Membrana

Una membrana es una estructura biológica o artificial, elástica o no, que generalmente separa dos medios diferentes.

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Desde un punto de vista estructural, una membrana elástica es un elemento resistente bidimensional caracterizado por tener una rigidez flexional muy baja o nula y trabajar en cada punto según tensiones mecánicas paralelas al plano tangente a la membrana.

Membrana semipermeable

Se trata de una membrana que permite el paso preferencial de ciertas sustancias presentes en una disolución frente a otras. La parte que ha atravesado la membrana se conoce como permeado y la que no es el rechazo. En consecuencia, permite lograr una separación diferencial de unas sustancias frente a otras. Para que el paso de sustancias a través de la membrana se produzca, es necesario la presencia de una fuerza impulsora entre ambos lados de la membran, la cual puede ser de diferente naturaleza: diferencia de presión, diferencia de concentración, potencial eléctrico, etc. Una vez establecido el flujo, el diferente grado de paso de unas sustancias respecto de otras se produce por criterios físicos (tales como el tamaño del poro) o químicos (como la solubilidad y difusión en la membrana, etc.).

Como ejemplo de como actúa una membrana veamos el fenómeno de ósmosis directa. Para ello, supongamos dos compartimentos separados por una membrana semipermeable (p.e. de acetato de celulosa), de manera que uno contiene agua (compartimento A) y otro una disolución salina concentrada (compartimento B). En esta situación existe un mayor potencial químico del agua presente en A, lo que se manifiesta como una tendencia hacia difundirse hacia B como pretendiendo diluir esta disolución. Los iones presentes en la disolución salina no atraviesan la membrana significativamente, por que no tienen afinidad química hacia el material polimérico que la constituye. Por el contrario, las moléculas de agua pueden formar puentes de hidrógeno con el polímero de la membrana y atravesarla. En consecuencia se origina un flujo de agua desde A hacia B, descendiendo el nivel de A y aumentando el de B. El equilibrio se alcanzará cuando la presión estática que origina la diferencia de nivel contrarreste la diferencia de potencial químico debida a la concentración. En este momento, la diferencia de alturas será representativa de la diferencia de presión osmótica de ambas disoluciones. Si se aplica ahora una presión al compartimento B mayor que la presión osmótica, se obtendrá un flujo de agua de B hacia A prácticamente desprovisto de iones ya que éstos no atraviesan la membrana fácilmente. Este fenómeno conocido como ósmosis inversa es la base para la obtención de agua en muchas plantas desaladoras.

Véase también

• Membrana celular
• Membrana elástica