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El carbón activado y su poder purificador

El carbón activado y su poder purificador

diciembre 30, 2020

Resulta imposible saber desde cuándo se utilizan los materiales de carbón. Lo cierto, es que antes del uso de lo que en la actualidad conocemos como carbón activado (carbones con una estructura porosa), en Tebas, Grecia, allá por el año 550 a.C. ya se describe el uso de carbón vegetal como absorbente en prácticas médicas.

Se tienen datos también de que los fenicios utilizaban barriles parcialmente carbonizados en su cara interna para conservar el agua. En el año de 1793, el Dr. D.M. Kehl utiliza el carbón vegetal para mitigar los olores emanados por la gangrena y en 1872 aparecen las primeras máscaras con filtros de carbón activo utilizadas en la industria química, para evitar la inhalación de vapores de mercurio.

Pero es en 1901 que R. von Ostrejko, inventa el carbón activado, patentando dos métodos diferentes para obtenerlo. Así pues, lo que hoy es un material de amplio uso, ya era una práctica legendaria.

De acuerdo con el diario inglés The Independent, el carbón activado debe su actual popularidad a la industria de la comida saludable, en especial a los sitios de jugos cold pressed (extraídos con prensa hidráulica) de California, Londres y Nueva York, donde se usó inicialmente gracias a sus cualidades de adsorción de toxinas, lo cual le otorgó la etiqueta de alimento “detox”.

Es decir, un alimento que ayuda a depurar nuestro organismo de sustancias nocivas, desechos y toxinas.

Un jugo con carbón activado puede ser divertido por su textura y color y probablemente te caiga bien al estómago. No obstante, el uso más importante y extendido del carbón activado está relacionado con la purificación y tratamiento del agua. 

¿Qué es el carbón activado?

El carbón activado o carbón activo es carbón poroso que tiene la capacidad de atrapar compuestos, principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un líquido. Lo hace con tal efectividad, que es el purificante más utilizado por el ser humano actualmente.

El carbón común se hace de la turba (carbón ligero y esponjoso que se forma por la descomposición de restos vegetales), del carbón de mina, de la madera, de la cáscara de coco (de los más populares) o del petróleo.

El carbón activado es similar al carbón común pero se produce calentando el carbón común con gas. Este proceso hace que se formen espacios o «poros» en el interior del carbón que ayudan a que éste pueda «atrapar» sustancias químicas para entonces convertirse en “carbón activado”.

Se usa comúnmente en el área médica para tratar las intoxicaciones, para disminuir los gases intestinales (flatulencias), para mejorar los niveles de colesterol, para tratar la resaca, para calmar el malestar estomacal y para tratar los problemas del flujo biliar (colestasis) durante el embarazo.

También se aplica sobre la piel en vendajes para ayudar en la cicatrización. No obstante, como ya se mencionó, su uso más extendido es para el tratamiento del agua, campo en el que es altamente valorado. 

Su principal función es la… ¿adsorción o absorción?

La superficie del carbón activado confiere varios puntos de enlace (poros), cuando ciertas sustancias químicas pasan cerca de la superficie del carbón se unen a él y quedan aprisionadas.

Decimos entonces que el carbón posee alta porosidad y por eso se vuelve un adsorbente. Es decir, las moléculas o iones de una sustancia quedan retenidos en la superficie del carbón activado por interacciones químicas y físicas.

La absorción, en cambio, es el proceso a través del cual un líquido es disuelto por otro líquido o un sólido.

Así, adsorber tiene más relación con adherir y absorber con diluir.

¿Qué es la filtración con carbón activado?

El carbón activado se utiliza en plantas de tratamiento de agua potable para eliminar las impurezas y contaminantes como materia orgánica, gases y partículas más pequeñas. Después de pasar por filtros de carbón activado, el agua sale clara y sin olor.

Las aplicaciones más benéficas del carbón activado tienen que ver con la reducción del sabor y olor a cloro, sedimentos y compuestos orgánicos.

Además, es utilizado para la pre y post filtración en equipos de ósmosis inversa (equipos de separación de partículas muy pequeñas en el agua como sales).

Este tipo de filtración se emplea para depuraciones de agua subterránea, purificaciones del caudal final de las estaciones de tratamiento de agua potable, decloraciones del agua, depuración de agua para piscinas, refinamiento de aguas residuales tratadas, entre otros.

Su funcionamiento es muy simple: consiste en introducir el agua por la parte superior de una columna o filtro que contiene el carbón activo para que, mediante la acción de la gravedad o de una presión artificial, circule hacia abajo y se recupere a través de un sistema de drenaje inferior.

¿Cómo funcionan los filtros de carbón activado?

Los filtros de carbón activo contienen pequeños fragmentos de carbón, en formato granulado o bloques, que han recibido un tratamiento para ser extremadamente porosos. Apenas 4 gramos de carbón activado tienen una superficie equivalente a un campo de fútbol. Esta enorme superficie es el secreto de la eficacia de los filtros de carbón activado en la adsorción (o eliminación) de contaminantes y otras sustancias.

