El filtro de carbón activo para agua es uno de los sistemas de filtración más utilizados en el tratamiento de agua, tanto a nivel doméstico como industrial. Su capacidad para eliminar cloro, compuestos orgánicos, olores y sabores desagradables lo convierte en una solución muy eficaz para mejorar la calidad del agua.
La filtración con carbón activado funciona mediante un proceso conocido como adsorción. Cuando el agua atraviesa el filtro, los poros microscópicos del carbón capturan diferentes compuestos contaminantes, mientras el agua limpia continúa su recorrido.
Qué es un filtro de carbón activo para agua
Un filtro de carbón activo para agua es un sistema de tratamiento que utiliza carbón activado para eliminar contaminantes presentes en el agua mediante un proceso de adsorción. El carbón activo se obtiene normalmente a partir de materiales naturales como cáscaras de coco, madera o carbón mineral.
Estos materiales se someten a un proceso de activación que crea millones de microporos en su estructura. Gracias a esta enorme superficie interna, el carbón activo puede retener una gran cantidad de sustancias presentes en el agua.
El carbón activado se caracteriza por un tratamiento especial. Concretamente, se expone a dióxido de carbono o vapor a una temperatura muy alta. Este proceso transforma el carbón, que desarrolla una vasta estructura de poros diminutos, aumentando considerablemente la superficie disponible para captar moléculas.
Esta transformación convierte al carbón activado en un material filtrante extremadamente eficaz. Además, los filtros de carbón activo suelen mejorarse mediante tratamiento químico para optimizar su capacidad de captación de contaminantes específicos.
Cómo funciona la filtración con carbón activado
La filtración con carbón activado funciona mediante un proceso conocido como adsorción. A diferencia de otros sistemas de filtración que actúan como una barrera física, el carbón activo atrae y retiene determinadas moléculas en su superficie.
El proceso de adsorción, llevado a cabo por el carbón activo para limpiar líquidos, sigue los siguientes pasos, primero el influente pasa a través del lecho de carbón activo al someterse en él cierta presión, en este punto es cuando los distintos contaminantes son retenidos por las partículas.
Cuando el agua atraviesa el filtro de carbón activado, la mayor parte de las impurezas son atraídas por su superficie y atrapadas en sus crestas, especialmente el cloro que es el principal causante del mal olor y sabor del agua.
El proceso de filtración se basa en el paso del agua a tratar a presión por el interior del equipo creando una sobrepresión en el interior del mismo y haciendo que exista un tiempo de contacto suficiente entre el agua y el lecho de carbón activo para favorecer a la filtración y absorción de los compuestos que se desean eliminar como herbicidas, cloro, pesticidas, olores y sabores del agua.
Para que la adsorción sea realizada con eficiencia es necesario que el tiempo de contacto de las sustancias contaminantes y el lecho de carbón sea adecuado.
Con el tiempo, el lecho filtrante queda saturado por todos los compuestos retenidos en él y pierde eficacia. En ese punto es necesario reemplazarlo o regenerarlo.
La opción más adecuada en lechos de mayor tamaño es la regeneración mediante procesos de lavado o tratamientos térmicos, que permite reutilizar el carbón.
Por qué el carbón activo puede retener contaminantes
Los filtros de carbón activo están formados por un medio filtrante con base carbón poroso que se encarga de atrapar y absorber los contaminantes del agua principalmente orgánicos y químicos.
Los filtros de carbón activado utilizan carbón natural tratados a altas temperaturas y con diversos agentes químicos para volverlo más poroso. Al volverse más poroso su área superficial incrementa, lo que le permite atrapar contaminantes con una mayor eficacia.
Mediante un proceso de adsorción, el carbón activado es un lecho filtrante ideal para tratamientos de agua, pues es capaz de eliminar componentes orgánicos como pesticidas y materia orgánica; y también ciertos componentes como el cloro, el ozono y el peróxido de hidrógeno.
Es un compuesto de alta eficiencia que se utiliza para la purificación del agua desde hace varios años dando excelentes resultados en el tratamiento de agua potable y aguas residuales.
