Carbn activado

Carbn activado.Carbnactivadoocarbn activoes un trmino genrico que describe una familia deadsorbentescarbonceos altamentecristalinosy unaporosidadinterna altamente desarrollada.Existe una amplia variedad de productos de carbn activado que muestran diferentes caractersticas, dependiendo del material de partida y la tcnica de activacin usada en su produccin.1Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de microporos (poros menores a 1nanmetrode radio). A causa de su alta microporosidad, un solo gramo de carbn activado puede poseer una superficie de 500mo ms.El carbn activado se utiliza en la extraccin demetales(v. gr.oro), lapurificacindeagua potable(tanto para la potabilizacin a nivel pblico como domstico), enmedicina veterinariay medicina humana para casos deintoxicacin, en eltratamiento de aguas residuales, clarificacin de jarabe deazcar, purificacin deglicerina, enmscaras antigs, en filtros de purificacin y en controladores de emisiones deautomviles, entre otros muchos usos.ndice[ocultar] 1Produccin 2Caractersticas 2.1rea superficial 2.2Radios porales 2.3Nmero de yodo 2.4Actividad de tetracloruro de carbono 2.5Dureza 2.6Densidad 2.7Tamao de las partculas 3Proceso del carbn activado 3.1Reactivacin trmica 4Aplicaciones 4.1Uso mdico 4.2Filtros para aire, gas comprimido y purificar el agua 4.3Usos ambientales 5Referencias 6Vase tambin 7Enlaces externosProduccin[editar]Generalmente se produce por dos mtodos diferentes:1. Activacin qumica: una sustancia deshidratante, que puede ser uncido, se mezcla con la materia prima y se somete a un tratamiento a temperaturas moderadas. Esta tcnica puede ser problemtica porque, por ejemplo, al usar como agente deshidratantecloruro de zinclos residuos delzincpueden permanecer en el producto final, an despus de lavado.2. Activacin fsica o del vapor: el material carbonizado se trata con una mezcla de gases de combustin yvapor de aguaa una alta temperatura para que se active.Como material de partida se usan varios materiales carbonosos, como cscaras denuez,madera,coco.Caractersticas[editar]

Una micrografa de carbn activado.El carbn activado puede tener unreasuperficial mayor de 500 m/g, siendo fcilmente alcanzables valores de 1000 m/g. Algunos carbones activados pueden alcanzar valores superiores a los 2500 m/g. A modo de comparacin, una cancha de tenis tiene cerca de 260 m.Bajo unmicroscopio electrnico, la estructura del carbn activado se muestra con una gran cantidad de recovecos y de grietas. A niveles ms bajos se encuentran zonas donde hay pequeas superficies planas tipografito, separadas solamente por algunosnanmetros, formando microporos. Estos microporos proporcionan las condiciones para que tenga lugar el proceso deadsorcin. La evaluacin de laadsorcinse hace generalmente mediantenitrgenogaseoso a 77Ken condiciones de altovaco.El carbn activo saturado se puede regenerar mediante la aplicacin de calor. Los aerogeles de carbn, que son ms costosos, tienen superficies efectivas muy altas y encuentran uso similar al carbn activado en aplicaciones especiales.Sus principales caractersticas son:1rea superficial[editar]Es la extensin de la superficie de los poros desarrollada dentro de lamatrizdel carbn activado. Se mide usandonitrgeno(N2). Es el indicador primario del nivel de actividad, asumiendo que a mayor rea superficial, mayor nmero de puntos de adsorcin disponibles.Radios porales[editar]La determinacin de la distribucin de los tamaos de los poros es una forma extremadamente til de conocer el comportamiento del material. LaIUPACdefine la distribucin de radios porales de la siguiente forma: Microporos r < 1 nm Mesoporos r 1-25 nm Macroporos r > 25 nmLos macroporos son la va de entrada al carbn activado, los mesoporos realizan el transporte, y los microporos la adsorcin.Nmero de yodo[editar]Es una medida de la porosidad mediante adsorcin deyodoen solucin.Actividad de tetracloruro de carbono[editar]Es una medida de la porosidad mediante adsorcin de vapor saturado detetracloruro de carbono.Dureza[editar]Ladurezaes un factor importante en el diseo del sistema, la vida til de los filtros y la forma de manipulacin. Presenta grandes variaciones, dependiendo del material original y su nivel de actividad.Densidad[editar]La densidadbulkdebe considerarse cuidadosamente cuando se deban llenar volmenes fijos; puede tener implicaciones comerciales.La densidadlimpiado y secadosiempre muestra un valor menor, debido a la pelcula de agua entre las partculas de carbn activado.Tamao de las partculas[editar]Cuanto ms fino es el tamao de las partculas de un determinado carbn activado, mejor es el acceso al rea superficial y ms rpida es la tasa de cintica de adsorcin. En sistemas de fase vapor, esto se debe considerar junto con la cada de presin, que afecta los costos energticos.Una eleccin cuidadosa del tamao de las partculas puede proveer significativos beneficios operativos.Proceso del carbn activado[editar]El proceso del carbn activado se basa en producir un carbn a partir de materiales como: cortezas dealmendras, cscara de coco,turba, petrleo, brea ypolmeros,nueces,palmerasu otras maderas, ycarbn mineral.Este proceso se puede dividir en dos tipos: Activacin fsica (trmica). Se lleva a cabo en dos etapas, la carbonizacin que elimina elementos como hidrgeno y oxgeno para dar lugar a una estructura porosa rudimentaria y la etapa de gasificacin del carbonizado que se expone a una atmsfera oxidante que elimina los productos voltiles y tomos de carbono, aumentando el volumen de poros y la superficie especfica. Esto se hace en distintos hornos a temperaturas cercanas a Activacin qumica. El material se impregna con un agente qumico que puede sercido fosfricoohidrxido de potasioy se calienta en un horno a 500-700. Los agentes qumicos reducen la formacin de material voltil yalquitranes, aumentando el rendimiento del carbn. El resultante se lava para la eliminacin de cido.El tipo de material con el que se produce el carbn activado afecta el tamao de los poros y las caractersticas de regeneracin del carbn activado. Los dos tipos de clasificacin son: carbn activado en polvo, con dimetro menor o igual a 0.25mm y el carbn granular, con dimetro superior a los 0.25mm.Los tamaos de los poros van desde los ms pequeos, llamados microporos (hasta 2.0nm), hasta los mesoporos (de 2.0 a 50 nm) y macroporos (mayores de 50 nm).Reactivacin trmica[editar]

