Principios de la filtración molecular

El elemento carbono ha existido desde el principio de los tiempos. En nuestro mundo existe bajo diversas formas, aunque el ejemplo más conocido es el carbón. Los diamantes, con su estructura ordenada, constituyen la forma más pura de carbono. Cadenas de átomos de carbono también forman la piedra angular de todas las moléculas del cuerpo humano y de toda la materia orgánica a nuestro alrededor. A partir de estas fuentes, en particular la materia botánica, se deriva otra forma de carbono: el carbón activado. 

El carbón activado se define como un adsorbente microporoso producido a partir de un material carbonáceo. Las materias primas comerciales son el carbón, la madera, la turba y las cáscaras de coco. El término “microporoso” significa que el carbón activado, a pesar de su apariencia sólida, en realidad se compone de una red de fisuras y poros entrelazados que están presentes por todo el material. Los poros son extremadamente pequeños, con tamaños de 2-1000 nanómetros (10-9m), y solo pueden verse con un microscopio electrónico de barrido potente. La extensión de los poros y su tamaño reflejan en gran medida la estructura del material original. Los materiales volátiles, como el agua, la brea y las resinas, se queman durante el proceso de fabricación. Como consecuencia, la matriz de átomos de carbono restantes se oxidiza de forma selectiva para abrir la red de poros botánica original. El resultado es un material con un área de superficie interna extremadamente elevada (~1000 m²/g).

Debido a su compleja estructura porosa interna, el carbón activado se emplea en la purificación y filtración de gases. Mediante un proceso llamado difusión, las moléculas de gas contaminante presentes en el flujo de aire pueden entrar por los poros más grandes de la superficie del carbón y desplazarse hacia la superficie interna de los poros más pequeños. Cuando una molécula de gas colisiona con la superficie del carbón en el lugar adecuado, se genera atracción y la molécula queda retenida. Las moléculas de gas son tan diminutas que su adsorción es más eficaz en los poros de diámetros más pequeños. Los tipos de carbón comercial que suelen satisfacer estos criterios se fabrican a partir de cáscaras de coco y carbón mineral.

Empleado por primera vez en la Primera Guerra Mundial

La primera aplicación importante del carbón activado en la filtración del aire tuvo lugar durante la Primera Guerra Mundial, cuando se utilizó en las máscaras antigás para combatir agentes químicos como el cloro, el gas mostaza o el fosgeno. Ochenta años después, el carbón activado se emplea de forma generalizada para eliminar olores y gases tóxicos o corrosivos. En la tabla siguiente se ofrecen ejemplos de aplicaciones consolidadas.

Centro de pruebas

Camfil se sitúa a la vanguardia de la tecnología de los filtros de carbón con un centro de pruebas único en Suecia. Este centro es capaz de poner a prueba sistemas de filtros de ventilación a escala real con una amplia gama de gases inorgánicos y vapores orgánicos. Claramente, este centro es único en el sector de la filtración y demuestra el compromiso de Camfil por ofrecer productos de primera clase para controlar los contaminantes de fase gaseosa en cualquier entorno.

El carbón es un material anticuado pero, en vista de estos desarrollos, desempeña un papel esencial en el futuro de la filtración del aire.