El carbón activado y su papel en la filtración del aire

El ser humano lleva miles de años utilizando el carbón vegetal para filtrar el agua y el aire, con el fin de limpiar estos elementos de componentes nocivos. Sin embargo, tiene una multitud de otros beneficios de filtración, incluyendo una alta capacidad para filtrar las impurezas del aire. ¿Qué es el carbón activado y cómo funciona? Siga leyendo para saber más.

¿Qué es el carbón vegetal o el carbón activo?

Estos términos son intercambiables y se refieren a los restos de una combustión incompleta. Cuando se quema madera, el material fácilmente combustible de su interior se consume y, si no hay suficiente oxígeno o calor, queda un carbón negro. Esto es lo que todos conocemos como carbón vegetal o ^carbón1.

Historia de la filtración de agua y aire con carbón activado

La historia nos dice que la filtración con carbón fue probablemente utilizada por primera vez con fines de filtración por los antiguos egipcios. Lo utilizaban como método para eliminar olores causados por infecciones en entornos médicos. Más tarde, en el sigloa a 18a se sabe que los marineros almacenaban el agua potable en barriles carbonizados por dentro para mantenerla limpia y protegerla de las impurezas.

Otro ejemplo de uso histórico del carbono se produjo durante la Primera Guerra Mundial: las máscaras antigás se forraban con filtros de aire de carbono para evitar que los soldados inhalaran los gases mortales utilizados por las fuerzas contrarias. Al descubrir que estos filtros sólo servían para algunas toxinas, pero no para todas, el proceso de activación se aplicó y utilizó en la Segunda Guerra Mundial, lo que condujo finalmente al desarrollo de los modernos filtros de carbón activado para el aire y el ^agua1.

Hoy en día, los filtros de carbón activado se encuentran comúnmente en filtros de agua del grifo, filtros de cigarrillos, acuarios, refugios contra la lluvia radiactiva y, por supuesto, filtros de aire (por nombrar algunos).

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¿Qué es el carbón activo y cómo funciona?

Definición

El carbón activado es carbón que ha sido procesado para tener poros de bajo volumen que se utilizan para eliminar las impurezas de los líquidos y atrapar los contaminantes del aire.

El objetivo de la activación del carbón es aumentar su superficie, mejorando así sus propiedades de filtración y su capacidad para atrapar moléculas de gas. Este proceso se realiza física o químicamente, a menudo mediante la inyección de aire caliente, dióxido de carbono o vapor. Dado que el carbono es un material carbonoso con una estructura porosa, la activación crea una red de poros diminutos en el interior del carbono, y el resultado es un carbono activado que contiene cientos de metros cuadrados de superficie interna por gramo.¹¡! El diámetro de los poros viene determinado por la temperatura ambiente y la humedad, así como por el material utilizado.

La importancia de la cáscara de coco

Se pueden utilizar muchos tipos de materiales naturales (biomasa) para producir carbón activado. Estos materiales van desde la cáscara de café hasta la paja de arroz o de trigo, pasando por la mazorca de maíz. La forma más eficaz de biomasa utilizada para fabricar carbón activado para la filtración de carbono es la cáscara de coco. La cáscara de coco crea poros de < 2 nanómetros, o microporos. La madera crea poros de más de 50 nanómetros. Aunque los poros siempre tendrán tamaños variables, en la purificación del aire, los poros que miden 1-2 nanómetros son ideales².

En algunas partes del mundo, los residuos de cáscara de coco procedentes de su procesamiento son exorbitantes. Utilizar cáscaras de coco con fines de filtración es, por tanto, utilizar un material generalmente desechado para crear un producto de gran valor³.

Gracias a su óptima distribución de poros, tamaño, superficie y volumen, un estudio realizado en 2022 determinó que las cáscaras de coco son un material excelente para la filtración de carbono en el aire y el agua. También producen menos polvo y partículas finas durante el procesamiento en comparación con la madera o el carbono³.

Cómo funciona

Mediante un proceso denominado adsorción (nota: no absorción). En el proceso de adsorción, las partículas contaminantes del aire son atraídas y se adhieren al exterior de la molécula de carbono. Dado que el carbón se ha activado, el aumento de la superficie crea más espacio al que pueden adherirse los contaminantes, también conocido como "lecho", mediante adsorción. La mayor cantidad de poros de bajo volumen hace posible que el carbón activado realice más reacciones químicas y atrape más contaminantes.

• ¿Cuál es la diferencia entre 'adsorción' y 'absorción'? Con la "adsorción", los iones o moléculas se adhieren a un adsorbente (en este caso, moléculas de carbono). Con la "absorción", los iones o moléculas entran en el interior de un absorbente.⁴.

