¿Qué es el carbón activado y para qué sirve?
¿Qué es el carbón activado?
El carbón activado o carbón activo no es exactamente igual al carbón que todos conocemos. Se fabrica calentando materiales carbonosos, como la madera, la turba, el aserrín o las cáscaras de coco a temperaturas muy elevadas. Eso da lugar a un polvo muy poroso con un área superficial muy elevada, con una capacidad de absorción extremadamente alta.
Gracias a eso, se une a moléculas, iones o átomos, eliminando elementos nocivos de sustancias disueltas, es decir, atrapando compuestos de componentes líquidos o incluso gases. Eso permite que se utilice como purificante, siendo así uno de los más usados.
Características del carbón activado
Después de ver qué es el carbón activado, y antes de ver para qué sirve, vamos a ver sus características. Destaca su área superficial de gran tamaño, siendo mayor a 500 m²/g, y pudiendo alcanzar los 2500 m²/g. Si se observa con microscopio electrónico, se puede ver una gran cantidad de poros, recovecos y grietas. Gracias a estos, se produce el famoso proceso de adsorción, es decir, la adhesión de átomos.
Esta capacidad de adsorción o retención de átomos es muy elevada gracias al área superficial. Si el tamaño del poro es el adecuado, podría tener una capacidad de entre el 20 y el 50% de su propio peso.
El tamaño de los poros (radios porales) y su distribución determinan cómo se comportará el material. Pueden existir microporos (menos de 2 nm), mesoporos (de 2 a 50 nm) y macroporos (más de 50 nm). Los microporos sirven como vía de entrada, los mesoporos como transporte y los microporos realizan la adsorción.
Finalmente, hay otras características a valorar, como la dureza, la densidad, el tamaño de las partículas del carbón activado, el número de yodo o la actividad de tetracloruro de carbono.
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¿Cómo se obtiene?
Se podría obtener carbón activado de cualquier partícula que contenga carbono, aunque es muy complicado si está muy ordenado, como es el caso del diamante. Por lo general, cuanto más blando sea, más facilidad de activación tiene. Por ello, se suelen usar materias primas como madera de pino, carbón mineral como el de antracita, huesos de aceituna, cáscaras de nueces o conchas de coco.
La activación se produce de dos formas distintas:
- Activación física: es el más conocido. Simplemente se calienta el material carbonizado a temperatura elevada, con una mezcla de gases de combustión como el nitrógeno y el vapor de agua. Se da a temperaturas de entre 600 y 1100 ºC.
- Activación química: se utiliza una sustancia deshidratante junto al material carbonizado, tratándolo a temperaturas moderadas de unos 550ºC. Eso sirve para romper las uniones, y que sea más sencillo. El problema es que el agente deshidratante podría dejar residuos incluso después del lavado.
Cuando el carbón activado se utiliza en exceso, se satura pero se puede recuperar mediante la reactivación térmica. Para ello, se calienta a temperaturas de hasta 900ºC en hornos rotatorios o multietapa, reciclando así el compuesto. Las altas temperaturas permiten secar el material, evaporar los compuestos volátiles y descomponer los compuestos no volátiles adsorbidos. Finalmente, se produce una reacción que vuelve a formar los microporos.
¿Para qué sirve el carbón activado?
Después de ver qué es, veremos para qué sirve el carbón activado. Tiene una gran multitud de usos, incluyendo usos como desintoxicante en sobredosis o envenenamientos, siendo considerado como el antídoto más universal. Asimismo, se usa para refinar el azúcar, para recuperar el oro y aislarlo de otros minerales previa disolución en cianuro de sodio y para filtrar toxinas para mejorar la salud renal.
También tiene usos cosméticos, como blanqueamiento de dientes, cuidado de la piel, eliminación de malos olores y tratamiento de infecciones. Su uso como decolorante es muy conocido, decolorando el aceite vegetal de coco, la glucosa de maíz o la decoloración de bebidas alcohólicas.
Lo más interesante del carbón activado es que funciona como purificador del agua, siendo así un filtro de agua natural. Es capaz de absorber las toxinas, medicamentos y microorganismos infecciosos presentes en la misma. Por ello, se venden productos para purificar el agua del hogar, con una elevada efectividad.
También es muy conocido su uso para purificar el aire. Se utiliza en campanas de cocina, en purificación de aire comprimido en tanques de buceo, para controlar contaminantes industriales, en sistemas de aire acondicionado, en cabinas de pintura y en mascarillas con respiradores de cartucho.
Dependiendo de su función, el tipo de carbón activo que se usará cambiará, ya que cambia el contaminante a atrapar. De este modo, el carbón activo usado servirá para atrapar un contaminante en concreto, dependiendo de su pH, su peso molecular y su diámetro molecular.
El carbón activado que se puede comprar en tiendas viene en forma de polvo, en forma granulada o en pellets cilíndricos. La forma depende del tipo de uso que se le quiera dar, ya que los cilíndricos funcionan mejor para tratar gases, mientras que el polvo sirve para purificar líquidos.
Por ejemplo, para purificar el aire se utilizará concha de coco activada térmicamente, ya que tiene la mayor microporosidad. Para la purificación de agua se utiliza también la concha de coco, pero también se pueden usar minerales bituminosos. En el caso de que se quiera decolorar, se usarán carbones de madera activados químicamente, ya que tienen la mayor macroporosidad.