Tipos de carbón activo para agua
Carbón activo granular: GAC
Existen dos tipos de carbón activo a escala general, cuya diferencia se basa en el tamaño de sus poros, el GAC (Granular Activated Carbon), con granos más grandes (granulares) y que se utiliza para los filtros de agua; y el PAC (Powdered Activated Carbon), en forma de polvo y que se usa para el tratamiento de aguas residuales.
El carbón activo granular (GAC) está formado por pequeñas partículas de carbón que permiten un mayor caudal de agua.
El carbón de agua se presenta generalmente en bolsas, a granel o en gránulos. El carbón activado granulado se utiliza para llenar ciertas cajas y filtros para la filtración del aire.
Carbón activo en polvo: PAC
El PAC (Powdered Activated Carbon), en forma de polvo, se usa para el tratamiento de aguas residuales.
El carbón activo en polvo puede incorporarse a determinados procesos de tratamiento cuando se necesita ponerlo en contacto con el agua y retirarlo posteriormente junto con los sólidos separados.
Carbón activo en bloque
En cambio, el carbón activo en bloque es más compacto y suele ofrecer una filtración más fina, reteniendo mejor ciertos contaminantes.
La elección entre carbón granular y carbón en bloque depende del caudal, la calidad del agua, los contaminantes que se quieran reducir y el tipo de instalación.
Qué contaminantes elimina o reduce
Uno de los principales motivos por los que se instalan filtros de carbón activado para agua es su capacidad para eliminar numerosos contaminantes que afectan a la calidad del agua.
- Cloro y derivados del cloro
- Compuestos orgánicos volátiles (COV)
- Restos de pesticidas y herbicidas
- Olores y sabores desagradables
- Sustancias responsables del mal sabor del agua
- Materia orgánica
- Algunos químicos
- Colorantes y otros tintes disueltos
- Residuos de la industria textil
- Compuestos halogenados
Los filtros de carbón activo son capaces de eliminar eficientemente compuestos orgánicos (como pesticidas, productos fitosanitarios y herbicidas), cloro y sus compuestos, metales pesados (no es una eliminación tan efectiva como en otros tratamientos, pero sí reduce su concentración), olores y COVs (es una tecnología efectiva para conseguir eliminar olores desagradables y compuestos orgánicos volátiles), residuos de la industria textil, compuestos halogenados, etc.
Es importante tener en cuenta que el filtro de carbono para agua está especialmente diseñado para eliminar compuestos orgánicos y mejorar las características organolépticas del agua, aunque normalmente no elimina sales disueltas ni ciertos minerales.
Los filtros de carbón activado para agua no eliminan la cal ni las sales minerales disueltas. Su función principal es eliminar cloro, compuestos orgánicos y mejorar el sabor del agua.
Principales usos de los filtros de carbón activo
Agua potable
Los sistemas de carbón activo tienen un amplio rango de aplicación en el tratamiento de aguas.
El carbón activo se encarga de retener plaguicidas, materia orgánica, toxinas, algunos químicos y olor y sabor del agua potable de pozos, ríos, lagos y lluvia.
Con este proceso se obtiene un agua sin olor ni sabor apta para su desinfección y consumo humano, animal o riego.
El carbón activado es útil tanto para tratamiento de agua potable como para agua residual.
Eliminación de cloro
Los filtros de carbón activado se utilizan como sistema para quitar cloro del agua cuando es necesario, favoreciendo a procesos industriales y purificación de aguas para riego y agricultura.
El tratamiento con carbón activo también puede mejorar el sabor y el olor del agua, ya que reduce sustancias responsables de las características organolépticas desagradables.
Tratamiento de aguas residuales
En las plantas de tratamiento de aguas residuales, tras un pretratamiento físico y biológico en el que se eliminan de la corriente sólidos y la DBO (demanda biológica de oxígeno), el agua bruta pasa por el filtro de carbón activo que, gracias a su estructura porosa y gran área superficial, atrapa (adsorbe) los contaminantes presentes en el filtro como si de una esponja se tratara, evitando que sigan dentro de la corriente del fluido.
El resultado es una agua más limpia y segura.