Centro para la reactivacin de carbn activado en Roeselare, Blgica.El carbn activado saturado se puede reactivar trmicamente a travs de un proceso a altas temperaturas (hasta 900 C), por ejemplo en hornos rotatorios o en hornos multietapa.2Gracias a los modernos y eficientes tratamientos de gases, el carbn activado saturado, procedente de diferentes aplicaciones, puede ser reciclado.El conjunto del proceso de reactivacin comprende los siguientes pasos:1. Secado del material hasta 105 C.2. Evaporacin de los compuestos voltiles adsorbidos hasta 300 C.3. Los compuestos no voltiles adsorbidos en el seno del carbn activo son descompuestos hasta carbono amorfo en la atmsfera del horno a travs de un proceso de pirlisis con temperaturas de hasta 600 C.4. Finalmente, el carbn en forma amorfa es gasificado mediante la inyeccin de vapor a alta presin y temperatura (por encima de 800 C).Durante la reaccin del carbn amorfo con vapor a alta temperatura hasta monxido decarbono (CO)y, posteriormente,dixido de carbono (CO2), se forman los microporos que dotarn al carbn activo de una gran superficie especfica.

Mediante el uso racional de los recursos naturales, la reactivacin del carbn activo reduce las emisiones deCO2a la atmsfera en un 80%.Aplicaciones[editar]Uso mdico[editar]El carbn activado es utilizado comoagente adsorbentepara tratar envenenamientos y sobredosis por ingestin oral. Previene la absorcin de la sustancia txica en elestmago. La dosificacin tpica para un adulto es de 2g/kgdentro de la primera hora de la intoxicacin, con un tope mximo de 100 gramos totales. Las dosis peditricas son 12-25 g (1 gramo/kg). Para frmacos concirculacin enterohepticacomocarbamazepina,digoxina,morfina, entre otros, se sugiere administrar carbn activado en mltiples dosis (0,5 g/kg cada 4 horas por 24 a 48 horas).En lo posible combinar con algn jugo o lquido con sabor para evitar el mal sabor del carbn activado y as el paciente no lo vomite. El uso incorrecto de este producto puede producir broncoaspiracin (ingreso a lospulmones) y puede dar lugar a un desenlace fatal si no es controlado. Para el uso fuera delhospital, se presenta en comprimidos de 1g, o en tubos o botellas plsticas, comnmente de 12,5 25 g, premezclado con agua. Tiene nombres comerciales como InstaChar, SuperChar, Actidose y Liqui-Socarra, pero por lo general se le llama simplemente carbn activado.Filtros para aire, gas comprimido y purificar el agua[editar]Los filtros con carbn activado se utilizan generalmente en la purificacin de aire, agua y gases, para quitar vapores de aceite, sabores, olores y otroshidrocarburosdel aire y de gases comprimidos.Los diseos ms comunes utilizan filtros de una o de dos etapas, donde el carbn activado se introduce como medio filtrante. Un ejemplo puede ser el filtro que llevan loscigarrillos. Tambin tiene uso para purificacin del agua de lluvias en zonas donde esta es usada para usos domsticos.Para su aplicacin en tratamiento de agua se requiere 1 a 3 pies cbicos de carbn activado para tratar 1 milln de litros de agua, siempre y cuando, la concentracin declorolibre sea igual o menor a 1 ppm (parte por milln).Existen filtros de carbn activado a los que se les agregaplatapara que no se desarrollenbacteriasen l, de acuerdo a las propiedades antivirales y antibacteriales de la plata coloidal. Los filtros con partculas ms pequeas de carbn activado tienen generalmente una mejor tasa de adsorcin.Por otro lado, la acidez y temperatura del agua a filtrar influyen en el comportamiento del filtro de carbn activado. A mayor acidez y menor temperatura del agua, el desempeo de los filtros de carbn activado mejora. Elasbestono