L'osmosi è un fenomeno per cui l'acqua pura fluisce da una soluzione diluita attraverso una membrana semipermeabile verso una soluzione più concentrata. Semipermeabile significa che la membrana consente il passaggio di piccole molecole e ioni, ma agisce da barriera per molecole più grandi o sostanze disciolte. L'osmosi inversa è il processo inverso dell'osmosi. Una soluzione meno concentrata avrà una naturale tendenza a migrare verso una soluzione con una concentrazione più elevata.

Come funziona il sistema di osmosi inversa?

L'osmosi inversa è un processo che rimuove contaminanti estranei, sostanze solide, molecole di grandi dimensioni e minerali dall'acqua, sfruttando la pressione per spingerla attraverso membrane specializzate. È un sistema di purificazione dell'acqua utilizzato per migliorare la qualità dell'acqua potabile, per cucinare e per altri usi importanti.

In assenza di pressione idrica, l'acqua pulita (a bassa concentrazione) purificata per osmosi si sposterà verso l'acqua ad alta concentrazione. L'acqua viene spinta attraverso la membrana semipermeabile. Questo filtro a membrana ha molti pori, piccoli fino a 0,0001 micron, che possono filtrare circa il 99% dei contaminanti come batteri (circa 1 micron), fumo di tabacco (0,07 micron), virus (0,02-0,04 micron), ecc. E solo le molecole di acqua pura lo attraversano.

La purificazione dell'acqua tramite osmosi inversa può filtrare tutti i minerali utili di cui il nostro corpo ha bisogno, ma è una tecnologia efficace e comprovata per produrre acqua pulita e pura, adatta al consumo umano. Il sistema di osmosi inversa dovrebbe garantire molti anni di acqua ad alta purezza, così da poterla bere senza preoccupazioni.

Perché un filtro a membrana è efficace per la purificazione dell'acqua?

In generale, i depuratori d'acqua sviluppati finora si dividono in un metodo di filtrazione con filtro senza membrana e un metodo di purificazione dell'acqua tramite osmosi inversa con membrana.

La filtrazione senza membrana viene eseguita principalmente con un filtro a carbone attivo, che filtra solo il cattivo sapore, l'odore, il cloro e alcune sostanze organiche presenti nell'acqua del rubinetto. La maggior parte del particolato, come sostanze inorganiche, metalli pesanti, sostanze chimiche organiche e agenti cancerogeni, non può essere rimossa e filtrata. D'altra parte, il metodo di purificazione dell'acqua a osmosi inversa con membrana è il metodo di purificazione dell'acqua più diffuso al mondo, utilizzando una membrana semipermeabile realizzata con tecnologie polimeriche all'avanguardia. Si tratta di un metodo di purificazione dell'acqua che attraversa l'acqua del rubinetto, separandola e rimuovendo vari minerali inorganici, metalli pesanti, batteri, virus e materiali radioattivi, per ottenere acqua pura.

Il risultato è che il soluto viene trattenuto sul lato pressurizzato della membrana e il solvente puro può passare dall'altro lato. Per essere "selettiva", questa membrana non dovrebbe consentire il passaggio di molecole o ioni di grandi dimensioni attraverso i pori (fori), ma dovrebbe consentire il passaggio libero di componenti più piccoli della soluzione (come le molecole di solvente, ad esempio acqua, H₂O).

Questo è particolarmente vero qui in California, dove la durezza dell'acqua del rubinetto è elevata. Perché allora non godersi un'acqua più pulita e sicura con un sistema a osmosi inversa?

Filtro a membrana R/O

All'inizio degli anni '50, il Dott. Sidney Loeb dell'UCLA rese pratica l'osmosi inversa (RO) sviluppando, insieme a Srinivasa Sourirajan, membrane anisotropiche semipermeabili. Le membrane per osmosi artificiale sono membrane semipermeabili appositamente progettate con pori di 0,0001 micron, un milionesimo dello spessore di un capello. Questa membrana è uno speciale filtro realizzato con tecnologia polimerica che non lascia passare contaminanti chimici, batteri e virus.

Quando si applica pressione all'acqua contaminata per farla passare attraverso questa speciale membrana, sostanze chimiche ad alto peso molecolare, come l'acqua di calce disciolta in acqua, e sostanze chimiche ad alto peso molecolare come la calce disciolta in acqua, vengono fatte passare attraverso la membrana semipermeabile con solo acqua pura a basso peso molecolare, ossigeno disciolto e tracce di minerali organici. Sono progettate per essere scaricate fuori dalla membrana dalla pressione della nuova acqua che non attraversa la membrana semipermeabile e continua a spingere all'interno.

Il risultato è che il soluto viene trattenuto sul lato pressurizzato della membrana e il solvente puro può passare dall'altro lato. Per essere "selettiva", questa membrana non dovrebbe consentire il passaggio di molecole o ioni di grandi dimensioni attraverso i pori (fori), ma dovrebbe consentire il passaggio libero di componenti più piccoli della soluzione (come le molecole di solvente, ad esempio acqua, H₂O).

Membrane, lanciate per scopi medici, sviluppate per scopi militari o per fornire ai soldati acqua potabile pulita e incontaminata, e per purificare ulteriormente l'urina degli astronauti raccolta in caso di eventi imprevisti durante l'esplorazione spaziale. Vengono utilizzate in ambito aerospaziale per la produzione di acqua potabile e, di recente, le principali aziende produttrici di bevande stanno utilizzando depuratori d'acqua industriali di grande capacità per la produzione di bottiglie, e sono ampiamente utilizzate per i depuratori d'acqua domestici.