¿Qué es el carbón activado?

El carbón activado o carbón activo es un material carbonáceo con una gran cantidad de microporos, que lo dotan de estructura de sólido cristalino, de una porosidad interna altamente desarrollada y de una gran capacidad absorbente.

¿Cómo se produce el carbón activado?

Para fabricar carbón activado, se produce carbón a partir de materiales carbonosos como madera o cáscaras de frutos como la nuez o el coco, pero también a partir de petróleo, brea y polímeros. El material con el que se produzca afectará el tamaño de los poros, así como sus características de regeneración.

El proceso de activación puede llevarse a cabo de forma física o química:

• Activación física: se realiza mediante un proceso térmico que se ejecuta en hornos con temperaturas cercanas a los mil grados centígrados, y en dos etapas sucesivas:
  • La carbonización: da lugar a la estructura porosa a través de la eliminación del hidrógeno y el oxígeno.
  • La gasificación: el carbonizado se expone a una atmósfera oxidante para eliminar los átomos de carbono y los productos volátiles. Esto aumenta el volumen de poros y la superficie específica.
• Activación química: la materia prima se impregna con un agente químico capaz de reducir la formación de materia volátil y alquitrán, y luego se calienta en un horno que alcanza entre los 500 y los 700 grados centígrados. Los químicos pueden ser ácido fosfórico, cloruro de zinc o hidróxido de potasio. El procedimiento químico puede dejar residuos aún después de lavar el carbón activado.

¿Cómo se clasifican los poros del carbón activado?

Según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por las siglas en inglés para International Union of Pure and Applied Chemistry), los poros del carbón activado se clasifican según el tamaño de su radio en:

• Microporos: cuando es inferior a 2 nanómetros.
• Mesoporos: cuando oscila entre los 2 y los 50 nanómetros.
• Macroporos: cuando supera los 50 nanómetros.

Los nanómetros son una unidad de medida infinitesimal que equivale a una millonésima parte de un metro. Este valor se representa con la fórmula (1 nm = 10⁻⁹ m); sin embargo, es más fácil comprender que 1 milímetro equivale a un millón de nanómetros.

¿Qué aplicaciones tiene el carbón activado?

• Tratamiento de aguas residuales: el carbón activado se utiliza para eliminar compuestos orgánicos y productos químicos tóxicos y contaminantes de las aguas antes de su descarga.
  En el ámbito doméstico, el carbón activado se utiliza para filtrar agua de beber con el objetivo de eliminar contaminantes, metales pesados y compuestos orgánicos no deseados.
• Medicina: se utiliza para tratar casos de intoxicación o envenenamiento. Se administra por vía oral para absorber y eliminar toxinas o sustancias peligrosas del sistema digestivo.
• Farmacéutica: se utiliza para mejorar la estabilidad de los productos en la fabricación de medicamentos gracias a la eliminación de impurezas.
• Alimentación: se utiliza para purificar el azúcar, decolorar los aceites y grasas, eliminar impurezas y olores no deseados, y también para clarificar bebidas alcohólicas.
• Purificación de aire: se utiliza para absorber compuestos orgánicos volátiles (COV), vapores químicos y gases tóxicos o que generan mal olor.
  También se emplea en máscaras de gas y respiradores para filtrar el aire inhalado.
• Cosmética: ayuda a eliminar impurezas de la piel y absorber el exceso de grasa, por lo que es frecuente encontrarlo en mascarillas faciales y limpiadores. 
• Odontología: se utiliza en la pasta dental y productos blanqueadores para eliminar las manchas de los dientes y mejorar la higiene oral.

¿Qué pasa con el carbón activado cuando alcanza su capacidad máxima de absorción?

Si el carbón activado está integrado en productos (como en el caso de la cosmética), es de un solo uso. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones industriales reutiliza el carbón activado. Cuando el carbón activado alcanza su máxima capacidad de absorción, se dice que está saturado, y pierde sus propiedades; sin embargo, es posible someterlo a un proceso de reactivación.

¿Cómo se reactiva el carbón?

Es posible reactivar el carbón sometiéndolo a un proceso térmico a altas temperaturas, cuyo objetivo es:

• Secar el material.
• Evaporar los compuestos volátiles que haya absorbido.
• Descomponer los compuestos no volátiles que haya absorbido. Esta fase transforma el carbón en carbón amorfo.
• Gasificar el carbón amorfo para constituir los microporos. Este último proceso es posible gracias a modernas tecnologías. La gasificación permite la reactivación de gran cantidad de carbón que, debido a sus aplicaciones, no podía ser reactivado antes.

La reactivación del carbón activo reduce las emisiones de CO² a la atmósfera en un 80%.