Osmose reversa: como funciona, para que serve, exemplos - Ciência - 2023

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o osmose inversa A osmose reversa é um procedimento que permite o estabelecimento de um fluxo de água, através de uma membrana semipermeável, do compartimento com maior concentração de soluto para o compartimento com menor concentração de soluto.

O fluxo de água em osmose reversa é obtido fornecendo pressão à solução com a maior concentração de soluto. Enquanto isso, na osmose a água flui da solução menos concentrada para a solução mais concentrada, graças a uma diferença na presença hidrostática entre os dois compartimentos.

Como visto acima, a pressão aplicada faz com que as moléculas de água passem pela membrana assimétrica, porém retendo os íons dissolvidos no lado do comportamento mais concentrado.

Para o estabelecimento do procedimento de osmose reversa, foi necessária a criação de membranas assimétricas, fato realizado por Sidney Loeb e Srinivasa Sourirajan.

Da mesma forma, o desenho fornecido por John Cadotte de um método de polimerização foi indispensável, o que permitiu a elaboração de membranas que permitem o escoamento de água e reduzem em alto grau o escoamento de sais.

A osmose reversa tem inúmeras aplicações, tais como: dessalinização de água do mar, purificação de água, processamento de alimentos, produção de hidrogênio, etc.

Como funciona a osmose reversa?

Pressão osmótica e fluxo de água

Na osmose, ocorre um fluxo de água através de uma membrana semipermeável: da solução mais diluída à solução mais concentrada. Isso determina um aumento na pressão exercida pela água no compartimento com maior concentração de soluto. Essa pressão é conhecida como pressão osmótica.

A pressão osmótica opõe o fluxo de água do compartimento com a menor concentração de solutos para o compartimento com a maior concentração de solutos. Portanto, o restabelecimento de um equilíbrio osmótico entre os compartimentos é favorecido.

Na osmose reversa, o fluxo de água é orientado da solução mais concentrada para a mais diluída. A solução concentrada é a solução aquosa que é tratada para diluição ou purificação. A pressão osmótica é orientada na direção desse fluxo e, portanto, o favorece.

Bombear

Na osmose reversa, a pressão é fornecida por uma bomba à água tratada. Isso conduz um fluxo de água do compartimento que contém a solução tratada para o compartimento com a água purificada.

A concentração da água tratada aumenta com o decorrer do tempo do processo de osmose reversa. A potência da bomba utilizada dependerá do uso que lhe será dado.

Membrana assimétrica

O escoamento da água da solução tratada para sua purificação ocorre por meio de uma membrana assimétrica. Esta membrana é muito permeável à água e pouco permeável aos sais, sendo necessário que seja resistente à pressão exercida sobre a água tratada e as substâncias nela presentes.

As membranas assimétricas são compostas por duas camadas: uma fina, semelhante à pele, e outra, mais espessa e resistente, altamente porosa. Assim como a bomba utilizada, o tipo de membrana a ser utilizada na osmose reversa depende do uso a que se destina.

Componentes de uma planta de purificação de água por osmose reversa

Bomba de alimentação

De forma esquemática, esta planta consiste em uma bomba de alimentação que fornece a pressão necessária para o sistema de osmose reversa. Em alguns casos, é usada uma bomba adicional que é colocada antes do sistema de osmose reversa

Sistema de filtro

Um sistema de filtragem cuja função é eliminar as substâncias poluentes da água. Entre os filtros, um de carvão ativado é usado para eliminar compostos orgânicos que produzem maus odores na água e outro filtro para eliminar o cloro, além de um sistema que absorve cálcio e magnésio para amaciar a água.

Sistema de dosagem de anti-incrustante

Sistema de dosagem de anti-incrustante que remove substâncias que podem danificar a membrana do sistema de osmose reversa.

Possui também sistema de osmose reversa e tanque de armazenamento de produtos.

Para que serve a osmose reversa?

De um modo geral, a osmose reversa tem as seguintes aplicações:

-Purificação de líquido

-Concentração de substâncias dissolvidas em líquidos

Ambos serão tratados na próxima e última seção com exemplos.

Exemplos

Purificação de água doméstica

Em muitas casas, foram instaladas plantas que usam o sistema de osmose reversa para obter água para beber e cozinhar. Esta água caracteriza-se por ser cristalina, com bom sabor e isenta de bactérias ou outros organismos contaminantes.

As plantas de processamento de água, além do sistema de osmose reversa, são equipadas com sistema de filtragem e até fonte de luz ultravioleta que garantem a qualidade da água.

Dessalinização de água do mar

Muitas populações estão localizadas em áreas áridas litorâneas, sendo paradoxal que sofram com a escassez de água potável na presença de grandes massas de água do mar, que não podem ser aproveitadas devido ao seu alto teor de sal.

Daí surgiu a ideia da dessalinização da água do mar, sendo a osmose reversa um procedimento utilizado em milhares de dessalinizadoras para a produção de água potável.

O problema da energia necessária para o funcionamento das usinas de osmose reversa foi resolvido com o uso da energia solar. A energia solar é utilizada para carregar células fotovoltaicas que servem como fonte de energia elétrica para o funcionamento de usinas de dessalinização.

O uso de osmose reversa na dessalinização de água tem sido usado em populações australianas, por exemplo: Perth.

Processamento de comida

A única aplicação da osmose reversa era a obtenção de água potável. No entanto, uma aplicação muito importante dela é a concentração de líquidos alimentares, como sucos, leite, cerveja, etc. A osmose reversa permite a extração de água desses alimentos.

No caso do leite, sua sujeição à osmose reversa permite aumentar a concentração de suas proteínas, e ainda facilita a obtenção das proteínas do soro. O suco de tomate pode ser concentrado por um procedimento semelhante para a produção de pasta de tomate e ketchup.

A osmose reversa tem sido usada em Bordeaux, França, para concentrar os vinhos, usando várias plantas de osmose reversa para isso.

Cuidado do aquário

Em muitos aquários de recife, a osmose reversa é utilizada para a produção da água neles utilizada, uma vez que a água corrente contém muitos elementos e compostos que são prejudiciais ao crescimento e reprodução dos peixes que habitam esses aquários.

A osmose reversa tem a vantagem de produzir água de alta qualidade a baixo custo. Portanto, é o procedimento preferencial para a obtenção de água para utilizar nestes aquários.

Referências

Montoreano, R. (1995). Manual de Fisiologia e Biofísica. 2^dá Edição. Edições da Reitoria da Universidade de Carabobo
Wikipedia. (2020). Osmose Inversa. Recuperado de: en.wikipedia.org
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Lenntech B.V. (2020) O que é osmose reversa? Recuperado de: lenntech.es
Pure Aqua. (s.f.). Qual é a osmose inversa? Recuperado de: es.pureaqua.com