La diferencia clave entre el intercambio iónico y la ósmosis inversa es que el intercambio iónico es un método fisicoquímico que elimina selectivamente los contaminantes mediante el intercambio efectivo de iones de cargas eléctricas similares, mientras que la ósmosis inversa es un método físico en el que el agua pasa a través de un membrana semipermeable contra un gradiente de concentración, aplicando una presión.
La purificación del agua es un proceso importante para proporcionar agua limpia a la comunidad. Hay muchos pasos involucrados en el proceso de purificación del agua, que incluyen procedimientos biológicos, químicos y físicos. El intercambio iónico y la ósmosis inversa son dos procesos utilizados en la purificación del agua. Ambos eliminan los sólidos disueltos del agua. Algunos procesos de purificación de agua utilizan una combinación de ambos métodos. Además, ambos se usan comúnmente en una variedad de industrias.
¿Qué es el intercambio iónico?
El intercambio iónico es una técnica utilizada en la desmineralización de aguas residuales y el ablandamiento del agua doméstica. En esta técnica, los iones se eliminan de la solución acuosa intercambiándolos con otra especie iónica. De esta manera, los iones débilmente enlazados pueden ser desplazados por especies iónicas fuertemente enlazadas. A este efecto lo llamamos principio de selectividad. Usando este principio, los iones no deseados en el agua son reemplazados por otros iones durante la técnica de intercambio de iones.
La técnica de intercambio de iones se puede ejecutar en modo continuo o por lotes. Se aplica en la depuración de aguas residuales para la eliminación de nitrógeno, fósforo y metales pesados. Además, se utiliza para eliminar impurezas específicas de forma selectiva y para recuperar metales traza valiosos como cromo, níquel, cobre, plomo y cadmio de los vertidos de residuos industriales.
Figura 01: Intercambio iónico
Las resinas de intercambio iónico están hechas de pequeñas perlas porosas que son insolubles en agua y solventes orgánicos. Los materiales base más utilizados son el poliestireno y el poliacrilato. Además, muchos minerales naturales, especialmente los minerales de silicato de aluminio, tienen esta propiedad de intercambio iónico.
¿Qué es la ósmosis inversa?
La ósmosis inversa es el proceso en el que se aplica al sistema una presión superior a la presión hidráulica para permitir el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable. El movimiento tiene lugar contra un gradiente de concentración. Las membranas que se utilizan en la ósmosis inversa se denominan membranas de ósmosis inversa (RO). Los materiales que se usan comúnmente para preparar membranas comerciales de RO son compuestos de película delgada de poliamida (TFC), acetato de celulosa (CA) y triacetato de celulosa (CTA). Dependiendo del tipo de material de la membrana, la eficiencia y la velocidad de la técnica difieren.
La configuración de ósmosis inversa se compone de una fibra hueca con el material de la membrana enrollado en espiral alrededor de la fibra. Estas fibras se unen para aumentar el área de superficie para la ósmosis inversa. Una vez que el agua que fluye se somete a alta presión, el agua y las moléculas pequeñas pasan a través de la membrana semipermeable. Este retiene las partículas grandes y el resto de partículas no deseadas. Luego, el agua filtrada se pasa para su procesamiento posterior.
Figura 02: Ósmosis inversa (A – Presión aplicada B – Entrada de agua de mar C – Contaminantes D – Membrana semipermeable E – Salida de agua potable F – Distribución)
Las membranas OI pueden filtrar prácticamente todas las partículas, incluidos gérmenes, materia orgánica, iones y otras partículas. La filtración de moléculas grandes hasta un peso molecular de >300 Da es posible con la técnica de ósmosis inversa.
Ventajas de la ósmosis inversa en la purificación del agua
- Relación de costes
- Puede filtrar casi todas las partículas, incluidos iones y metales pesados
- Se puede utilizar para eliminar partículas radiactivas de muestras de agua
- Se minimiza el uso de productos químicos
¿Cuáles son las similitudes entre el intercambio iónico y la ósmosis inversa?
- El intercambio de iones y la ósmosis inversa son dos procesos comúnmente utilizados en los procesos de purificación de agua.
- La combinación de ambos métodos proporciona una purificación de alta calidad.
- Las resinas de intercambio iónico se pueden instalar frente a una unidad de ósmosis inversa.
- El uso de ambos métodos depende de las sustancias específicas presentes, así como de la pureza objetivo del flujo tratado.
¿Cuál es la diferencia entre el intercambio iónico y la ósmosis inversa?
El intercambio iónico es un método fisicoquímico que intercambia iones entre una fase líquida y una resina de intercambio iónico. Por otro lado, la ósmosis inversa es el proceso en el que el agua pasa a través de una membrana semipermeable en contra del gradiente de concentración, lo que se ve facilitado por la alta presión. Entonces, esta es la diferencia clave entre el intercambio iónico y la ósmosis inversa. El intercambio iónico es un método físico-químico, mientras que la ósmosis inversa es un método físico. Además, el proceso de intercambio iónico utiliza resinas de intercambio iónico, mientras que la ósmosis inversa utiliza membranas de ósmosis inversa.
La siguiente infografía tabula la diferencia entre el intercambio iónico y la ósmosis inversa.
Resumen: intercambio iónico frente a ósmosis inversa
El intercambio de iones y la ósmosis inversa son dos técnicas utilizadas en el proceso de purificación del agua. El método de intercambio iónico es un proceso físico-químico que intercambia iones (contaminantes) en el agua con una resina de intercambio iónico. Por el contrario, la ósmosis inversa es un método físico que filtra la mayoría de los contaminantes en función del tamaño. En la ósmosis inversa, el agua pasa a través de una membrana semipermeable. La ósmosis inversa utiliza presión para forzar el agua a través de la membrana. El intercambio iónico elimina sustancias específicas en función de las cargas iónicas, mientras que la ósmosis inversa utiliza un proceso de exclusión iónica.
