Filtro de carbón activado

Carbon activado.

A lo largo de todo el manual, encontraras todas las respuestas y dudas que tengas sobre el carbon activo, partiendo de la descripción del carbón en si y destacando característica y aplicaciones del carbón activo.

El carbón activado es un producto que posee una estructura cristalina reticular similar a la del grafito; es extremadamente poroso y desarrolla áreas superficiales  de 1,500 metros cuadrados, por gramo de carbón.

Todos los átomos de carbón en la superficie de un cristal son capaces de atraer moléculas de compuestos que causan color, olor o sabor indeseables; la diferencia con un carbón activado consiste en la cantidad de átomos en la superficie disponibles para realizar la adsorción.  la activación de cualquier carbón consiste en ” multiplicar” el área superficial creando una estructura porosa. Es importante mencionar que el área superficial del carbón activado es interna. Para darnos una idea más clara de la magnitud de la misma, imaginemos un gramo de carbón en trozo el cual moleremos muy fino para incrementar su superficie, como resultado obtendremos un área aproximada de 3 a 4 metros cuadrados, en cambio, al activar el carbón logramos multiplicar de 200 300 veces este valor . sirve para tratar impurezas orgánicas que causa color, olor o sabor indeseable, normalmente la adsorción con carbón activado suele ser la técnica más económica y sencilla.

El nombre de carbón activado se aplica a una serie de carbones porosos preparados artificialmente a través de un proceso de carbonización,

Es un producto obtenido a partir del carbón amorfo, el cual se ha sometido a un tratamiento de activación con el fin de incrementar su área superficial .

La diferencia fundamental entre uno y otro tipo de carbón radica en la estructura, o arreglo de sus átomos. En el caso del carbón activo, éstos se encuentran combinados en forma de placas graníticas, que pueden representarse de acuerdo a la siguiente figura.

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estructura carbon activo

Las placas están separadas y tienen distintas orientaciones, por lo que existen espacios entre ellas, a los que se les denominan poros, que brindan al carbón activo su principal característica: una gran área superficial, y por lo tanto, una alta capacidad adsorbente. El área de la mayoría de los carbones activados comerciales están entre 500 – 1500 m2/g.

El carbón activado es un material de carbón que se prepara en la industria para que tenga una elevada superficie interna y así poder adsorber (retener sobre su superficie) una gran cantidad de compuestos muy diversos, tanto en fase gaseosa como en disolución.

Se trata de un material poroso que se obtiene por carbonización y activación de materiales orgánicos, especialmente de origen vegetal, hullas, lignitos y turbas, con el fin de obtener un alto grado de porosidad y una importante superficie intraparticular. La elevada superficie específica facilita la adsorción física de gases y vapores de mezclas gaseosas o sustancias dispersas en líquidos.

La actividad del carbón activo en los procesos de adsorción viene dada fundamentalmente, por la naturaleza de la materia prima y el proceso de activación utilizado en la producción del mismo. Su capacidad absorbente se ve muy favorecida por la estructura porosa y la interacción con adsorbatos polares y no polares, dada su estructura química, además las reacciones químicas en su superficie están influenciadas por centros activos, dislocaciones y discontinuidades, donde los carbones tienen electrones desapareados y valencias insaturadas presentando mayor energía potencial.

Entre los microcristales que constituyen el carbón, existen huecos o espacios vacíos los cuales se denominan poros. El área superficial total de estos poros, incluida el área de sus paredes, es muy amplia, siendo ésta la principal razón de su gran capacidad de absorción.

De acuerdo con la terminología de la IUPAC, los poros cuyo tamaño no excede de 2 nm son llamados microporos, que son donde ocurre el fenómeno de adsorción en mayor medida, los que exceden de 50 nm son llamados macroporos, éstos juegan un papel importante en el transporte del adsorbato a través de los mesoporos hasta los microporos, los mesoporos son de tamaño intermedio a los valores mencionados (entre 2 y 50 nm). El volumen de los microporos es en general mayor de 0,2 cm3/g pudiendo alcanzar elevados valores de área de superficie específica interna.

Podemos clasificar el carbón activo en granular y polvo, dependiendo del tamaño de grano del mismo (grano grueso o grano fino).

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carbon activo granular peller

Propiedades del carbon activo.

Desde tiempos remotos los egipcios descubrieron que el carbón de madera podría utilizarse para purificar otros Productos e incluso usarse con fines medicinales. En la actualidad, el carbón activado es utilizado para remover color, olor y sabor de una infinidad de productos, por lo cual lo podemos encontrar en aplicaciones tan sencillas como peceras o filtros de la nevera,  sistemas industriales como modernas plantas de tratamiento de aguas residuales o delicados sistemas de elaboración de antibióticos.

La elevada capacidad de eliminación de sustancias se debe a la alta superficie interna que posee. En general, los microporos le confieren la elevada superficie y capacidad de retención, mientras que los mesoporos y macroporos son necesarios para retener moléculas de gran tamaño, como pueden ser colorantes o coloides, y favorecer el acceso y la rápida difusión de las moléculas a la superficie interna del sólido.

“El carbón activado, es el adsorbente universal”

No obstante, por su naturaleza apolar y por el tipo de fuerzas implicadas en el proceso de adsorción, retendrá preferentemente moléculas apolares y de alto volumen molecular (hidrocarburos, fenoles, colorantes…), mientras que sustancias como nitrógeno, oxígeno y agua prácticamente no son retenidas por el carbón a temperatura ambiente.
Las propiedades adsorbentes de un carbón activado no dependen únicamente de la superficie y la porosidad. En particular, las sustancias polares se retienen débilmente sobre la superficie (apolar) del carbón. En estos casos, la fijación al carbono de “heteroátomos”, principalmente oxígeno e hidrógeno, formando estructuras o grupos funcionales tipo ácido carboxílico, lactosas, carbonilo, etc., elevan la afinidad de las sustancias polares por la superficie del adsorbente.