puede ser eliminado del agua a travs de un filtro de carbn activado.Un filtro de carbn activado debe ser reemplazado entre cada 2.800 y 3.750 litros de agua filtrada, lo cual es solo un referente pues la capacidad de filtracin y vida del filtro dependern de la calidad del agua que se filtra. El tamao del poro del carbn activado y el tamao de las partculas a filtrar tambin influyen en la vida y capacidad de filtracin del filtro de carbn activado.Por lo que la nica forma de saber si un filtro de carbn activado ha dejado de funcionar es hacer un anlisis del agua resultante del filtro, pues ni el sabor u olor pueden ser un referente certero. Una vez que se ha saturado un filtro de carbn activado, el agua que pase por l, resultar ms contaminada que si no se filtrara.Los filtros de carbn activado que son colocados al final del grifo tienen un desempeo inferior respecto a los que son colocados debajo del lavabo o tarja debido al poco volumen de carbn activado que contienen. Asimismo se recomienda reemplazar los filtros de carbn activado a una tasa del doble de lo que recomiendan los fabricantes. Los filtros que "avisan" el momento de cambiar el filtro son inexactos y la saturacin y consecuente contaminacin del agua puede ocurrir mucho antes de que avise.Usos ambientales[editar]Las propiedades deadsorcindel carbn activado son muy tiles en la eliminacin de contaminantes del aire como de flujos de agua implicados en procesos industriales: Limpieza de vertidos Recuperacin de aguas superficiales y subterrneas3 Tratamiento de agua potable Purificacin de aire4 Recogida de compuestos voltiles procedentes de procesos industriales como pintura,5limpieza en seco, repostaje de combustible... Depuracin de agua no destinada al consumo humano Purificacin de aminocidos6 Purificacin de ingredientes y productos alimentarios7 Separacin y purificacin de gases como biogs, dixido de carbono, hidrgeno, gas de sntesis Proteccin personal y colectiva (e.j. mscaras de gas8)

Imagen de cascara de coco

Evalan producir carbn activo a partir de cscaras de coco

Investigadores de la UNL estn a cargo del estudio, que fue solicitado por una empresa paraguaya. El carbn activo podra elaborarse con los desechos de la fabricacin de aceite de coco.

Un grupo de expertos del Instituto de Catlisis y Petroqumica (Incape) de la Facultad de Ingeniera Qumica (FIQ) de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) est abocado al desarrollo de un proceso continuo para producir carbn activado partiendo de la cscara de coco como materia prima. El objetivo de los cientficos es usar el material de desecho de la industria aceitera para obtener un carbn de gran calidad. sta es una opcin para utilizar un importante volumen de desperdicios, ya que en la produccin de aceite de coco el 90 % del volumen de materia prima termina como desecho, y slo el 5 6 %, como aceite.Se trata de un material con una estructura interna -a nivel molecular- similar a la de una esponja, que permite la retencin de partculas dentro de su estructura. "En este caso, el carbn activo a partir de cscaras de coco tiene la ventaja de ser un material que ya posee esta estructura interna, por lo que los trabajos de investigacin y desarrollo tecnolgico se centran en aumentar esa estructura para producir un material de mayor aptitud para la remocin de contaminantes orgnicos. Dadas sus caractersticas, desde el punto de vista del rea, la resistencia al desgaste y la granulometra, se trata de un producto de muy buena calidad", explic el Dr. Carlos Ramn Vera, integrante del equipo de investigacin del Incape, junto con los ingenieros Juan Carlos Yori y Carlos Pieck.