Utilizado em processos indústrias e até residenciais, o carvão ativado é uma estrutura gráfica não uniforme que contém em sua matéria a predominante presença do carbono, por isso, também pode ser chamado de carbono ativado, explica Robinson Zuntini, gerente de vendas da América do Sul da Calgon Carbon Brasil.
De acordo com Zuntini, o carvão ativado é obtido de matérias prima como: madeiras, casca de coco, lignita, hulha betaminosa e outros materiais de baixo custo. "Há basicamente dois processos de fabricação de carvão ativado, o físico que utiliza somente temperatura e vapor de água, conhecido também como ativação térmica, e o químico que utiliza compostos como por exemplo o ácido fosfórico ou o cloreto de zinco, para interferir na estrutura da matéria prima permitindo a sua oxidação, conhecida também como ativação química", esclarece o gerente de vendas da Calgon. "O processo físico de fabricação permite uma sub divisão em ativação direta, onde a matéria prima vegetal ou mineral é processada tal e qual é encontrada na natureza, ou ativação composta que combina e reaglomera matérias primas minerais de origens distintas, para o melhor aproveitamento da característica de cada uma, permitindo a fabricação de produtos mais adequados para determinadas aplicações."

O carvão ativado aplicado em filtros
O carvão ativado pode ser apresentado em outras formas, além das utilizadas em filtros. O material pode ser apresentado em forma pulverizada, tecidos para máscaras e roupas de proteção e até para sistemas de ventilação veicular, explica Zuntini. Mas, para aplicação em filtros, ele é apresentado em apenas duas formas, carvão ativado granular e extrudado. "Estas duas formas, granular e extrudada, são empregadas em processos de filtração de líquidos e gases, onde o carvão ativado fica ‘confinado’ em um filtro formando uma camada (conhecida como leito filtrante), onde este fluxo líquido ou gasoso é forçado a passar através dela para ser tratado ou filtrado", diz o gerente de vendas da Calgon.
"Há atualmente mais de 600 aplicações conhecidas sobre o uso de carvão ativado nas mais diferentes situações e indústrias. Sendo que para cada uma destas aplicações poderá haver procedimentos distintos, em função da característica do fluido a ser tratado e dos resultados que se desejam após este tratamento", afirma Zuntini.
Para entender melhor as aplicações e o papel do carvão ativado nas indústrias e residências, segue uma explicação técnica e detalhada sobre o uso em cada segmento do químico da CETESB de Santo André, Mestre em Tecnologia Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, João Carlos Mucciacito.
1) Alimentício: Na indústria de alimentos é usado, por exemplo, na purificação de óleos, clarificação de glicose, açúcar e gelatinas. É amplamente aplicado na redução de cor, via a adsorção de elementos corantes presentes no produto tratado, ou de compostos orgânicos dissolvidos e indesejáveis.
2) Bebidas: Quando se deseja purificar vodka, usa-se o Carvão Ativado para remover os ingredientes que comprometeriam a pureza da bebida. Do mesmo modo na clarificação de vinhos e sucos, transformando-os em produtos mais límpidos, padronizando a tonalidade da cor desejada.
3) Farmacêutico: A indústria farmacêutica não dispensa o seu uso no processo de fabricação de medicamentos, como antibióticos e anestésicos. Seus insumos são purificados por processos de descoramento, descontaminação e separação, através da capacidade adsortiva do Carvão Ativado.
4) Químico: Os segmentos mais variados da indústria química se beneficiam das propriedades do Carvão Ativado. Em reações químicas diversas, adsorvem sub-produtos que comprometeriam a qualidade do processo, por exemplo: purificam plastificantes, ácidos, álcoois e glicerinas.
5) Tratamento de ar: O Carvão Ativado adsorve contaminantes nocivos do ar, removendo produtos indesejáveis através de aparatos operacionais, como máscaras de proteção ou filtros industriais. Ar comprimido para finalidades diversas também são purificados desta maneira.
6) Tratamento de água: Uma ampla utilização do Carvão Ativado é a purificação de água, seja para fins potáveis ou para fins industriais. O Carvão Ativado elimina cor, odor, mau gosto, remove substâncias orgânicas dissolvidas através do mecanismo de adsorção. Águas de fontes naturais podem apresentar casos em que ácidos húmicos estão presentes em concentrações tão altas que afetam o gosto. Águas de rios, mesmo após filtração, podem conter inúmeros compostos orgânicos dos quais, normalmente, apenas uma pequena fração pode ser identificada. Outras vezes, podem estar contaminadas por resíduos de pesticidas, herbicidas ou inseticidas, usados na agricultura. Estes poluentes, além de afetarem o odor e sabor, podem apresentar efeitos tóxicos sobre os seres humanos.
Em sistemas de tratamento de águas municipais é comum a utilização do Carvão Ativado pulverizado, em dosagens variadas, onde adsorve compostos indesejáveis e é removido, posteriormente, nos decantadores. Desta forma, a população fica livre da ação destes compostos prejudiciais à saúde.
Agentes químicos como cloro e hipoclorito, são empregados para desinfetar ou oxidar materiais orgânicos da água. Com esta finalidade, superdosagens são de uso comum na indústria, principalmente na de refrigerantes. Nestes casos, o excesso do oxidante permanece na água e deve ser removido. A solução simples e econômica amplamente utilizada para estas situações é a decomposição catalítica do agente oxidante sobre a superfície do Carvão Ativado. O Carvão reduz o cloro livre ao cloreto, como se segue:
 

