{"id":13971,"date":"2024-12-03T08:59:59","date_gmt":"2024-12-03T08:59:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.chemviron.eu\/como-funciona-el-carbon-activado\/"},"modified":"2026-03-02T07:22:33","modified_gmt":"2026-03-02T07:22:33","slug":"como-funciona-el-carbon-activado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.chemviron.eu\/es\/como-funciona-el-carbon-activado\/","title":{"rendered":"\u00bfC\u00f3mo funciona el carb\u00f3n activado?"},"content":{"rendered":"\t\t
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En nuestro otro art\u00edculo, presentamos el carb\u00f3n activado<\/a>; su estructura, de qu\u00e9 est\u00e1 hecho, sus principales formas y c\u00f3mo se produce. En este art\u00edculo, explicamos c\u00f3mo funciona el carb\u00f3n activado. <\/p>

\u00bfAdsorci\u00f3n de carbono?<\/span><\/h2>

Tenga en cuenta que existe una diferencia importante y clara entre ADsorci\u00f3n y ABsorci\u00f3n:<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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La adsorci\u00f3n es causada por las fuerzas de dispersi\u00f3n de London, que son un tipo de fuerza de Van der Waals o electrost\u00e1tica que existe entre todas las mol\u00e9culas. Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas el\u00e9ctricas no espec\u00edficas y relativamente d\u00e9biles que atraen mol\u00e9culas neutras entre s\u00ed en l\u00edquidos, aire y gases. <\/p>

Las fuerzas de dispersi\u00f3n de London son fuerzas de atracci\u00f3n de corto alcance y, por lo tanto, bastante sensibles a la distancia entre la superficie del carb\u00f3n activado y la mol\u00e9cula que se adsorbe. Sin embargo, estas fuerzas son aditivas. <\/p>

Esto significa que la fuerza de adsorci\u00f3n en el sitio de adsorci\u00f3n es la suma de todas las interacciones entre los \u00e1tomos de carbono y la mol\u00e9cula a adsorber. El corto alcance y la naturaleza aditiva de estas fuerzas significan que el carb\u00f3n activado se considera que tiene las fuerzas de adsorci\u00f3n f\u00edsica m\u00e1s fuertes y el mayor volumen de adsorci\u00f3n de cualquier material conocido. <\/p>

Por lo tanto, las fuerzas de adsorci\u00f3n m\u00e1s fuertes ocurren cuando la distancia entre las plaquetas de carbono y la mol\u00e9cula a adsorber es muy peque\u00f1a, por lo que hay una energ\u00eda de adsorci\u00f3n m\u00e1xima.<\/p>

La adsorci\u00f3n es la deposici\u00f3n de compuestos (adsorbatos) de agua o soluci\u00f3n o la condensaci\u00f3n de gases sobre la superficie del carb\u00f3n activado (o adsorbente). Estos adsorbatos experimentan un cambio de fase al adsorberse porque su energ\u00eda es mucho menor una vez adsorbidos. Por lo tanto, la adsorci\u00f3n realmente tiene lugar a trav\u00e9s de interacciones energ\u00e9ticas y no a trav\u00e9s de un proceso de tamizado molecular. <\/p>

Sin embargo, el carb\u00f3n activado no se hincha como una resina de intercambio i\u00f3nico o una esponja. Esto se debe a que todo el trabajo ocurre en lo profundo de la estructura del carbono, donde la mol\u00e9cula adsorbente desplaza cualquier mol\u00e9cula de agua retenida en el \u00e1rea de la superficie interna.
Las mol\u00e9culas contaminantes se mantienen eficazmente en su lugar en la superficie interior del carbono y se eliminan debido a las numerosas interacciones que se producen en el \u00abporo\u00bb del carbono. <\/p>

Estructura del carb\u00f3n activado<\/span><\/h2>

Un lecho de carb\u00f3n activado consta de aproximadamente<\/p>

  • un 40 % que son los huecos entre las part\u00edculas de carbono que constituyen el volumen drenable si el lecho de carbono est\u00e1 en soluci\u00f3n.<\/li>
  • un 20 % se considera el volumen de la propia part\u00edcula de carbono que comprende el esqueleto de carbono.<\/li>
  • un 40 % se considera el \u00abvolumen total de poros\u00bb dentro de la part\u00edcula de carbono, que es el volumen no drenable.<\/li><\/ul>