Con el tiempo, el lecho se satura de sustancias químicas orgánicas (gases y contaminantes gaseosos), lo que hace imposible atrapar más contaminantes y lo vuelve ineficaz. No siempre es posible saber cuándo su filtro de carbón activado está saturado; a veces desprenderá olor, otras veces no. Por eso es tan importante cambiar los filtros de carbón activado a intervalos regulares siguiendo las instrucciones del fabricante..

¿Cuáles son las ventajas de un filtro de carbón activado?

El carbón activado puede ser especialmente útil para filtrar tanto compuestos orgánicos volátiles (COV) y olores para mejorar la calidad del aire interior.

Compuestos orgánicos volátiles (COV)

Los COV son una forma de contaminación química gaseosa liberada al aire normalmente por medios antropogénicos. Productos cotidianos como pinturas, disolventes, muebles nuevos, actividades de bricolaje y el humo de los cigarrillos emiten una cantidad significativa de COV nocivos y gases tóxicos. Las fragancias y los sprays desinfectantes también contienen COV gaseosos, al igual que el famoso olor a coche nuevo. Los niveles de COV son, por término medio, de 2 a 5 veces superiores en interiores que en el exterior (¡pero a veces hasta 100 veces más!).

Algunos COV son carcinógenos conocidos y se encuentran en productos de uso cotidiano. Tres COV cancerígenos que se encuentran en la vida cotidiana son el formaldehído, el benceno y el tolueno.

• Formaldehídoes un gas que se encuentra en humo de los cigarrillosel humo de los cigarrillos, el humo de los incendios forestales y las emisiones de los vehículos. Sin embargo, también se encuentra en los muebles nuevos: ¡los muebles nuevos pueden emitir formaldehído hasta dos años! Los efectos cancerígenos del formaldehído se han estudiado exhaustivamente durante más de 30 años. La exposición al formaldehído es conocida por su peligrosidad para los seres humanos⁵.
• El benceno es una sustancia química volátil que se utiliza en procesos industriales para fabricar pintura, gasolina, detergentes pesticidaspesticidas, tintes, etc. Los estudios científicos realizados en animales de experimentación indican claramente que el benceno es un "carcinógeno experimental".⁶.
• El tolueno es un subproducto del petróleo crudo que suele añadirse a la gasolina y al combustible de los vehículos. También se utiliza como disolvente en productos de belleza y bricolaje como esmaltes de uñas, pinturas y pegamentos. Ha demostrado ser cancerígeno en animales de experimentación.⁶.

Malos olores

Los olores afectan a la calidad del aire interior y a la calidad de vida. Los filtros de aire de carbón activo también eliminan eficazmente los olores desagradables liberados en el aire. Cabe señalar que muchos purificadores de aire que eliminan las partículas contaminantes del aire no combaten los olores. Por eso es importante que su aparato contenga un filtro de carbón activado para combatir los olores en interiores. Algunos olores que se eliminan gracias al carbón activado son olores de cocina, olores de mascotasolores causados por mohoy los olores causados por el humo de los cigarrillos y el tabaco.

Humo de tabaco

El humo del tabaco contiene una cantidad impresionante de sustancias químicas: ¡más de 7.000! Un estudio de 2022 identificó 97 compuestos orgánicos volátiles diferentes que liberan los productos del tabaco calentados. La Food and Drug Administration (FDA) ha identificado 93 de estos COV como nocivos y potencialmente nocivos para la salud (entre los que se incluyen el formaldehído y el benceno)7. Aunque producen menos que los cigarrillos tradicionales, los cigarrillos electrónicos también producen COV, y el estudio ha identificado 18 COV en aerosoles de vaping⁸. Un purificador de aire que viene equipado con un filtro de aire de carbón activado como parte de su proceso de filtración ayuda a combatir el humo del tabaco de segunda y tercera mano.

Cómo elegir un purificador de aire con filtro de carbón activado

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[PRODUCTOS]

Hay muchos factores que debe tener en cuenta al buscar un purificador de aire. Algunos de ellos son:

Asegúrese de que hay suficiente carbono en su filtro de aire de carbón activado.

Algunos filtros de carbón sólo utilizan trazas de carbón activado. Normalmente, cuanto más carbón se utiliza, más sitios hay disponibles a los que se pueden adherir los contaminantes y más eficaz es el filtro de carbón activado. Eoleaf utiliza las siguientes cantidades de carbón en nuestros filtros de carbón activado:

• AltaPur 700: 1280 gramos
• TeraPur 600640 gramos
• NeoPur 400: 400 gramos
• PurCar: 30 gramos

Rendimiento

Verifique la (CADR) y los "cambios de aire por hora" (ACH) de su aparato antes de realizar la compra. La tasa CADR de un aparato le indica el volumen de aire limpio difundido por hora y le permite saber qué volumen de aire, y por tanto qué tamaño de habitación, puede ser tratado eficazmente por el aparato para mejorar la calidad del aire. Cuanto mayor sea la tasa de CADR, ¡mejor!