Composición química del carbon activo

El término carbón activo designa un amplio espectro de materiales que se diferencian fundamentalmente en su estructura interna

Desde el punto de vista de la composición química, el carbón activo es carbón prácticamente puro. Posee la propiedad de adsorber, que consiste en un fenómeno fisicoquímico en el que un sólido llamado adsorbente atrapa en sus paredes a cierto tipo de moléculas, llamadas adsorbatos y que están contenidas en un líquido o gas.

 

La composición química del carbón activo es aproximadamente un 75-80% en carbono, 5–10% en cenizas, 60% en oxígeno y 0,5% en hidrógeno.

El carbón activo tiene una gran variedad de tamaños de poros, los cuales pueden clasificarse de acuerdo a su función, en poros de adsorción y poros de transporte.

Los primeros consisten en espacios entre placas graníticas con una separación de entre una y cinco veces el diámetro de la molécula que va a retenerse. En éstos, ambas placas de carbón están lo suficientemente cerca como para ejercer atracción sobre el adsorbato y retenerlo con mayor fuerza.

Los poros mayores que los de adsorción son de transporte. Actúan como caminos de difusión por los que circula la molécula hacia los poros de adsorción en los que hay una atracción mayor.y tienen un rango muy amplio de tamaño, que van hasta el de las grietas que están en el límite detectable por la vista, y que corresponde a 0.1mm. Tiene poca influencia en la capacidad del carbón activo afectan a la cinética o velocidad con la que se lleva a cabo la adsorción.

Clasificación de los poros, que se basan en el diámetro de los mismos, de acuerdo a lo siguiente:

− Microporo: Menores a 2 nm − Mesoporos: Entre 2 y 50 nm. − Macroporos: Mayores a 50 nm (típicamente de 200 a 2000 nm)
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Los microporos tienen un tamaño adecuado para retener moléculas pequeñas que aproximadamente corresponden a compuestos más volátiles que el agua, tales como olores, sabores y muchos solventes.

Los macroporos atrapan moléculas grandes, tales como las que son cloradas o las sustancias húmicas que se generan al descomponenrse la materia orgánica.

Los mesoporos son los apropiados para moléculas intermedias entre las anteriores.

Por lo tanto la capacidad de un carbón activo para retener una determinada sustancia no solo depende de su área superficial, sino también de la proporción de poros internos que tenga dicho carbón, y del tamaño de los mismos (un tamaño adecuado para un poro debe oscilar entre 1 y 5 veces el diámetro de la molécula a retener)

Qué es un filtro de carbón activado?

Un filtro de carbón activado o carbón activo es especialmente útil para captar compuestos, principalmente orgánicos, de un gas o un líquido.  Por esta misma razón es utilizado en casi todas las tareas que se necesita hacer una filtración para retener sólidos, como por ejemplo:

  • Filtrado de agua para potabilizarla: Con el uso del carbón vegetal retiene en el agua toxinas, olores, grasas, aceites, detergentes, plaguicidas y muchas otras substancias tóxicas para nuestro organismo…. Si tienes un equipo de filtración ósmosis o una garra filtrante en casa y abres el filtro de agua podrás comprobar que funciona con carbón activado.
  • Purificar el aire o anti-olores: En los respiradores de fabricas con substancias tóxicas volátiles, purificación del aire en espacios públicos, eliminar olor de cultivos de cannabis…
  • Recuperación de oro.
  • Refinación, decoloración de aceites vegetales, bebidas alcohólicas y el azúcar.

Para cada proceso existe un filtro de carbono adecuado a las necesidades del sistema filtrante modificando únicamente sus dimensiones i la forma que se hace pasar el gas o líquido.

carbón activado
Carbon activo granulado

Cada cuando se tiene de cambiar el filtro?

Seguramente te haces esta pregunta porque utilizas un sistema de ósmosis para tener agua potable desde el grifo de tu casa y no sabes cuando es el momento de renovar el carbono de los filtros. El desgaste del filtrante depende del uso y la agua que filtra.  A través del gusto de el agua es muy difícil detectar que ya no retiene los contaminantes orgánicos, pero cuando no elimine el cloro vas a notar el sabor de agua de grifo. En aquel momento sabrás que se tienen de cambiar los filtros.

 

No obstante el carbón activo tiene una mayor capacidad para retener el cloro que otros elementos, por lo tanto al momento de detectarlo con el gusto del agua seguramente ya hará tiempo que no retiene las otras impurezas. Por lo tanto como criterio general se recomienda cambiar el carbón activo de nuestro equipo de filtración cada año para poder seguir disfrutando de una filtración óptima.

En caso de ser un sistema anti-olores o otros tipo de filtro siempre recomendamos contactar con el fabricante ya que es muy difícil estimar cuando ha perdido su efectividad.

Que es un ECOFILTRO?

Es un filtro reutilizable que aporta  una mejora al medio hamviente al generar ningun residuo. Para abaratar el coste del producto y crear un producto totalmente ecológico. El hecho de tener el envoltorio de plástico y el mineral juntos hace que los filtres tradicionales no es puedan reciclar.  Nuestros filtros sí. Una vez consumido es vacía el carbon activo al contenedor de biodegradable. De este modo se consigue un círculo cerrado: volvemos el producto a la naturaleza.Cumplen los normas alemanas nsf/ansi, que analizan la capacidad de reducir los contaminantes, el gusto, el olor y la transparencia del agua.

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Todos los filtros tienen los certificaciones del ministerio de sanidad que demuestran su compromiso con el suministro de soluciones de la más alta calidad y seguridad.

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