El carbón activado es una sustancia porosa con una estructura altamente adsorbente. Se utiliza en muchos campos, como en la industria farmacéutica, cosmética o alimentaria.
Este material, también conocido como carbón activo, se produce a partir de una variedad de materias primas carbonosas, como madera, cáscaras de coco o carbón bituminoso, entre otros. Su proceso de activación implica una serie de tratamientos térmicos o químicos que le otorgan la capacidad de atrapar compuestos y partículas a través de un fenómeno físico conocido como adsorción.
Origen del carbón activado
El uso del carbón como material purificador se remonta a la antigüedad. Civilizaciones como los egipcios y sumerios ya empleaban formas rudimentarias de carbón vegetal para filtrar el agua y purificar el aire.
Fue en el siglo XVIII cuando se comenzaron a documentar científicamente las propiedades del carbón como material adsorbente. Durante la Primera Guerra Mundial, el carbón activado fue utilizado en las máscaras de gas para proteger a los soldados de gases tóxicos. A partir de ese momento, su uso se expandió enormemente.
Proceso de fabricación
El proceso de producción del carbón activado generalmente consta de dos etapas: la carbonización y la activación.
En la fase de carbonización el material base se calienta en ausencia de oxígeno a temperaturas que oscilan entre los 400 y 800 °C. Durante este proceso, se eliminan los componentes volátiles y se produce una estructura carbonosa sólida con baja porosidad. Este es el primer paso para crear la materia prima del carbón activado.
La activación puede realizarse de dos maneras: activación térmica o activación química.
- En la activación térmica, el material carbonizado se somete a temperaturas aún más elevadas, de entre 800 y 1000 °C, en presencia de gases oxidantes como vapor de agua o dióxido de carbono. Esto genera una red de poros microscópicos que aumentan significativamente el área superficial y la capacidad de adsorción del material.
- La activación química, por otro lado, involucra la impregnación del material carbonoso con sustancias químicas como ácidos, bases o sales (fosfato de zinc, ácido fosfórico, cloruro de zinc, etc.). Luego, el material se calienta a temperaturas más bajas (alrededor de 400 a 600 °C), lo que genera una estructura porosa con características específicas dependiendo del reactivo químico utilizado.
Propiedades
El carbón activado es famoso por su increíble área superficial. Solo un gramo de carbón activado puede tener un área superficial que oscila entre los 500 y 1500 metros cuadrados. Esta característica es clave para su capacidad adsorbente, lo que significa que puede capturar grandes cantidades de partículas o moléculas sobre su superficie.
Por qué ayuda a eliminar toxinas
El carbón activado es conocido por su capacidad para ayudar a eliminar toxinas debido a sus propiedades físicas y químicas únicas.
Estructura altamente porosa
El carbón activado se procesa para tener una superficie muy grande con millones de poros diminutos. Esta estructura porosa aumenta su capacidad de adsorción, lo que le permite atrapar toxinas y sustancias químicas de manera eficaz.
Proceso de adsorción
La adsorción es el proceso mediante el cual las moléculas de toxinas, gases o sustancias químicas se adhieren a la superficie del carbón. A diferencia de la absorción (donde las sustancias se absorben), la adsorción implica que las toxinas se adhieran a la superficie de las partículas de carbón.
La gran superficie del carbón activado proporciona amplios sitios de unión para las toxinas.
Fijación de toxinas
El carbón activado puede unirse a una amplia gama de sustancias, incluidos medicamentos, metales pesados, pesticidas y otros productos químicos nocivos. Esto evita que el cuerpo absorba estas toxinas y permite que se excreten de forma segura.
Usos y aplicaciones
El carbón activado tiene múltiples aplicaciones gracias a sus propiedades purificadoras.
Purificación del agua
Uno de los usos más conocidos del carbón activado es la filtración de agua. Los filtros de carbón activado son ampliamente utilizados en sistemas de purificación debido a su capacidad para eliminar impurezas, como cloro, compuestos orgánicos, pesticidas y olores desagradables.
El carbón activado puede atrapar estos contaminantes sin eliminar los minerales esenciales, lo que lo convierte en una gran opción para mejorar la calidad del agua potable.
Purificación del aire
El carbón activado también es utilizado en la purificación del aire. Se emplea en filtros de aire para eliminar compuestos volátiles, gases nocivos y malos olores en espacios cerrados, como hogares, oficinas e instalaciones industriales.
Además, es un componente esencial en mascarillas respiratorias y equipos de protección personal, como en el caso de situaciones de contaminación o exposición a gases tóxicos.
Industria farmacéutica y médica
En el ámbito médico, el carbón activado es conocido por su capacidad para tratar ciertos tipos de intoxicación y envenenamiento. Debido a su alta porosidad, el carbón activado puede adsorber toxinas y venenos en el tracto gastrointestinal, evitando su absorción por el cuerpo. Los médicos suelen administrar carbón activado en situaciones de sobredosis de medicamentos o envenenamientos agudos.
Además, se utiliza en productos de belleza y cuidado personal, como mascarillas faciales, jabones y pastas dentales. En estos productos, el carbón activado actúa como agente desintoxicante y exfoliante, ayudando a eliminar impurezas de la piel y los dientes.
Tratamiento de gases industriales
En el sector industrial, el carbón activado se emplea para purificar gases y solventes, eliminando compuestos volátiles, olores, compuestos orgánicos volátiles (COV) y otros contaminantes del aire. Las industrias químicas, petroquímicas y de tratamiento de residuos gaseosos confían en el carbón activado para cumplir con las normativas ambientales y mejorar la calidad del aire en sus instalaciones.
Desodorización y eliminación de olores
El carbón activado es un excelente desodorizante. Se utiliza en sistemas de ventilación, refrigeradores, filtros de aire y productos para eliminar olores de zapatos y armarios. Su capacidad para atrapar moléculas de olor en sus poros lo convierte en una solución eficaz para mantener un ambiente limpio y fresco.
Alimentos y bebidas
En la industria alimentaria, el carbón activado se utiliza para descolorizar o purificar ciertos productos, como azúcares, bebidas alcohólicas y aceites. Al adsorber impurezas y colorantes indeseados, mejora la calidad del producto final sin alterar su composición química esencial.
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Beneficios y precauciones
El uso del carbón activado ofrece múltiples ventajas, como la mejora en la calidad del aire y el agua, la desintoxicación y la purificación de productos. Sin embargo, también hay que tener ciertas precauciones.
Por ejemplo, en el ámbito médico, su uso debe ser controlado por profesionales de la salud, ya que puede interferir con la absorción de medicamentos o nutrientes si se usa de manera incorrecta.
En la purificación de agua, aunque el carbón activado es eficaz para eliminar muchos contaminantes, no puede filtrar metales pesados, bacterias o virus sin complementarse con otros sistemas de tratamiento.
En cuanto a su uso en la alimentación, el uso de esta sustancia es especialmente peligroso en personas que están tomando algún fármaco, en especial, medicación para el tratamiento de alguna dolencia crónica como diabetes, hipotiroidismo, hipercolesterolemia, hiperuricemia, depresión, esquizofrenia o epilepsia, entre otras. En ese caso, se recomienda no consumir ningún tipo de producto que incluya carbón activado.