O que é o carvão ativado e para que serve?

Já ouviu falar da utilidade do carvão ativado e as suas múltiplas utilizações? Hoje vamos ver o que é o carvão ativado e para que serve.

O que é o carvão ativado?

O carvão ativado ou carvão ativo não é exatamente igual ao carvão que todos conhecemos. Fabrica-se aquecendo materiais de carbono, como a madeira, a turfa, o serrim ou as cascas de côco a temperaturas muito elevadas. Isso dá lugar a um pó muito poroso com uma área de superfície muito elevada, com uma capacidade de absorção extremamente alta.

Graças a isso, liga-se às moléculas, iões ou átomos, eliminando elementos nocivos de substâncias dissolvidas, ou seja, retendo compostos de componentes líquidos ou mesmo gasosos. Isso permite que se utilize como purificante, sendo, assim, um dos mais utilizados.

Características do carvão ativado

Depois de ver o que é o carvão ativado, e antes de ver para que serve, vamos ver as suas características. Destaca-se a sua grande área superficial, com mais de 500 m2/g, podendo atingir os 2500 m2/g. Se for observado com microscopio eletrónico, pode ver-se uma grande quantidade de poros, cantos e fendas. Graças a isto, ocorre o famoso processo de absorção, ou seja, ligação de átomos.

Esta capacidade de absorção ou retenção de átomos é muito elevada graças à área superficial. Se o tamanho do poro é o adequado, poderia ter uma capacidade entre 20 e 50% do seu próprio peso.

O tamanho dos poros (raios porais) e a sua distribuição determinam como se comportará o material. Podem existir microporos (menos de 2nm), mesoporos (de 2 a 50nm) e macroporos (mais de 50 nm). Os microporos servem como via de entrada, os mesoporos como transporte e os macroporos realizam a absorção.

Finalmente, existem outras características a ter em conta, como a dureza, a densidade, o tamanho das partículas do carvão ativado, o número de iodo ou a atividade de tetracloreto de carbono.

Como se obtém?

O carvão ativado pode ser obtido a partir de qualquer partícula que contenha carbono, embora seja muito complicado se estiver muito ordenado, como é o caso do diamante. De forma geral, quanto mais macio for, mais facilmente pode ser ativado. Por isso, são normalmente utilizadas matérias primas como madeira de pinho, carvão mineral (como a antracite), caroços de azeitona, cascas de nozes ou de côco.

A ativação produz-se de duas formas distintas:

• Ativação física: é o mais conhecido. Simplesmente aquece-se o material carbonizado a temperaturas elevadas, com uma mistura de gases de combustão como o nitrogénio e o vapor de água. Ocorre a temperaturas entre 600 e 1100ºC.
• Ativação química: utiliza-se uma substância desidratante juntamente com o material carbonizado a temperaturas de cerca de 550ºC. Isso serve para quebrar as ligações de forma mais fácil. O problema é que o agente desidratante poderia deixar resíduos mesmo depois de ser lavado.

Quando o carvão ativado se utiliza em excesso fica saturado, mas pode ser recuperado através da reativação térmica. Para isso, é aquecido a temperaturas até 900ºC em fornos rotativos ou de várias fases, reciclando, assim, o composto. As altas temperaturas permitem secar o material, evaporar os compostos voláteis e decompor os compostos não voláteis absorvidos. Finalmente, produz-se uma reação que volta a formar os microporos.

Para que serve o carvão ativado?

Depois de ver o que é, veremos para que serve o carvão ativado. Tem uma grande variedade de utilizações, inclusive como desintoxicante em overdoses ou envenenamentos, sendo considerado como o antídoto mais universal. Além disso, utiliza-se para refinar o açucar, para recuperar o ouro e isolá-lo de outros minerais, dissolvendo-o em cianeto de sódio, e para filtrar toxinas para melhorar a saúde dos rins.

Também tem usos cosméticos, como branqueamento de dentes, cuidados de pele, eliminação de maus odores e tratamento de infeções. A sua utilização como descolorante é muito conhecida, descolorando o óleo vegetal de côco, a glucose de milho ou as bebidas alcoólicas.

O mais interessante do carvão ativado é que funciona como purificador de água, sendo um filtro de água natural. É capaz de absorver as toxinas, medicamentos e microorganismos infecciosos presentes na água. Por isso são vendidos produtos para purificar a água doméstica com elevada eficácia.

Também é muito conhecido para purificar o ar. É utilizado em exaustores de cozinha, na purificação de ar comprimido em tanques de mergulho, no controlo de poluentes industriais, em sistemas de ar condicionado, em cabines de pintura e em respiradores de cartucho.

Dependendo da sua função, o tipo de carvão ativado utilizado varia em função da alteração do poluente a reter. Assim, o carvão ativado utilizado servirá para reter um determinado poluente, em função do seu pH, peso molecular e diâmetro molecular.

O carvão ativado comprado em lojas apresenta-se sob a forma de pó, granulado ou pastilhas cilíndricas. A forma depende do tipo de utilização, uma vez que as formas cilíndricas são mais adequadas para o tratamento de gases, enquanto as formas em pó são mais adequadas para a purificação de líquidos.

Por exemplo, a casca de coco ativada termicamente será utilizada para a purificação do ar, uma vez que tem a microporosidade mais elevada. Para a purificação da água, são também utilizadas cascas de coco, mas podem também ser utilizados minerais betuminosos. No caso da descoloração, é utilizado o carvão de madeira ativado quimicamente, uma vez que tem a macroporosidade mais elevada.