C* representa o Carvão Ativado e CO* representa a forma oxidada da superfície. Para a decloração são utilizados os Carvões Ativados Granulados em leitos fixos, sendo que os Carvões de menores tamanhos de partículas são os mais eficientes.
Também se faz uso do Carvão Ativado nos sistemas de geração de vapor, anteriormente às colunas de desmineralização, removendo cloro livre e materiais orgânicos da água, bem como nas linhas de retorno de condensado.
7) Adsorção de gases: A purificação de gases pode ser feita com Carvão Ativado. Quando se usa a adsorção física, os gases podem ser adsorvidos através da condensação capilar. Pode-se fazer a recuperação de solventes na indústria de tintas, adesivos, têxtil, de impressão, ou se fazendo a purificação do gás, como por exemplo, gás carbônico.
8) Catálise: Como suporte catalítico na produção de fosgênio, acetato de vinila e ácido monocloroacético, o Carvão Ativado se faz presente. Em refinarias, como suporte no processo de tratamento de gasolina, ou na dessulfurização do gás natural. Em muitos casos, suporta o metal que atuará como catalisador de reação.
9) Tratamento de efluentes: O Carvão Ativado é aplicado em efluentes líquidos industriais, dos quais se quer extrair contaminantes deletéricos ou inconvenientes. Pode ser usado em fase final de processo biológico em colunas de leito fixo, na fase de polimento, removendo cor ou componentes específicos, como por exemplo, o mercúrio. Também em sistemas tipo lodos ativados, fazendo a remoção de cor e/ou enriquecendo o lodo no número de bactérias por centímetro cúbico. Como suporte para microrganismos em sistemas de filtros biológicos ou processos anaeróbicos.
10) Outros: Há casos onde o consumidor pode verificar mais diretamente os benefícios do Carvão Ativado, tais como em máscaras de proteção individuais, filtros de água residenciais, adsorção de odores desagradáveis de geladeiras, ou nos casos de uso medicinal, quando ocorrem intoxicações. Pode-se ainda citar diversas outras aplicações, como: Aparelhos de diálise, filtros para cigarros, sistemas para geladeira solar, galvanoplastia, adsorção de gasolina em automóveis "canisters), geração de CO, filtros para aquário, purificação de dextrose, recuperação de ouro pelo processo de cianetação.

Aplicação residencial
Nas residências, o papel do filtro de carbono ativado está na melhoria da qualidade da água ingerida no local. "Uma das propriedades do carvão ativado é a retenção de compostos orgânicos, através do princípio da adsorção, retirando da água estes compostos que produzem odores e gostos desagradáveis. Outra propriedade do carvão ativado é a destruição do elemento Cloro que é utilizado como elemento sanitizante nos tratamentos de água, para evitar a proliferação de bactérias e outros elementos nocivos à saúde humana. Apesar de ter este benefício como oxidante para estes organismos, o elemento Cloro dever ser evitado no uso e consumo humano diário. É devido a esta propriedade interativa entre o carvão ativado e o cloro, que uma das restrições desta aplicação é a instalação dos filtros ou purificadores de água com carvão ativado somente no ponto de uso, mantendo a função oxidante do cloro na tubulação e nos reservatórios domésticos", explica o gerente de vendas. Devido ao seu poder filtrante, é importante que haja sempre uma "inspeção" neste filtro doméstico, desse modo, ele será trocado antes de atingir sua suturação. Pois, se saturado, ele perde o poder de filtragem.



Manutenção e vida útil
Para que o filtro de carvão ativado não perca sua qualidade de filtragem é necessário fazer uma manutenção no equipamento e ter noção do período de vida útil do filtro. Segundo Zuntini, no caso do filtro de carvão ativado utilizado para tratamento ou filtragem de água, o formato do carvão ativado favorece a retenção de sólidos contidos no líquido. Quando esta situação acontece, o conselho é  fazer a lavagem deste filtro. Se mesmo depois deste processo, o equipamento continuar pouco eficiente, ele deverá ser substituído por um novo.
"A vida útil do carvão ativado está relacionada com as condições a que está submetido, como também a quantidade (concentração) dos compostos que este filtro reterá durante o seu uso. Cada carvão ativado, de acordo com a matéria prima utilizada na sua fabricação, terá maior ou menor capacidade de acomodar estes compostos na sua estrutura porosa interna, conferindo assim maior ou menor tempo de uso até a sua saturação, implicando diretamente na sua reposição", explica Zuntini. "Historicamente alguns fabricantes de filtros recomendam a substituição do elemento filtrante a cada seis meses, porém um bom indicador do início dasaturação do carvão ativado antes deste tempo é a percepção da alteração do gosto ou do odor da água tratada no momento do consumo", finaliza. Alguns fabricantes ainda indicam a troca do filtro após seis meses de uso.


Contato da empresa:
Calgon Carbon Brasil: www.calgoncarbon.com


Referências bibliográfica:
Mucciacito, Carlos, J. CONCEITOS E APLICAÇÕES DO CARVÃO ATIVADO. Meio Filtrante, São Paulo, ano V, 22. Ed. Setembro/Outubro 2006. Disponível em: http://www.meiofiltrante.com.br/materias.asp?action=detalhe&id=254. Acessado em: 23/08/2013.