La reutilización de aguas grises y residuales se beneficia de la capacidad del carbón para reducir químicos, DQO y color de aguas grises y residuales, favoreciendo a su reutilización para riego y limpiezas o vertido.
Procesos industriales
Es común utilizar filtros de carbón activado para el tratamiento de aguas industriales y de pozo debido a que se trata uno de los compuestos más utilizados y con mayor rango de aplicación en los proyectos de ingeniería de aguas.
En particular, se utiliza para el tratamiento del agua, el tratamiento de agua potable y la filtración de aguas residuales y aguas de procesos industriales de lavado y limpieza.
Después de la filtración de M.E.S. (sólidos suspendidos), nuestros carbonos activados reducirán significativamente la D.Q.O., Demanda Química de Oxígeno y D.B.O.5, Demanda Bioquímica de Oxígeno en 5 días.
Mejora del olor y del sabor
El carbón activado es un compuesto químico especialmente diseñado para la absorción de olores y sabores desagradables del agua de pozos, ríos o estancada. Favoreciendo a su adecuación para el consumo humano.
El filtro de carbón activado no solo purifica, sino que también elimina olores y sabores desagradables, proporcionando agua más agradable al gusto.
Filtros domésticos
Los filtros de carbón activado para agua se utilizan tanto en instalaciones domésticas como en aplicaciones industriales, ya que permiten mejorar la calidad del agua de forma sencilla y eficaz.
Entre los sistemas domésticos se encuentran los filtros de grifo, los equipos bajo fregadero, las jarras filtradoras y los filtros instalados en tomas individuales.
Es por ello que este tipo de filtros es el más empleado en hogares y se utiliza también para fabricar jarras filtradoras.
Aplicaciones más habituales
- Tratamiento de agua potable para mejorar el sabor y eliminar cloro.
- Sistemas domésticos de filtración, como filtros de grifo o equipos bajo fregadero.
- Pretratamiento en sistemas de ósmosis inversa, protegiendo las membranas del cloro.
- Industria alimentaria y de bebidas, donde es importante mantener una alta calidad del agua.
- Tratamiento de agua en procesos industriales, para eliminar compuestos orgánicos.
- Plantas potabilizadoras de agua.
- Tratamiento de aguas de pozo, ríos, lagos y lluvia.
- Reutilización de aguas grises y residuales.
- Procesos de lavado y limpieza.
- Agua destinada a riego y agricultura.
Gracias a estas aplicaciones, el filtro de carbón activo se ha convertido en una solución habitual en múltiples sistemas de tratamiento de agua.
La importancia de la prefiltración
Es importante recordar que antes del carbón activo, ya sea para el aire o el agua y antes de su unidad de ósmosis, el pretratamiento de partículas y TSS debe ser perfectamente eficiente.
Los prefiltros gruesos y finos deben cumplir su función de purificadores.
En los sistemas de aguas residuales, el carbón activo debe colocarse después de las etapas que eliminan los sólidos y la carga biológica correspondiente.
La idea es evitar que las partículas gruesas lleguen al carbón activo, para no saturarlo y obstruir los poros, y mantener así su eficacia durante más tiempo.
Los prefiltros pueden reducir la entrada de partículas suspendidas, sedimentos y otros sólidos que disminuirían el tiempo de servicio del lecho de carbón.
Parámetros de funcionamiento
Presión
Nuestros equipos de filtrado trabajan con un medio filtrante de carbón activo mineral a una presión de trabajo máxima de 10 bares, siendo 3 bares la presión de trabajo idónea para que el filtro funcione correctamente y tenga una larga vida útil.
Otras variables a tener en cuenta a la hora de trabajar con el carbón activo son: la presión de trabajo (algunos filtros pueden trabajar a bajas velocidades) y temperatura (la capacidad de adsorción del carbón puede variar y verse afectada por este parámetro).
Tiempo de contacto
El tiempo de contacto entre el agua y el lecho de carbón es fundamental para que las sustancias contaminantes puedan quedar retenidas.
Para que la adsorción sea realizada con eficiencia es necesario que el tiempo de contacto de las sustancias contaminantes y el lecho de carbón sea adecuado.