Cuando el agua pasa por los filtros, los productos químicos quedan atrapados en el carbón y el resultado es un agua más pura. Su eficacia depende del flujo y de la temperatura del agua. En general, la mayoría de los filtros de carbón activado pequeños deberían utilizarse con una presión baja y agua fría.

Aparte de su superficie, los filtros de carbón activo pueden tener diferentes propiedades en función del tamaño de los contaminantes que eliminan.

¿Qué elementos remueve del agua el carbón activado?

Los filtros de carbón son muy efectivos para remover diversos químicos perjudiciales. Estos incluyen cloro, benceno, radón, compuestos de solventes de trihalometano, químicos orgánicos volátiles tales como pesticidas y herbicidas y cientos de otros químicos artificiales que pueden ponerse en contacto con el agua de la red mientras fluye por el sistema.

Además, los filtros de carbón activado eliminan los malos sabores y olores del agua.

El carbón activo puede utilizarse en filtros para jarras, en purificadores, en duchas, en peceras o en dispensadores de agua para oficinas o domésticos.

Tipos de filtrado de carbón.

El carbón activado puede obtenerse a partir de madera o carbón mineral y se comercializa como carbón activado granulado o bloques de carbón activado.

  • Carbón activado granular. Generan menos caída de presión y se pueden operar a mayor flujo por su tecnología compacta. Son fabricados a partir de carbón vegetal extruido de cáscara de coco.
  • Carbón activado en bloque. El carbón activado en bloque tiene una tasa de remoción de contaminantes mayor. Sin embargo, existen muchos factores que afectan esta tasa, incluyendo la cantidad de carbón en la unidad, el flujo de agua, la cantidad de tiempo que los contaminantes estuvieron en contacto con el carbón y el tamaño de la partícula. El carbón puede remover partículas de un tamaño entre 50 y 0,5 micrones, siendo un micrón una milésima porción de un milímetro, o mejor dicho 0,001 mm, algo imperceptible para el ojo humano a simple vista.
Carbón activado granular vs carbón activado en bloque

Procesos de purificación con carbón activado

Después de la filtración -que tiene por objeto retener sólidos presentes en un fluido-, no existe un sólo proceso de purificación con más aplicaciones que el carbón activado.

Algunos ejemplos son:

Potabilización de agua: el carbón retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfección, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales.

Deodorización y purificación de aire: por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de recirculación de aire en espacios públicos, ventilación de drenajes y plantas de tratamiento de agua, casetas de aplicación de pinturas, y espacios que almacenan o aplican solventes orgánicos.

Tratamiento en personas con intoxicación aguda: El carbón activado se considera el “antídoto más universal”, y se aplica en salas de urgencias y hospitales.

Refinación de azúcar: El carbón retiene las proteínas que dan color al jugo de caña; el objetivo fundamental de este proceso es evitar que el azúcar fermente y se eche a perder.

Decoloración de aceites vegetales: (como el de coco), glucosa de maíz y otros líquidos destinados a la alimentación.

Decoloración y deodorización de bebidas alcohólicas: como vinos de uva y destilados de cualquier origen.

Potabilizar el agua con carbón activado.

El funcionamiento de un filtro de carbón activado es el mismo que el de los filtros de arena, realizándose la retención de contaminantes cuando el agua pasa por un lecho filtrante compuesto de carbón activado.

El agua fluye hacia abajo a través del medio filtrante hasta alcanzar la salida.

Sin embargo, es importante considerar que el carbón activado debe utilizarse como parte de un tren de purificación de agua que incluyan otros tipos de filtros o procesos de eliminación de virus y bacterias.

Nuestro purificador de agua en punto de uso WaterStation Serie III es un dispensador que purifica el agua que proviene de la red pública en 4 etapas, que incluyen:

  • Filtro de Polipropileno Extruido: para eliminar sedimentos y partículas suspendidas como plomo, óxidos o arena.
  • Bloque de Carbón Activado: para eliminar contaminantes orgánicos, químicos como cloro y entregar agua libre de olores y sabores.
  • Membrana de Ultrafiltración: remueve todo el material disuelto en el agua mayor a 0.01 micras, como materiales farmacéuticos, metales y bacterias.
  • Luz UV: Justo antes de salir del purificador de agua, una potente luz UV esteriliza el agua eliminando 99.9% de bacterias y virus, como Cryptosporidium, Hepatitis-A, Polio, E. Coli, Rotavirus, etc.

Gracias a la combinación de estos pasos para purificar el agua, el dispensador de agua Serie III entrega agua libre de virus y bacterias, cristalina y de gran sabor.

En conclusión, el carbón activado ha demostrado ser un elemento muy útil en muchas áreas como en la medicina, la industria de la belleza y, más recientemente, en la alimentación, gracias a su poder adsorbente. No obstante el área en el que ha reportado mayores beneficios es en el tratamiento y purificación de agua tanto de uso industrial como humano.

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