Gradiente de concentración: qué es, cómo su calcula y su fórmula

Como probablemente sabrás, los cuerpos necesitan energía para realizar cada uno de sus procesos vitales, y eso significa que también la utilizamos a la hora de respirar o pensar, no sólo movernos. Por esto nos detenemos en saber qué es un gradiente de concentración.

Además de eso, todos los organismos consumen de esa misma energía para permitir la construcción de moléculas, y una de las formas en las que esto es posible son los gradientes de concentración.

Tal concepto, que puede ser un poco complejo para describirlo en abstracto, debe ser ejemplificado del siguiente modo: la concentración es qué tan común es algo en su medio, en un área específica. Imagina, por caso, tener que colocar una paleta en un vaso de agua, componentes que estarán separados hasta que la paleta se derrita, y entonces su relación cambie por completo.

Evidentemente, la paleta ya derretida no podría mantenerse separada del agua, y eso se debe a que las moléculas tienden a desplazarse cuando se encuentran en un área de alta concentración, y disponen de un área de baja concentración, dando lugar a ese fenómeno tan particular.

Como en el agua no hay azúcar, el azúcar se difunde, y pasa de la paleta ahora agua, a mezclarse con el resto del agua, en lo que se denomina “difusión” más propiamente, y que explica con precisión el proceso, aunque este movimiento tiene muchas otras ejemplificaciones.

En los organismos vivos, el paso de un medio con una concentración a otro se da hasta mediante barreras, las membranas, capas de material que actúan como límites, pero que tienen determinadas licencias para algunos elementos que deben entrar o salir de ellas para subsistir.

En el momento en el que una concentración se acumula de un sólo lado de la membrana o barrera, se produce lo que se llama “gradiente de concentración”, que será baja a un lado, pero alta al otro. Los iones de hidrógeno, por citar un ejemplo más, suelen moverse hacia abajo en el gradiente de concentración, de alta a baja concentración, funcionando como una represa que lo iguala todo.

Al abrirse las compuertas, los iones de hidrógeno o cualquier elemento en cuestión, pasará desde allí donde se ha acumulado hacia donde se registra un faltante, hasta que haya una nivelación.

¿Cómo se calcula el gradiente de concentración?

Para realizar este cálculo se debe recurrir a las Leyes de Fick, leyes cuantitativas acerca de la difusión, que se desarrollan en forma de ecuación diferencial, y que describen, desde un punto de vista matemático, la difusión física en medios desequilibrados, química o térmicamente.