Osmosi inversa

Osmosi e Osmosi Inversa: Cosa sono

 

Se mettiamo a contatto due soluzioni separate da una membrana, la prima a bassa concentrazione salina e la seconda ad alta concentrazione salina, si assisterà ad un passaggio del solvente (acqua) dalla prima soluzione alla seconda.

L’acqua quindi inizierà a migrare sotto l’azione di una forza che si genera naturalmente: tale forza prende il nome di pressione osmotica.

Nell’osmosi inversa si utilizza un sistema di pompaggio che genera una pressione maggiore della pressione osmotica che si oppone ad essa; l’acqua quindi viene spinta contro la membrana ed è costretta a migrare dalla fase più concentrata a quella più diluita.

La membrana semipermeabile lascia passare solo le molecole di acqua trattenendo le altre sostanze chimiche. In altre parole si riesce ad isolare il solvente, ovvero l’acqua pura.

Questa tecnica, nota come osmosi inversa, è molto più efficiente di una semplice filtrazione perché la membrana non funziona solo come trappola fisica, ma agisce anche al livello chimico con specifiche interazioni tra la membrana stessa e le sostanze chimiche.

Il contenuto chimico dell’acqua e come si misura

Quanta materia disciolta nell'acqua beviamo?

Il metodo per quantificarlo è abbastanza semplice, basta far evaporare l’acqua e misurare il peso della materia che rimane depositata sul vetro. Il valore ottenuto prende il nome di residuo secco a 180 °C o più semplicemente residuo fisso.

Il residuo fisso quindi ci dice quanta materia è disciolta, ma non che tipo di materia sia (per quello sono necessarie le analisi chimiche), tuttavia questo parametro è molto importante perché dà un’idea delle caratteristiche e delle proprietà di un’acqua ed è usato come discriminante per classificare le acque minerali commerciali.

  • RF minore di 50 mg\l acqua minimamente mineralizzata
  • RF minore di 500 mg\l acqua oligominerale
  • RF compreso tra 500 e 1000 mg\l acqua medio-minerale
  • RF superiore a 1000 mg\l acqua ricca di sali minerali

La scienza moderna tende a considerare migliori per il consumo umano le acque minimamente mineralizzate e le oligominerali.

L’acqua osmotizzata fa male perché priva di sali minerali. E’ vero?

Abbiamo detto che le acque a basso contenuto minerale sono oggigiorno considerate più salutari per le loro proprietà (quelle diuretiche ce le ha già insegnate abbondantemente la pubblicità).

Tuttavia è anche noto che se l’acqua è troppo demineralizzata questi benefici vengono meno, anzi l’acqua diventa nociva.

Abbiamo anche detto che l’osmosi inversa produce un’acqua pressoché pura (residuo fisso prossimo allo 0) perché le membrane osmotiche lasciano passare solo le molecole di acqua.

Quindi?

Fino a qui sembrerebbe che l’acqua osmotizzata sia da evitare. Eppure gli impianti ad osmosi inversa sono utilizzati con successo in tutto il mondo e producono acqua che è tutto meno che nociva.

Il motivo è che questi impianti permettono di regolare arbitrariamente il residuo fisso dell’acqua che si vuole ottenere all’uscita.

Questa regolazione è ottenuta grazie ad un sistema di by pass controllato da una valvola. Il by pass fa in modo che solo una percentuale definita di acqua venga spinta contro le membrane, la restante parte viene dirottata (by-passata appunto) e rimane così com’è.

I due flussi di acqua vengono poi ricongiunti e l’acqua by-passata va a ri-mineralizzare quella osmotizzata.

Regolando la valvola del by pass si può selezionare il residuo fisso desiderato. Cioè si può scegliere se bere un’acqua minimamente mineralizzata, una oligominerale, una medio minerale ecc. a seconda delle proprie preferenze.

Percentuale di abbattimento delle sostanze tramite osmosi inversa

Nella seguente tabella sono indicate le percentuali di abbattimento per diverse specie chimiche tramite osmosi inversa.

Elemento% di riduzioneElemento% di riduzione
Calcio93-98%Piombo95-98%
Sodio92-98%Uranio93-98%
Magnesio93-98%Bromuro90-95%
Potassio92-96%Silicato92-95%
Manganese96-98%Cloruro92-95%
Ferro96-98%Nitrato85-95%
Alluminio96-98%Fosfato95-98%
Rame96-98%Solfato96-98%
Nickel96-98%Iposolfito96-98%
Cadmio93-97%Fluoruro92-95%
Argento93-96%Polifosfato96-98%
Zinco96-98%Ortofosfato96-98%
Mercurio94-97%Cromato85-95%
Ammonio80-90%Radioattività93-97%
Selenio93-98%Durezza totale93-97%
Silice80-90%Durezza carbon.90-95%
Stronzio96-98%Batteri99+
Cianuro85-95%Arsenico78-96%
 

Riduzione del residuo fisso

Le acque contenenti elevate quantità di sali possono costituire molteplici problematiche sia per l’uso domestico che per l’uso agricolo.

Il miglior sistema per trattare tali acque è certamente l’osmosi inversa.

Questa tecnologia si basa sulla capacità fisica di membrane semi-permeabili, che riescono a trattenere i sali e altri agenti estranei, quando vengono attraversate dall’acqua alla quale viene imposta la corretta pressione.

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