• ACH es la frecuencia por hora con la que se renueva el aire de una habitación con aire purificado. El Centro de Control de Enfermedades (CDC) recomienda un valor mínimo de ACH de 5 (lo que significa que el aire se renueva 5 veces por hora).

Tamaño de la habitación

¿Qué tamaño tiene la habitación cuyo aire desea filtrar? Los purificadores de aire están diseñados para filtrar el aire de habitaciones de un tamaño máximo, por lo que debe asegurarse de que el tamaño de su dispositivo se ajusta a las necesidades de su hogar. casa y el espacio.

Tecnologías de filtración

Aquí en Eoleaf, recomendamos invertir en un purificador de aire que sólo contenga más de una tecnología de filtración. Al comprar un purificador de aire, para obtener beneficios óptimos para la salud, ¿por qué no invertir en un dispositivo que sea capaz de eliminar todo tipo de partículas contaminantes en el aire? todos los tipos de partículas contaminantes que se encuentran en el aire interior? Por eso nuestros aparatos ofrecen 8 tecnologías diferentes en un solo dispositivo, incluyendo un filtro de carbón activado y un filtro HEPA. Nuestros aparatos luchan contra gérmenes (virus y bacterias), los alérgenos (polvo y ácaros del polvo, pelo y caspa de mascotas, poleny el moho y sus esporas), y contaminación por partículas finas (PM10, PM2,5, PM0,1).

• Cabe señalar que los filtros HEPA certificados garantizan la filtración del 99,97% de las partículas contaminantes del aire que se encuentran en el interior hasta un tamaño de 0,01 micras. Los filtros HEPA que se describen como "tipo HEPA", aunque son más baratos, no se someten a las mismas pruebas de terceros que los filtros HEPA certificados, y no se puede garantizar que filtren la misma cantidad de contaminantes. Los filtros HEPA se consideran el estándar de oro de la filtración y son cruciales para eliminar las partículas finas contaminantes del aire que respira.

Presupuesto

La compra de un purificador de aire para su hogar u oficina es una inversión en su salud a corto y largo plazo. Por eso es importante conocer a fondo lo que implica el presupuesto de un purificador de aire. El presupuesto de un purificador de aire consta de tres partes: 1) el coste inicial del dispositivo, 2) los costes de mantenimiento, como los filtros de repuesto, y 3) los costes energéticos asociados al uso del dispositivo. Busque un dispositivo que contenga múltiples tecnologías de filtración, uno que requiera cambios de filtro poco frecuentes (los dispositivos de alta calidad de Eoleaf sólo requieren cambios de filtro anuales, menos que el estándar de la industria), y uno que sea energéticamente eficiente.

Equipe su hogar y oficina con un purificador de aire Eoleaf

Trabajamos duro para asegurarnos de ofrecer sólo las tecnologías más avanzadas del mercado actual, permitiéndole beneficiarse de los mejores dispositivos de filtración disponibles. Empiece a respirar un aire más puro con un purificador de aire Eoleaf.

Para obtener más información sobre cómo elegir un purificador de aire, consulte nuestra detallada Guía de compra. Además, no dude en contactar con nuestro equipo de expertos en purificación del aire para todas sus preguntas.

Preguntas más frecuentes

¿Con qué frecuencia deben sustituirse los filtros de carbón activado de los purificadores de aire?

Esta respuesta depende de su modelo de purificador de aire. Siempre se recomienda seguir las recomendaciones del fabricante con respecto a los cambios de filtro. El filtro de carbón activo de Eoleaf se encuentra dentro de nuestros bloques de filtros que contienen 8 tecnologías de filtración diferentes. Esto facilita la sustitución de los filtros: basta con sustituir el bloque completo una vez al año.

¿Qué factores afectan a la vida útil de un filtro de carbón activado?

La vida útil de los filtros en general depende de varios factores diferentes, algunos de los cuales incluyen el uso, la temperatura y la humedad. Cuanto más se utilice un purificador de aire, más rápido se gastará su filtro. Los cambios drásticos de temperatura y humedad también acortarán la vida útil de un filtro y es mejor evitarlos.

¿Cómo se comparan los filtros de carbón activado con otras tecnologías de filtración del aire, como los filtros HEPA?

