Adsorción con Carbón Activo: Fundamentos, Estructura y Aplicaciones

Adsorción con Carbón Activo: Fundamentos y Aplicaciones

La adsorción corresponde a la transferencia de una molécula de la fase líquida a la fase sólida. Se utiliza para retirar sustancias solubles del agua, basándose en la retención superficial de los contaminantes. Las moléculas presentes en el agua se unen físicamente a la superficie del adsorbente. A mayor área superficial del sólido, mejor será el adsorbente.

Carbón activo: Material procesado (a partir de madera, turba, lignito, hulla, cáscara de coco, etc.) para crear millones de poros finos, confiriéndole una gran área superficial interna disponible para reacciones de adsorción/absorción o químicas. El área superficial específica es la proporción del área superficial total disponible para la adsorción (500 a 1500 m²/g de carbón).

Estructura del Carbón Activo

Tipos de Poros del Carbón Activo

• Macroporos: > 50 nm (200 a 2000 nm). Atrapan moléculas grandes generadas al descomponerse la materia orgánica y facilitan el transporte del material hasta los microporos.
• Mesoporos: 2‐50 nm. Retienen moléculas intermedias por adsorción superficial.
• Microporos: < 2 nm. Porosidad muy pequeña. Solo permite el paso de pequeñas moléculas, que corresponden a las moléculas más volátiles. Es esencialmente un proceso de llenado de poro (adsorción en volumen).

Fases del Proceso de Adsorción

1. Transporte a través del fluido de los contaminantes hasta la capa límite de agua que rodea la partícula de carbón. El transporte a través de esta capa ocurre por difusión y depende de la diferencia de concentraciones del sistema.
2. Macrotransporte: Movimiento del material mineral a través del sistema de macroporos del carbón activo.
3. Microtransporte: Movimiento de material orgánico a través del sistema de microporos del carbón activo.
4. Adsorción: Adhesión física del material orgánico a la superficie del carbón activo en los mesoporos y microporos del carbón activo.

Contaminantes Eliminados con Carbón Activo

Mediante este proceso se consigue retener:

• Sustancias no polares como aceites minerales
• Microcontaminantes orgánicos sintéticos (pesticidas, compuestos aromáticos, fenoles, disolventes, etc.)
• Subproductos de desinfección (THM) y compuestos organohalogenados
• Agentes oxidantes residuales (cloro, ozono)
• Materia orgánica natural (ácidos húmicos, TOC...)
• Sustancias generadoras de olor, color y sabor
• Sólidos suspendidos (filtración mecánica)