Caudal y tamaño del equipo
Para seleccionar el filtro adecuado es necesario conocer el caudal del agua que sea necesario tratar con el mismo.
En base a este caudal existe una amplia gama de tamaños de filtros de carbón que abarcan diámetros de 300 mm a 1600 mm.
Los filtros se pueden utilizar para caudales desde 0.5 m3/h hasta 6000 m3/h.
| Parámetro | Valores indicados |
|---|---|
| Presión máxima de trabajo | 10 bares |
| Presión idónea de trabajo | 3 bares |
| Diámetros de filtración | 300 mm a 1600 mm |
| Caudales | 0.5 m3/h hasta 6000 m3/h |
Temperatura
La capacidad de adsorción del carbón puede variar y verse afectada por la temperatura.
Esto tiene consecuencias en el rendimiento del proceso, el cual goza en un inicio de una alta capacidad para eliminar contaminantes en un volumen elevado de agua.
Regeneración, lavado y sustitución del carbón
Cuando el filtro se ha ensuciado tras varios días o semanas de tratamiento, este realizará un contralavado para eliminar cualquier compuesto que se haya depositado en el medio filtrante y de este modo poder seguir trabajando no siendo necesaria la sustitución del carbón hasta que este haya agotado sus características.
Cuando se observe que el carbón activado ha agotado su capacidad de absorción este deberá sustituirse por una nueva carga.
El tiempo de sustitución estará relacionado con las características del agua a tratar pudiendo variar entre varios meses o años.
Como ejemplo para poder tener un orden de sustitución, para un agua de pozo estándar presente en la naturaleza se recomienda sustituir la carga cada 2-3 años.
En los equipos domésticos, depende del modelo y del volumen de agua filtrada, pero generalmente se recomienda cambiar el filtro cada 6 a 12 meses para mantener su eficacia y evitar la saturación del carbón.
La regeneración y la sustitución no responden siempre a los mismos criterios: los lechos de mayor tamaño pueden regenerarse mediante procesos de lavado o tratamientos térmicos, mientras que los cartuchos domésticos suelen reemplazarse cuando alcanzan su capacidad de trabajo.
Formatos y configuraciones de los filtros
El carbón activado se presenta en diferentes formas dependiendo de su uso.
- El carbón de agua se presenta generalmente en bolsas, a granel o en gránulos.
- Los filtros compactos pueden utilizarse en tomas de grifos, electrodomésticos, restaurantes y negocios donde se necesita tratar el agua de una sola toma.
- Los filtros industriales abarcan un amplio rango de tamaños y caudales.
- Los sistemas pueden utilizar tanques filtrantes con resistencia a presión de 10 bar.
- Los equipos pueden incorporar un frente de válvulas manuales y automáticas montado y listo para conectar.
- Los equipos de mayor tamaño pueden disponer de una boca de descarga lateral para mantenimiento y vaciado.
- Los sistemas pueden incluir perfiles metálicos de sujeción y soporte del equipo.
La elección del formato debe relacionarse con el caudal, el volumen de agua, el espacio disponible, el tipo de contaminantes y la frecuencia de mantenimiento.
Combinación con otros sistemas de tratamiento
Además, los filtros de carbón activo suelen utilizarse como pretratamiento en sistemas más avanzados, como equipos de ósmosis inversa o tratamientos industriales de agua.
Sí. De hecho, es muy habitual utilizar un filtro de carbono para agua como etapa previa en sistemas de tratamiento más avanzados, como equipos de ósmosis inversa o sistemas de ultrafiltración.
En algunos casos se combina con otros sistemas de tratamiento para conseguir un nivel de purificación más elevado.
El carbón activo puede trabajar junto con prefiltros de sedimentos, sistemas de ultrafiltración, ósmosis inversa y etapas de desinfección, según la calidad del agua y el uso previsto.
Ventajas de la filtración con carbón activo
Eliminación de impurezas
El carbón activado adsorbe cloro, metales pesados, compuestos orgánicos y sedimentos, mejorando la calidad del agua.
Mejora del sabor y el olor
Elimina contaminantes que afectan el sabor y el olor del agua, proporcionando un agua más limpia y agradable.