    Luego, tomando solo el gr\u00e1nulo o part\u00edcula de carbono individual, este consiste aproximadamente en: –<\/p>

    • un 35 % como volumen del esqueleto de carbono,<\/li>
    • un 25 % como volumen de \u00abporos de transporte\u00bb<\/li>
    • un 40 % como volumen de \u00abporos de adsorci\u00f3n\u00bb<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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      El volumen de \u00abporos de transporte\u00bb comprende poros grandes que var\u00edan en tama\u00f1o desde los m\u00e1s grandes de 0,1 micras hasta grietas y fisuras visibles en la part\u00edcula de 0,1 mm.<\/p>

      Estos \u00abporos de transporte\u00bb act\u00faan como una v\u00eda de difusi\u00f3n para transportar el contaminante desde fuera de la estructura del carbono, hacia la part\u00edcula y hasta el sitio de adsorci\u00f3n. Contienen gradientes de concentraci\u00f3n o presi\u00f3n que impulsan el proceso de difusi\u00f3n de poros y, por lo tanto, el contaminante hacia los sitios de adsorci\u00f3n. <\/p>

      Estos poros son mucho m\u00e1s grandes que los poros de adsorci\u00f3n m\u00e1s grandes y no pueden adsorber contaminantes, incluso en condiciones cercanas a la saturaci\u00f3n. Por lo tanto, cualquier soluci\u00f3n en estos poros se considera potencialmente recuperable. <\/p>

      La siguiente ilustraci\u00f3n muestra un compuesto adsorbente (adsorbato) en un l\u00edquido que se difunde a trav\u00e9s del lecho de carb\u00f3n activado, a trav\u00e9s de la propia part\u00edcula y luego hacia el sitio de adsorci\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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      Los \u00abporos de adsorci\u00f3n\u00bb son los poros m\u00e1s finos de la estructura del carbono y aquellas partes de la estructura del carbono que tienen la capacidad de adsorci\u00f3n. Estos poros de adsorci\u00f3n son los huecos, grietas y fisuras entre las placas de grafito donde existen fuerzas intermoleculares suficientes para que se produzca la adsorci\u00f3n. Las anchuras de esta estructura son de dimensiones moleculares y no superiores a 10 a 50 nm. <\/p>

      La adsorci\u00f3n solo ocurre en las regiones de los poros de adsorci\u00f3n y, en la saturaci\u00f3n, todas las regiones de los poros de adsorci\u00f3n se llenan. Por lo tanto, cualquier soluci\u00f3n en estos poros se considera no recuperable. <\/p>

      La mol\u00e9cula a adsorber necesita estar cerca de una placa de carbono para adsorberse. Una vez que el adsorbato est\u00e1 a m\u00e1s de unas pocas di\u00e1metros moleculares de la superficie del carbono, la adsorci\u00f3n ya no ocurre. <\/p>

      \u00bfC\u00f3mo funciona el carb\u00f3n activado?<\/span><\/h2>

      El carb\u00f3n activado funciona mediante un proceso de adsorci\u00f3n debido a su estructura porosa, alta superficie y alta reactividad superficial.<\/p>

      Los factores clave que afectan la adsorci\u00f3n en el carb\u00f3n activado son:<\/p>

      • Concentraci\u00f3n<\/strong>: el porcentaje de carga en peso en el carbono aumenta a medida que aumenta la concentraci\u00f3n del contaminante de entrada.<\/li>
      • Complejidad estructural<\/strong>: las estructuras m\u00e1s complejas se adsorben m\u00e1s f\u00e1cilmente.<\/li>
      • Peso molecular<\/strong>: cuanto mayor sea el peso molecular del contaminante, mejor se adsorbe.<\/li>
      • Temperatura<\/strong>: cuanto mayor sea la temperatura del afluente, peor se adsorbe el contaminante.<\/li><\/ul>

        En la fase l\u00edquida, las mol\u00e9culas del compuesto a eliminar pasan del l\u00edquido a granel a ser adsorbidas en los poros del carb\u00f3n activado, en un estado semil\u00edquido. El factor adicional que afecta la adsorci\u00f3n en la fase l\u00edquida es <\/p>

