. En la zona de agua, baja concentración, todas las moléculas que llegan a los poros son de agua y la atraviesan.
  4. En la zona de alta concentración llegan a los poros moléculas de agua y moléculas de azúcar; por tanto, habrá menos moléculas de agua capaces de atravesar la membrana hacia la zona del agua pura.

El resultado final es que aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay más moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta.

Dicho de otro modo, dado el suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración.

Lo explicado para agua y azúcar puede aplicarse a cualesquiera tipos de moléculas con tamaños diferentes.

La ósmosis es muy importante en biología. Una célula está rodeada de una membrana semipermeable. Normalmente su interior tiene más concentración de moléculas grandes que el exterior, por eso el agua puede fluir desde el exterior al interior. Es el modo que tienen las células para “beber”.

Si hacemos puré de una manzana, en pocos días se habrá podrido debido a las bacterias. Si al puré le añadimos mucho azúcar (hacemos compota), seguirá habiendo bacterias, pero como hay mucho azúcar, el exterior de las bacterias está más concentrado que el interior de las mismas, el agua -por ósmosis- pasará desde el interior de las bacterias al entorno y se morirán desecadas. Esa es la explicación de que las compotas no se descomponen.

Lo mismo pasa con la sal. En la carne, por ejemplo, si la dejamos al aire se pudre por la acción de las bacterias. Si la metemos en sal, en mucha sal, el agua de las bacterias sale de su interior hacia la zona con sal. Las bacterias mueren resecas por falta de agua y la carne no se pudre. Ese es uno de los mecanismos para producir jamones o cecinas.

Las venas y las arterias son semipermeables. Si dentro de ellas hay mucho líquido aumenta la presión. Si comemos muchas sal y entra en las arterias, el agua del exterior de las mismas entrará en ellas aumentando la presión.

Un pez de agua dulce si llega al mar, se desecará, sus células perderán agua.

Si una persona bebe agua de mar, salada, al llegar al estómago el fenómeno de la ósmosis hará que el agua de las células del estómago salga hacía el agua de mar. Las células del estomago se resecan y mueren y con ellas la persona. Por eso no se puede vivir bebiendo agua de mar.

Ejemplos de ósmosis en biología hay miles.

Lo descrito hasta ahora es lo que ocurre en situaciones normales, en las que los dos lados de la membrana están a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta concentración al de baja concentración. Podemos decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración. Pasa sólo agua.

Si la alta concentración es de sal, por ejemplo agua marina, al aplicar presión, el agua del mar pasa al otro lado de la membrana. Sólo el agua, no la sal. Es decir, hemos potabilizado el agua. La ósmosis inversa es una de las formas de potabilizar el agua.

Otro ejemplo. Supongamos que hay agua con contaminante X que tiene un tamaño de Y micras, mayor que el agua. Si buscamos una membrana semipermeable que deje pasar al agua pero no a Y, al aplicar presión (ósmosis inversa) obtendremos agua sin contaminante.