En numerosas ciudades en todo el mundo, incluyendo buena parte de España, los usuarios vienen percibiendo desde hace años un notable deterioro en la calidad del agua de las redes. En consecuencia, muchas personas han dejado de utilizar el agua de la red general como agua potable, adoptando para ellos diversas alternativas. En España, y en buena parte de los países desarrollados, se recurre con creciente frecuencia a la utilización de agua embotellada. Al mismo tiempo, se está introduciendo en el mercado doméstico los sistemas de reparto de bombonas de agua a domicilio, que hasta ahora estaban típicamente restringidos a las oficinas. Asimismo, y sobretodo en EEUU, están proliferando los equipos de purificación doméstica del agua de diversos tipos, principalmente por ósmosis inversa. 

Los sistemas de tratamiento de aguas convencionales son insuficientes para garantizar la calidad exigida. De esta manera, se empiezan a aplicar las nuevas tecnologías de potabilización, basadas en la combinación de los procesos físico-químicos de la filtración, la difusión y la adsorción (sin olvidar los sistemas de potabilización tradicionales, imprescindibles como proceso previo). Estas nuevas tecnologías son la Micro filtración, la Ultra filtración, la Nano filtración y la Ósmosis Inversa. 

Tecnologías de potabilización

Micro filtración: es eficaz en la separación de todos los tipos de sólidos en suspensión, grandes bacterias y partículas coloidales. El mecanismo básico de separación es la filtración, aunque en una baja proporción las membranas de micro filtración también funcionan por adsorción y difusión rechazando una pequeña cantidad de sales. Los poros de estas membranas varían entre 0,01-10 micras.

Ultra filtración: las membranas de ultra filtración son eficaces separando moléculas orgánicas de alto peso molecular, bacterias y virus. El mecanismo de funcionamiento básico sigue siendo la filtración (con poros de diámetro entre 0,001-01 micras) pero las tasas de separación se iones divalentes y monovalentes son mayores por el mayor papel que juega la difusión.

Nano filtración: es eficaz para la separación de iones divalentes, como por ejemplo el Calcio y el Magnesio, grandes iones monovalentes, como el Sulfato, moléculas orgánicas de alto peso molecular, y turbidez, por el pequeño tamaño de los poros de sus membranas (0,0007-0,01 micras) y el predominio de la difusión. Las membranas de nano filtración aportan un rechazo significativo de la dureza causada por los iones de calco y magnesio. 

Ósmosis Inversa: las membranas de ósmosis inversa se han desarrollado a lo largo de los últimos 35 años. Las membranas de ósmosis inversa son eficaces para la separación de todas las sustancias rechazadas por las anteriores membranas, incluyendo los constituyentes más pequeños, como los iones monovalentes de sodio y cloro. El mecanismo prácticamente exclusivo es la difusión. El tamaño de los poros de las membranas es de 0,00005 micras. En el proceso de la ósmosis inversa, el agua es forzada a cruzar la membrana, dejando las impurezas detrás. La permeabilidad de la membrana puede ser tan pequeña, que prácticamente todas las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y virus son separados del agua. La membrana es la parte más importante en el proceso de Osmosis Inversa. Básicamente está compuesta por Acetato de Celulosa (CA) y Poliamida (PA). 

De la Osmosis Natural a la Osmosis Inversa 

Para entender el proceso de la ósmosis inversa, empecemos por recordar la ósmosis natural, mecanismo de transferencia de nutrientes en las células de los seres vivos a través de las membranas que la recubren. 

En tal sentido, cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas. Es decir, en otras palabras: si ponemos en contacto, a través de una membrana, agua salada y agua destilada obtendremos un equilibrio entre ambas y quedarán moderadamente saladas. El agua que atraviesa la membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha presión osmótica.

De aquí se deduce que si nuestro interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno. Para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor. Cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla.

El proceso de Ósmosis Inversa

El proceso de la ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable para separar y para quitar los sólidos disueltos, los orgánicos, los pirogénicos, la materia coloidal submicro organismos, virus, y bacterias del agua. El proceso se llama ósmosis "reversa" puesto que requiere la presión para forzar el agua pura a través de una membrana, saliendo; las impurezas detrás. La ósmosis reversa es capaz de quitar 95%-99% de los sólidos disueltos totales (TDS) y el 99% de todas las bacterias, así proporcionando un agua segura, pura. 

