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Colegio Jesús María
Alicante
energía osmótica
¿QUÉ ES LA ENERGÍA OSMÓTICA?
La energía osmótica, también conocida como energía azul, es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de sales entre el agua de mar y de río. Los métodos actuales para obtenerla son por presión retardada (PRO: pressure retarded osmosis) y la electrodiálisis inversa (RED: Reverse ElectroDialysis). Ambos procesos dependen del fenómeno de la ósmosis con membranas semipermeables, de manera que el agua dulce genera una corriente hacia el agua salina. El producto de “desecho” de la energía osmótica es agua ligeramente salada.
ventajas
-Es una fuente de energía sin emisiones de CO2.
-Es un proceso natural que se da en todo el mundo
-Las plantas de energía azul están diseñadas para extraer la energía de este proceso sin interferir en la calidad del entorno del sitio.
-Bajo impacto ecológico.
-La producción de energía es estable y predecible.
desventajas
-Mantener activa una central osmótica requiere mayor cantidad de dinero y energía que la que se produce.
-Las membranas son de costosa producción.
-Solo resulta rentable en grandes extensiones de agua para generar la presión necesaria y mover la turbina.
CÓMO FUNCIONA LA ÓSMOSIS
La ósmosis es un fenómeno físico que consiste en el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable que no permite el paso del soluto. Esta membrana separa dos tipos de medio, uno con más concentración de sales (medio hipertónico) y otro con menos (medio hipotónico). La diferencia de concentración produce cierta presión en la solución y ahí se encuentra el objetivo de la ósmosis: equilibrar la presión entre las dos substancias (medio isotónico). Con todo esto, el flujo de agua será de la zona de menos presión (menos concentración) a la que tenga más presión (mayor concentración).
Existe asimismo la ósmosis invertida, un sistema de filtración en el cual se ejerce presión para invertir el flujo de la ósmosis natural. En consecuencia, se consigue un movimiento del soluto más concentrado al menos concentrado. Las partículas quedan "atrapadas" en la membrana semipermeable y se adquiere un agua limpia.
proceso de la ósmosis
diferencias entre ósmosis, difusión y diÁlisis
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA AZUL
La tecnología osmótica está en desarrollo y todavía no existen centrales funcionales, aunque los métodos de producción sí han sido verificados en condiciones de laboratorio. Se están construyendo sistemas en los en regiones con ríos caudalosos, como Países Bajos (RED) y Noruega (PRO).
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La ósmosis por presión retardada consiste en poner en contacto los dos fluidos a través de una membrana específica que permite pasar el agua, pero no las sales. Se crea así una diferencia de presión que puede aprovecharse en una turbina. Una planta prototipo funciona en Noruega, proyecto de la compañía Statkraft.
La electrodiálisis inversa se ha demostrado en condiciones de laboratorio. El creador de esta tecnología es la empresa REDStack, con membranas de FUJIFilm. Hoy en día, opera en los Países Bajos una planta de prueba.
El principal obstáculo de la energía osmótica es el precio de las membranas: se deben fabricar con polietileno modificado eléctricamente para hacerlo semipermeable, cosa que no resulta fácil. Otras alternativas propuestas han sido formar una doble capa eléctrica y un método de presión de vapor; sin embargo, no han tenido éxito.
EXPERIMENTO CASERO DE LA ÓSMOSIS
MATERIALES:
-Sal (60 gramos)
-Agua destilada
-4x vasos de precipitados
-Fruta o verdura: zanahorias, patatas...
-Balanza
-Cuchara
1. llenar los vasos de precipitados con agua
En primer lugar, debemos llenar los vasos de precipitados, uno para medio hipotónico y otro para hipertónico, con agua destilada. Hemos puesto 350 mililitros pero la cantidad puede variar: lo importante es medir el volumen inicial y el final para ver la variación en la cantidad de agua que se ha movido por ósmosis. Es importante, asimismo, que la verdura quede sumergida.
2. calcular la cantidad de sal
En segundo lugar, con la ayuda de una balanza, medimos aproximadamente 30g de sal por vaso de precipitado. La cantidad se debe a la concentración salina media del mar, por lo que hemos intentado recrear estas condiciones naturales en laboratorio. Colocamos un matraz o un vaso sobre la balanza, pulsamos el botón TARE para anular el peso del recipiente y a continuación echamos la sal con una cuchara.
3. echar sal al medio hipertónico
Una vez hayamos medido la cantidad de sal necesaria, la echamos al medio hipertónico y removemos con una cuchara para que quede disuelta completamente.
4. poner la fruta o verdura
En cuarto lugar, debemos poner la fruta o la verdura que hayamos elegido en los vasos de precipitados. Para el experimento hemos elegido dos patatas y dos zanahorias. Dejamos reposar unos días.
5. comparar los resultados
Por último, sacamos la verdura de los vasos de precipitados y comparamos los niveles de agua actuales con los valores iniciales. En nuestro caso, la cantidad de agua en el medio hipertónico ha aumentado de 350mL a 400mL, esto significa que el agua se ha desplazado desde la zanahoria hasta el medio externo para intentar regular la concentración de sales a ambos lados de la membrana. Fuera de sus células, la concentración de sal es mucho mayor que dentro, así que el agua sale de la verdura. Al perder agua, su tamaño disminuye y sus células empiezan a morir y a perder su rigidez. Por esta razón, la zanahoria del medio hipertónico se ha quedado elástica y ha ennegrecido. Lo contrario ha sucedido con la zanahoria en medio hipotónico: dentro de sus células, la concentración de sal es mayor que fuera, así que el agua se desplaza dentro. La cantidad de agua disminuye en el matraz, y el tamaño y rigidez de la zanahoria aumentan.
¿No has entendido el proceso? ¡Aquí te dejamos un vídeo explicativo!
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