        • Solubilidad<\/strong>: cuanto mayor sea la solubilidad, m\u00e1s dif\u00edcil ser\u00e1 adsorber.<\/li><\/ul>

          Por lo tanto, la adsorbibilidad de una mol\u00e9cula org\u00e1nica aumenta con el aumento del peso molecular y la disminuci\u00f3n de la solubilidad.<\/p>

          La fase de vapor o gas es un proceso de condensaci\u00f3n donde las fuerzas de adsorci\u00f3n condensan las mol\u00e9culas del compuesto en un l\u00edquido. Esto puede eliminarse de la fase de aire o gas dentro de los poros del carb\u00f3n activado. Los factores adicionales que afectan la adsorci\u00f3n en la fase de vapor son: <\/p>

          • Presi\u00f3n de vapor<\/strong>: los compuestos con menor presi\u00f3n de vapor son m\u00e1s adsorbibles que los compuestos con alta presi\u00f3n de vapor.<\/li>
          • Humedad relativa<\/strong>: una menor humedad relativa conduce a una mejor adsorci\u00f3n.<\/li>
          • Polarizabilidad<\/strong>: cuanto mayor sea la polaridad, m\u00e1s dif\u00edcil ser\u00e1 adsorber.<\/li><\/ul>

            Sin embargo, la vida \u00fatil real de un lecho de carbono depende de muchos otros factores. Estos incluyen el tipo de carbono seleccionado, el contaminante espec\u00edfico y la concentraci\u00f3n a eliminar, y luego el nivel de tratamiento requerido para el contaminante o contaminantes. <\/p>

            Adem\u00e1s, las condiciones generales de la aplicaci\u00f3n son importantes. Estas incluyen qu\u00e9 otros compuestos pueden estar presentes y sus concentraciones, y el dise\u00f1o del sistema instalado o planificado, que incluye el EBCT (tiempo de contacto en lecho vac\u00edo). <\/p>

            \u00bfQu\u00e9 compuestos pueden adsorberse en carb\u00f3n activado?<\/span><\/h2>

            Todos los compuestos son adsorbibles hasta cierto punto en carb\u00f3n activado. Aquellos compuestos que se adsorben f\u00e1cilmente son los compuestos arom\u00e1ticos y clorados, PFAS, COV y cuerpos de color. <\/p>

            En la pr\u00e1ctica, el carb\u00f3n activado se utiliza principalmente para la adsorci\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos y algunos compuestos inorg\u00e1nicos cuando se utiliza un carb\u00f3n activado impregnado.<\/p>

            Dependiendo de la aplicaci\u00f3n, pueden ser necesarios diferentes tipos de carb\u00f3n activado. Es importante seleccionar el grado y tama\u00f1o apropiados en relaci\u00f3n con el contaminante que se pretende eliminar o el grado de pureza que se desea alcanzar. <\/p>

            En Chemviron, contamos con m\u00e1s de 80 a\u00f1os de experiencia en el dise\u00f1o, fabricaci\u00f3n e implementaci\u00f3n de soluciones de carb\u00f3n activado, durante los cuales hemos desarrollado una biblioteca de datos de campo e informaci\u00f3n de rendimiento. <\/p>

            Utilizando estos datos y nuestros modelos propietarios, Chemviron puede predecir mejor el rendimiento probable del carb\u00f3n activado. Por lo tanto, podemos personalizar soluciones de tratamiento m\u00e1s efectivas basadas en el concepto de energ\u00eda de adsorci\u00f3n, en lugar de las definiciones ahora m\u00e1s antiguas de micro, meso y macroporos. <\/p>

            Consulte las siguientes secciones donde se cubren con m\u00e1s detalle los compuestos espec\u00edficos a eliminar.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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            En nuestro otro art\u00edculo, presentamos el carb\u00f3n activado; su estructura, de qu\u00e9 est\u00e1 hecho, sus principales formas y c\u00f3mo se produce. En este art\u00edculo, explicamos c\u00f3mo funciona el carb\u00f3n activado. \u00bfAdsorci\u00f3n de carbono? 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