Reducción de productos químicos
Durante la operación de filtración con carbón, no se requiere de dosificación de productos químicos lo que convierte al tratamiento con carbón activado en una opción más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
Control de la turbidez y el color
Ayuda a disminuir la turbidez del agua causada por partículas orgánicas de color, de igual forma el carbón es capaz reducir el color en aquellos líquidos que contienen colorantes u otros tintes disueltos.
Protección de otros equipos
El filtro de carbón activo puede proteger equipos de tratamiento de agua, como sistemas de ósmosis inversa, frente al cloro y determinados compuestos orgánicos.
Facilidad de aplicación
Este sistema destaca por su eficacia, versatilidad y facilidad de aplicación en distintos entornos, convirtiéndose en una de las soluciones más utilizadas para garantizar un agua más segura, limpia y apta para su consumo o reutilización.
Costes y mantenimiento
Los filtros de carbón activado son significativamente más económicos que los sistemas de ósmosis inversa.
Los filtros de carbón activado son fáciles de instalar y mantener.
El sistema requiere de menor mantenimiento y tiene una vida útil prolongada, lo que reduce los costos a largo plazo.
Sin embargo, su elección depende de la calidad del agua que se desea filtrar y las necesidades específicas del usuario.
Limitaciones del carbón activo
El carbón activado no elimina todos los contaminantes presentes en el agua. Su eficacia depende del tipo de carbón, la porosidad, el tiempo de contacto, la temperatura, la presión, el caudal y la concentración de las sustancias.
Los filtros de carbón activado para agua no eliminan la cal ni las sales minerales disueltas.
La eliminación de metales pesados no es tan efectiva como en otros tratamientos, aunque sí puede reducir su concentración.
Para saber si el sistema de filtración con carbón activado es adecuado para tu empresa, debes considerar la calidad del agua que necesita ser tratada, los contaminantes específicos que quieres eliminar y el tipo de uso que tendrá el agua filtrada o dónde será vertida.
Para saber eso debe de realizarse un análisis del agua de entrada, identificar los contaminantes y evaluar las necesidades de la empresa, con ello se puede elegir el sistema de filtración con carbón activado más adecuado.
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve un filtro de carbón activado para agua?
Un filtro de carbón activo sirve principalmente para eliminar cloro, compuestos orgánicos, olores y sabores desagradables presentes en el agua.
Gracias a su estructura porosa, es capaz de retener muchas de las sustancias que afectan a la calidad del agua potable.
¿Es bueno tomar agua filtrada con carbón activado?
El uso de un filtro de carbón activado para filtro de agua no solo permite consumir agua más limpia y pura, sino que esta tendrá un mejor sabor después del proceso de filtrado.
Los filtros domésticos pueden captar los compuestos relacionados con la alteración del sabor y el olor del agua y dejar pasar los minerales disueltos de forma natural.
¿Qué diferencia hay entre carbón activado granular y carbón en bloque?
El carbón activo granular (GAC) está formado por pequeñas partículas de carbón que permiten un mayor caudal de agua. En cambio, el carbón activo en bloque es más compacto y suele ofrecer una filtración más fina, reteniendo mejor ciertos contaminantes.
¿Los filtros de carbón activo eliminan la cal del agua?
No. Los filtros de carbón activado para agua no eliminan la cal ni las sales minerales disueltas.
Su función principal es eliminar cloro, compuestos orgánicos y mejorar el sabor del agua.
¿Cada cuánto tiempo hay que cambiar un filtro de carbón activado?
Depende del modelo y del volumen de agua filtrada, pero generalmente se recomienda cambiar el filtro cada 6 a 12 meses para mantener su eficacia y evitar la saturación del carbón.
En instalaciones de mayor tamaño, el tiempo de sustitución estará relacionado con las características del agua a tratar pudiendo variar entre varios meses o años.
¿Se puede combinar un filtro de carbón activo con otros sistemas?
Sí. De hecho, es muy habitual utilizar un filtro de carbono para agua como etapa previa en sistemas de tratamiento más avanzados, como equipos de ósmosis inversa o sistemas de ultrafiltración.
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