Son carbones activos en formato granular utilizados como medio adsorbente para tratar contaminantes presentes en fase gaseosa. Se integran en configuraciones específicas donde el volumen de carbón tiene un papel importante.
Carbones en grano
Los carbones en grano son medios adsorbentes utilizados para tratar gases, olores, compuestos orgánicos volátiles (COV) y otros contaminantes presentes en corrientes de aire.
A diferencia de un filtro de carbono compacto, en este caso el carbón activo se emplea en formato granular, permitiendo configurar sistemas en los que el volumen de adsorbente y el tiempo de contacto tienen un papel determinante.
Tipos de Carbones en grano
Características de los carbones en grano
El carbón activo funciona principalmente mediante adsorción, un proceso por el que determinadas moléculas presentes en el aire quedan retenidas en la estructura porosa del material.
La elevada superficie interna del carbón permite disponer de numerosos puntos de adsorción. Sin embargo, la capacidad del medio no es ilimitada: a medida que se retienen contaminantes, los puntos disponibles disminuyen hasta que el carbón alcanza su capacidad de trabajo.
En los carbones en grano, el volumen de medio disponible puede adaptarse a las características de la instalación. Esto permite plantear configuraciones con una cantidad significativa de adsorbente cuando se necesita aumentar el tiempo de contacto o la capacidad total del sistema.
Tipos de carbones en grano
No existe un único carbón activo adecuado para todos los contaminantes.
El carbón puede utilizarse en estado convencional o impregnado con determinadas sustancias para mejorar su comportamiento frente a familias concretas de gases.
Por este motivo, el primer criterio de selección debe ser identificar qué contaminante se encuentra en la corriente de aire.
Por tanto, hablar simplemente de “carbón activo” no es suficiente para seleccionar el medio adecuado. La formulación y las propiedades del carbón deben relacionarse con el contaminante objetivo.
Carbones impregnados para gases específicos
Los carbones impregnados incorporan sustancias que modifican el comportamiento del medio frente a determinados contaminantes.
Un ejemplo de la gama de Venfilter es CARB AMONIACOS, un carbón activo impregnado con ácido fosfórico. Está diseñado específicamente para gases básicos y se utiliza en aplicaciones relacionadas con olores e irritantes procedentes, entre otros, de alcantarillado, impresoras, fertilizantes, productos de limpieza, orina y procesamiento de pescado.
Su mecanismo de eliminación del gas se basa en una reacción química, por lo que no debe equipararse sin más a un carbón activo convencional utilizado exclusivamente mediante adsorción física.
Qué contaminantes pueden tratar los carbones en grano
La aplicación de un carbón granular depende directamente de su afinidad con el contaminante.
Entre los contaminantes que pueden abordarse mediante soluciones de carbón activo se encuentran COV, olores, vapores químicos y determinados gases industriales. La gama específica debe seleccionarse según la composición de la corriente de aire.
En el caso de CARB AMONIACOS, por ejemplo, el fabricante especifica aplicaciones para amoniaco, aminas y diferentes compuestos orgánicos volátiles. También recoge numerosas aminas como contaminantes objetivo.
Esta diferenciación es especialmente importante en instalaciones industriales: dos corrientes de aire que generan un problema de olor no necesariamente contienen los mismos compuestos ni requieren el mismo carbón.
Tiempo de contacto en sistemas con carbón granular
El tiempo de contacto representa el tiempo que el aire permanece en contacto con el volumen de carbón disponible.
Este parámetro es especialmente relevante cuando se utilizan carbones en grano, ya que el diseño puede incorporar un volumen de adsorbente considerablemente mayor que el de determinados filtros compactos.
Un caudal demasiado elevado respecto al volumen de carbón reduce el tiempo disponible para la interacción entre contaminante y medio adsorbente. Por el contrario, disponer de un volumen adecuado permite aumentar el tiempo de contacto del sistema.
El dimensionamiento debe realizarse teniendo en cuenta simultáneamente caudal, volumen de carbón y contaminante, además de las propiedades concretas del medio.
No existe, por tanto, un volumen de carbón universal para todas las instalaciones.
Carbón en grano frente a filtros de carbono
Los carbones en grano no son simplemente otra forma de presentar un filtro compacto. El formato granular permite utilizar el medio adsorbente dentro de configuraciones diseñadas específicamente alrededor del volumen de carbón.
Por ello, el carbón granular puede resultar adecuado cuando el diseño de la instalación permite trabajar con un volumen de adsorbente mayor y se necesita plantear la solución desde el propio medio filtrante.
Si la prioridad es disponer de un elemento de filtración compacto listo para instalar, puede ser más apropiada una solución de filtros de carbono compactos.
Cuando se busca facilitar la renovación del medio mediante cartuchos, la alternativa son los filtros de carbono recambiables.
Saturación y sustitución del carbón activo
El carbón activo tiene una capacidad limitada de retención. Cuando los puntos de adsorción disponibles se van ocupando, el rendimiento del medio disminuye progresivamente.
La duración del carbón depende de la cantidad de contaminante que recibe, su concentración, el caudal y las características del propio medio. Por ello, no resulta adecuado establecer un intervalo de sustitución idéntico para todas las instalaciones.
La saturación debe contemplarse desde el diseño inicial del sistema. Una instalación correctamente dimensionada debe permitir establecer un criterio de mantenimiento y renovación del carbón acorde con las condiciones reales de funcionamiento.
Cuando se utilizan carbones impregnados, además, es necesario considerar las características específicas del proceso de eliminación del contaminante.
Preguntas frecuentes sobre Carbones en grano
No. La composición y características del carbón deben ser compatibles con el contaminante que se quiere tratar. Existen carbones impregnados específicamente orientados a determinadas familias de gases.
Principalmente la carga contaminante, concentración, caudal, tiempo de contacto y características del carbón. No existe una duración fija aplicable a todas las instalaciones.
Su función principal es el tratamiento de contaminantes en fase gaseosa mediante adsorción o mecanismos específicos del medio, por lo que no debe considerarse un sustituto de los filtros diseñados para retener partículas.
Es recomendable conocer qué contaminante se quiere tratar, su concentración, el caudal, la temperatura, la humedad y el volumen disponible para instalar el medio adsorbente. Con estos datos puede seleccionarse el tipo de carbón más adecuado.