Los filtros de carbón activado son una de las tecnologías esenciales que deben contener todos los purificadores de aire de calidad. El carbón activado es uno de los métodos más eficaces para eliminar la contaminación química (como los compuestos orgánicos volátiles o COV) y los malos olores del aire interior. Los filtros HEPA, por su parte, también son una tecnología esencial de filtración del aire y se centran en los alérgenos y la contaminación por partículas finas (PM10, PM2,5 y PM0,1). Ninguno de estos filtros realiza las funciones del otro, por lo que es muy recomendable adquirir un aparato que esté equipado con ambos para conseguir una filtración del aire completa.

¿Se pueden utilizar filtros de carbón activo en sistemas de filtración de aire residenciales y comerciales?

Sí. La consideración más importante a tener en cuenta es asegurarse de que el dispositivo tiene el tamaño adecuado para su espacio. Eoleaf vende dispositivos que se adaptan a espacios de todos los tamaños, desde estudios (para los que el NeoPur 400 es ideal) hasta espacios comerciales más grandes (para los que el AltaPur 700 es el más adecuado).

¿Existe algún riesgo para la salud asociado al uso de filtros de aire de carbón activo?

El uso de filtros de aire de carbón activo es una forma completamente segura de combatir la contaminación química (COV) y los malos olores en su espacio interior. Los únicos riesgos para la salud asociados con el uso de un purificador de aire existen como resultado de un cuidado y mantenimiento inadecuados. El uso de un dispositivo al que no se le han cambiado los filtros con regularidad puede hacer que libere contaminantes de nuevo en su aire interior, causando peligros potenciales para su salud. Por este motivo, Eoleaf no se cansa de insistir en la importancia de cambiar los filtros una vez al año.

¿Cómo puedo maximizar la longevidad de un filtro de carbón activado en mi sistema de purificación de aire?

La mejor manera de prolongar la vida útil de sus filtros es cuidarlos bien. Un par de maneras de hacerlo son realizar sustituciones periódicas de los filtros y evitar los cambios de temperatura y los niveles de humedad elevados. Además, comprar un aparato de alta calidad que sea duradero es una buena manera de asegurarse de que también está adquiriendo filtros de alta calidad.

Referencias

¹ Myers, P. D. (2018, 31 de enero). Filtros de aire de carbón activado: ¿Cómo funcionan? Blog de Molekule. Recuperado el 17 de febrero de 2023, de https://molekule.com/blog/activated-carbon-air-filter/

² Consejo Nacional de Investigación (EE.UU.) Comité de Agua Potable Segura. Agua potable y salud: Volumen 2. Washington (DC): National Academies Press (US); 1980. IV, An Evaluation of Activated Carbon for Drinking Water Treatment. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK234593/

³ Sujiono, E. H., Zabrian, D., Zurnansyah, Mulyati, Zharvan, V., Samnur, & Humairah, N. A. (2022). Fabrication and characterization of coconut shell activated carbon using variation chemical activation for wastewater treatment application. Resultados en Química, 4, 100291. doi:10.1016/j.rechem.2022.100291

⁴ Maximoff, S. N., Mittal, R., Kaushik, A., & Dhau, J. S. (2022). Performance evaluation of activated carbon sorbents for indoor air purification during normal and wildfire events. Chemosphere, 304, 135314. doi:10.1016/j.chemosphere.2022.135314

⁵ Swenberg JA, Moeller BC, Lu K, Rager JE, Fry RC, Starr TB. Formaldehyde carcinogenicity research: 30 years and counting for mode of action, epidemiology, and cancer risk assessment. Toxicol Pathol. 2013 Feb;41(2):181-9. doi: 10.1177/0192623312466459. Epub 2012 nov 16. PMID: 23160431; PMCID: PMC3893912.

⁶ McMichael AJ. Carcinogenicidad del benceno, tolueno y xileno: evidencia epidemiológica y experimental. IARC Sci Publ. 1988;(85):3-18. PMID: 3053447.

⁷ Lim, D.-H., Son, Y.-S., Kim, Y.-H., Kukkar, D., & Kim, K.-H. (2022). Volatile organic compounds released in the mainstream smoke of flavor capsule cigarettes. Environmental Research, 209, 112866. doi:10.1016/j.envres.2022.112866

⁸ Lu F, Yu M, Chen C, Liu L, Zhao P, Shen B, Sun R. The Emission of VOCs and CO from Heated Tobacco Products, Electronic Cigarettes, and Conventional Cigarettes, and Their Health Risk. Toxics. 2021 Dec 28;10(1):8. doi: 10.3390/toxics10010008. PMID: 35051050; PMCID: PMC8781168.