La ósmosis inversa es un procedimiento que garantiza el tratamiento desalinizador físico, químico y bacteriológico del agua. Funciona mediante membranas de poliamida semipermeables, enrolladas en espiral, que actúan de filtro, reteniendo y eliminando la mayor parte de las sales disueltas al tiempo que impiden el paso de las bacterias y los virus, obteniéndose una agua pura y esterilizada. Aguas con un elevado contenido de sales como, sodio, calcio, boro, hierro..., cloruros, sulfatos, nitratos y bicarbonatos..., pueden ser tratados con la ósmosis inversa hasta alcanzar los límites considerados como agua aceptable para su utilización. 

Las membranas filtrantes son la clave y responsables de separar las sales del agua. Dichas membranas pueden considerarse como filtros moleculares. El tamaño de los poros de estos filtros membranas es extremadamente reducido, por lo que se requiere una presión considerable para hacer pasar cantidades de agua a través de ellas. La elección del modelo de membrana más apropiado es según el agua a tratar y su empleo posterior, determinando el tipo de instalación más idónea.

Las suciedades que quedan en las membranas son posteriormente arrastradas y lavadas por la misma corriente de agua. De esta forma el sistema realiza una auto limpieza constante. Esta corriente de agua de desperdicio necesaria, está en relación directa con el tipo de membrana que se utiliza y sus exigencias.

En resumen, si a una corriente de agua salada se le aplica una fuerte presión, lograremos obtener un equilibrio distinto del anteriormente descrito en el cual se generan simultáneamente dos corrientes:

- Una que es la que atraviesa la membrana, queda libre de sólidos disueltos (minerales, materia orgánica, etc. ) y de microorganismos (virus, bacterias, etc.): producto o permeado. 
- La otra se va concentrando en esos mismos productos sin que lleguen a depositarse en la membrana, porque la taparían y se eliminarían en 
forma continua, constituyendo el concentrado. 

La relación entre producto y concentrado constituye la recuperación, expresada en porcentaje los rechazos para: Sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.

Las instalaciones de ósmosis inversa están instaladas en muchas empresas como por ejemplo:

- Industria cosmética y farmacéutica 
- Tratamiento de agua potable 
- Tratamiento de agua superficial 
- Tratamiento de agua de acuífero 
- Agua de enjuagado electrónico, galvánico y industrias del vidrio 
- Soda y plantas de embotellamiento 
- Aguas de alimentación de caldera y sistemas de vapor 
 -Hospitales y laboratorio 
 -Medioambiente (Reciclaje) 
- Desalinización 

Aplicación y ventajas de la OI doméstica

Los equipos de uso doméstico de Ósmosis Inversa proporcionan un agua perfecta y saludable para beber, cocinar, hacer cafés, infusiones, hielo, regar plantas delicadas (bonzais), peceras, y otros muchos usos. Se obtiene un agua pura, es decir un agua de baja mineralización e ideal para dietas pobres en Sodio. Estos equipos son de fácil instalación: se instalan bajo el fregadero de la cocina y vienen con depósitos de diferentes capacidades para depositar el agua osmotizada. Principalmente podemos distinguir 4 partes fundamentales en un Equipo de Osmosis Inversa: prefiltros, membrana de ósmosis, depósito de reserva y post-filtro.

Entre las múltiples ventajas de la ósmosis inversa doméstica destacan las siguientes:

- Ahorro en la compra de agua embotellada, sin desplazarse del hogar ni cargar con pesadas garrafas, garrafones o bidones.
- Beber agua de altísima calidad, cristalina y fresca, al alcance de su grifo.
- Cubitos de hielo transparentes y de buen sabor.
- Sano y seguro para los biberones del bebé.
- Cafés e infusiones de sabores puros.
- Cocinar las verduras, arroces, pastas y sopas con agua perfecta.
- Imprescindible para dietas bajas en sodio y dietas de adelgazamiento.
- Uso ideal con plantas delicadas, acuarios y planchas de vapor.