In due precedenti articoli del nostro blog – precisamente quello nel quale spieghiamo Come depurare l’acqua del rubinetto di casa e quello dedicato alla microfiltrazione dell’acqua potabile – abbiamo accennato alla cosiddetta osmosi inversa.
In entrambi i casi, ci siamo limitati a fornire una definizione breve, all’interno di un discorso più ampio legato al tema del trattamento delle acque potabili.
In questo articolo, invece, intendiamo andare un po’ più nel dettaglio, spiegando in cosa consiste l’osmosi inversa dell’acqua potabile.
Scopriamolo insieme.
Osmosi diretta, solvente e soluto, soluzione isotonica, ipertonica, ipotonica
L’osmosi è un processo chimico-fisico alquanto complesso da spiegare in poche righe, perché richiede in ogni caso la conoscenza almeno dei termini della questione.
Proviamo, in misura molto sintetica, a fare un attimo di chiarezza.
Partiamo dai due concetti di base:
- Osmosi diretta: è il processo nel quale un flusso spontaneo di solvente (ad esempio acqua) passa da una soluzione più diluita ad una più concentrata, separate una dall’altra da una membrana;
- La membrana deve consentire il passaggio del solvente ma non dei soluti disciolti, quindi deve presentare una condizione di semipermeabilità.
Quindi, cosa succede?
Se noi mettiamo in due bacinelle separate da una membrana la stessa soluzione di acqua, contenente, quindi, la medesima quantità di soluti (sali minerali, metalli, polvere, agenti patogeni, ecc…), non succede assolutamente niente.
Se, invece, i liquidi nelle due bacinelle sono diversi, si verificherà un flusso dal quello a minore concentrazione a quello con maggiore concentrazione, al fine di generare un equilibrio tra i due.
Per capirci:
- Se A e B sono uguali, non c’è nessun processo di osmosi diretta;
- Se A e B sono diversi, e uno dei due contiene più soluto (diciamo sali minerali, per praticità), allora si verifica il passaggio delle molecole di acqua da un liquido con meno sali a quello con più sali.
Nel primo caso, si parla di soluzioni isotoniche (stessa concentrazione). Nel secondo caso, abbiamo una soluzione a maggiore concentrazione di sali (ipertonica) a una a minore concentrazione (ipotonica).
Può tornare utile questa grafica elaborata da Zanichelli in un opuscolo informativo dedicato proprio all’osmosi.
Questa tecnica presenta numerose applicazioni pratiche, soprattutto nell’industria alimentare, ad esempio per disidratare gli alimenti e conservarli a lungo.
Cos’è l’osmosi inversa
L’osmosi inversa e l’ultrafiltrazione sono tecniche di concentrazione e separazione a livello molecolare caratterizzate dall’impiego di membrane altamente selettive.
Cosa vuol dire?
Con l’osmosi inversa è possibile separare l’acqua dalle sostanze in essa disciolte, siano esse molecole o ioni, anche in questo caso attraverso l’impiego di un elemento filtrante, precisamente una membrana semipermeabile.
In cosa è differente dall’osmosi diretta?
Abbiamo visto che nell’osmosi diretta le molecole di acqua passano dalla soluzione con minore concentrazione di sali a quella con maggiore concentrazione, per poi raggiungere un equilibrio.
Nell’osmosi inversa, invece, si verifica il processo inverso. Sono le molecole di acqua della soluzione ipertonica a passare in quella ipotonica.
Come si realizza l’osmosi inversa
Come si fa a favorire l’osmosi inversa, ovvero il passaggio dalla soluzione ipertonica a quella ipotonica, cioè l’opposto di quanto avviene con l’osmosi diretta?
Applicando una pressione molto maggiore rispetto a quella generata, in modo naturale, nei processi di osmosi diretta.
In poche parole, nell’osmosi diretta quando le molecole passano dal recipiente B al recipiente A si produce un aumento della pressione idrostatica, e quindi noi vediamo il livello di liquido salire, per poi riequilibrare in modo naturale.
Per capirci, se inizialmente la concentrazione di sali nel recipiente A era 40 e nel recipiente B 10, si ottengono, alla fine, due recipienti con 25 e 25.
Con l’osmosi inversa è un po’ come se mettessimo una pressa sul recipiente A per “far tornare indietro” i sali presenti in abbondanza in esso e fluire nel recipiente B.
In questo modo:
- da un lato si ottiene acqua filtrata con un bassissimo contenuto di sali;
- dall’altro si ottiene acqua di scarico con un altissimo contenuto di sali.
Come si utilizza l’osmosi inversa per il trattamento dell’acqua potabile
Ricapitolando, abbiamo detto che con l’osmosi inversa si applica una pressione molto elevata sul recipiente A per trasferire i sali nel recipiente B, ed ottenere così da un lato acqua demineralizzata e dall’altro acqua di scarico ricca di sali (e non solo).
L’osmosi inversa, quindi, abbatte drasticamente la quasi totalità delle sostanze disciolte nell’acqua, sia quelle pericolose, sia quelle inerti o utili ad una corretta alimentazione.
Come puoi immaginare, un’acqua completamente priva, o molto povera, di sali minerali non è potabile, e non farebbe assolutamente bene al nostro organismo.
Di conseguenza, l’impiego dell’osmosi inversa nei sistemi di trattamento delle acque richiede un ultimo passaggio: bisogna rimineralizzare l’acqua.
Per farlo si utilizzano delle particolari membrane, capaci di favorire il passaggio nel permeato, ovvero nell’acqua “ripulita”, una corretta quantità di sali minerali nell’acqua del rubinetto.
Conclusioni
Dobbiamo ricordare che l’acqua che arriva nelle nostre case è potabile, e subisce numerosissimi controlli di qualità da parte non solo dei fornitori ma anche di organi preposti.
Quindi, la decisione di utilizzare un apparecchio di trattamento delle acque potabili domestico è frutto solo di una valutazione specifica, ovvero della necessità o desiderio di assumere acqua più leggera, meno dura, in particolare in quelle zone in cui la concentrazione di ioni di calcio e altri sali è molto elevata.
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