Probablemente, la adsorción mediante carbón activado es, después de la filtración (entendida como la retención de sólidos mayores a cierto tamaño), la segunda operación de separación más utilizada por el ser humano en términos de frecuencia. La ciencia ha abordado el tema con interés y profundidad. Sin embargo, no es raro encontrar resultados sorprendentes en el laboratorio que no se replican a gran escala, debido a costos mayores de lo previsto y variables no consideradas. Este artículo expone y explica brevemente algunos de los errores operativos más comunes en la aplicación de carbones activados.
Problemas Operativos Comunes
Compuestos Inorgánicos Indeseables
Un carbón activado virgen siempre contiene compuestos inorgánicos, ya sea provenientes de los minerales propios del vegetal utilizado como materia prima o del compuesto utilizado en su activación química. Estos pueden modificar el pH del líquido tratado y afectar la selección de carbón por características erróneas. Se pueden neutralizar o eliminar disolviéndolos en un solvente adecuado.
Cinética Lenta por Tamaño de Partícula
El tamaño de partícula del carbón activado tiene un gran efecto en la cinética de adsorción: a menor tamaño, mayor es la cinética. Un carbón con menor tamaño de partícula puede ser más competitivo a pesar de su menor capacidad. La distribución de tamaño de partícula dentro del mismo rango también debe considerarse para una especificación precisa.
Baja Vida Útil de CAG
Cuando la zona de transferencia de masa de una cama de CAG es demasiado larga en relación a su profundidad, el punto de ruptura se alcanza prematuramente. Esto puede resolverse con diseños de cama más esbeltos.
Retrolavado Inadecuado
En el tratamiento de agua con CAG, es esencial retrolavar la cama con frecuencia para evitar la petrificación y canalización del flujo, lo que se interpreta erróneamente como agotamiento del carbón. La expansión adecuada debe ser de al menos el 30%.
Agotamiento Prematuro
El agua incrustante puede generar depósitos de sales en las paredes del carbón, impidiendo la adsorción y reacciones químicas. Pretratar el agua con métodos como suavización o acidificación puede ser necesario.
Generación de Bacterias
El carbón activado adsorbe compuestos orgánicos biodegradables, eliminando el cloro libre y permitiendo la proliferación bacteriana. La sanitización frecuente y la minimización de puntos de recontaminación son cruciales.
Acumulación de Gases
Al poner en operación una cama de CAG, el líquido tarda en inundar los poros del carbón, desprendiendo burbujas y acumulando gases. Se deben usar eliminadores de aire para evitar la disminución del tiempo de contacto del líquido con el carbón.
Efectos de la Química Superficial
Muchos fabricantes no consideran los efectos de la química superficial del carbón, lo que puede llevar a elecciones erróneas para aplicaciones específicas.
Pérdida de Dureza de CAG
El carbón pierde dureza al eliminar oxidantes por reacción química, aumentando su erosión y disminuyendo la viabilidad de la reactivación.
Aumento de Temperatura
La adsorción es exotérmica y puede causar incendios en camas de CAG que tratan gases si no se considera la dilución del gas o la instalación de enfriadores.
Conclusión
La brecha entre el conocimiento científico y su aplicación práctica puede resultar en problemas operativos con el uso de carbones activados. Es crucial evitar estos errores para maximizar el aprovechamiento de las investigaciones científicas y mejorar la eficiencia y efectividad del uso de carbones activados en diversas industrias.
Química Cygnus: Por un futuro con agua limpia y segura.
#AguaLimpiaYSegura
Puedes seguirnos en nuestras redes sociales aquí y si quieres más información puedes contactarnos aquí
