{"id":8233,"date":"2026-10-11T17:53:41","date_gmt":"2026-10-11T09:53:41","guid":{"rendered":"https:\/\/junglenical.com\/?p=8233"},"modified":"2026-10-11T17:53:44","modified_gmt":"2026-10-11T09:53:44","slug":"how-does-activated-carbon-remove-mercury-mechanisms-products-and-applications","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/junglenical.com\/es\/blog\/how-does-activated-carbon-remove-mercury-mechanisms-products-and-applications\/","title":{"rendered":"\u00bfC\u00f3mo elimina el carb\u00f3n activado el mercurio? Mecanismos, productos y aplicaciones"},"content":{"rendered":"

El mercurio es uno de los contaminantes m\u00e1s persistentes en las emisiones industriales. La Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud lo incluye entre las diez sustancias qu\u00edmicas que suscitan mayor preocupaci\u00f3n para la salud p\u00fablica y, una vez liberado, el mercurio circula por el aire, el agua y el suelo durante d\u00e9cadas, transform\u00e1ndose en metilmercurio, que se bioacumula en los peces y los mariscos. Las centrales el\u00e9ctricas de carb\u00f3n, las incineradoras de residuos, los hornos de cemento y las fundiciones de metales emiten mercurio en sus gases de combusti\u00f3n, y una gran parte de este \u2014normalmente entre el 30 % y el 70 %, dependiendo del combustible\u2014 sale por la chimenea en forma de vapor de mercurio elemental que los depuradores y colectores de polvo habituales simplemente no pueden capturar. Por lo tanto, el endurecimiento de los l\u00edmites de emisi\u00f3n en Estados Unidos, Europa y Asia ha convertido el control espec\u00edfico del mercurio de una mejora opcional en una condici\u00f3n est\u00e1ndar para la concesi\u00f3n de permisos.<\/p>\n\n\n\n

El carb\u00f3n activado elimina el mercurio mediante dos mecanismos complementarios. En primer lugar, su enorme superficie porosa interna adsorbe f\u00edsicamente el vapor de mercurio en la matriz de carb\u00f3n. En segundo lugar, y de forma mucho m\u00e1s eficaz, los tipos de carb\u00f3n impregnados qu\u00edmicamente reaccionan con el mercurio para formar compuestos estables y no vol\u00e1tiles, como el sulfuro de mercurio (HgS) y el bromuro de mercurio (HgBr\u2082), que quedan retenidos de forma permanente en el interior de los poros. Ya sea en forma de carb\u00f3n activado en polvo inyectado en los conductos de gases de combusti\u00f3n o como medio granular en recipientes de lecho fijo, si se selecciona adecuadamente carb\u00f3n activo para la eliminaci\u00f3n de mercurio<\/a> alcanza una captura de mercurio del 90 al 99 por ciento tanto en las corrientes gaseosas como en las l\u00edquidas.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

En los apartados siguientes se detallan los fundamentos cient\u00edficos de cada mecanismo, las dos v\u00edas de ingenier\u00eda utilizadas para incorporar el carbono en plantas reales y los criterios pr\u00e1cticos para seleccionar el grado de producto adecuado.<\/p>\n\n\n\n

Por qu\u00e9 es tan dif\u00edcil capturar a Mercurio<\/h2>\n\n\n\n

El mercurio se resiste a los m\u00e9todos convencionales de control de la contaminaci\u00f3n porque se presenta en tres formas muy diferentes, y la forma predominante en la mayor\u00eda de los gases de combusti\u00f3n \u2014el mercurio elemental\u2014 es gaseosa, insoluble en agua y qu\u00edmicamente inerte, por lo que pasa directamente a trav\u00e9s de los depuradores, los precipitadores electrost\u00e1ticos y los filtros de mangas, que fueron dise\u00f1ados para retener part\u00edculas y gases \u00e1cidos.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"Una<\/figure>\n\n\n\n

Seg\u00fan el Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud<\/a>, incluso una exposici\u00f3n m\u00ednima al mercurio puede da\u00f1ar los sistemas nervioso, digestivo e inmunol\u00f3gico, as\u00ed como los pulmones y los ri\u00f1ones, siendo el mayor riesgo el que corren los ni\u00f1os durante el desarrollo intrauterino. Este perfil de toxicidad explica por qu\u00e9 las autoridades reguladoras consideran el mercurio como un contaminante atmosf\u00e9rico peligroso prioritario, en lugar de una emisi\u00f3n m\u00e1s entre muchas otras.<\/p>\n\n\n\n

Determinar qu\u00e9 forma de mercurio est\u00e1 presente es el primer paso de cualquier estrategia de control, ya que cada forma se comporta de manera diferente:<\/p>\n\n\n\n

Formulario de Mercury<\/td>S\u00edmbolo<\/td>Caracter\u00edsticas principales<\/td>Eliminado por<\/td><\/tr>
Mercurio elemental<\/td>Hg0<\/td>Gaseoso, insoluble en agua, qu\u00edmicamente inerte, vol\u00e1til<\/td>Adsorci\u00f3n con carb\u00f3n activo (por inyecci\u00f3n o en lecho fijo)<\/td><\/tr>
Mercurio oxidado<\/td>Hg2+<\/td>Solubles en agua y reactivos<\/td>Depuradores h\u00famedos (FGD), carb\u00f3n activado<\/td><\/tr>
Mercurio ligado a part\u00edculas<\/td>Hg(p)<\/td>Adsorbido en part\u00edculas de cenizas volantes<\/td>Precipitadores electrost\u00e1ticos y filtros de mangas<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

La forma predominante depende principalmente del combustible. El cloro presente de forma natural en el carb\u00f3n oxida el vapor de mercurio durante la combusti\u00f3n, por lo que los carbones bituminosos con alto contenido en cloro producen Hg\u00b2\u207a, que se captura m\u00e1s f\u00e1cilmente, mientras que los carbones subbituminosos y el lignito, con bajo contenido en cloro, dejan la mayor parte del mercurio en forma elemental. Este \u00fanico detalle qu\u00edmico es la raz\u00f3n por la que los sistemas de carb\u00f3n activado se concentran en las centrales que queman carbones de la cuenca del r\u00edo Powder y lignito, y determina las opciones de impregnaci\u00f3n que se comentar\u00e1n m\u00e1s adelante.<\/p>\n\n\n\n

Entre los sectores en los que el control de las emisiones de mercurio es ya un requisito habitual se encuentran:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Las centrales el\u00e9ctricas de carb\u00f3n y las calderas industriales, la categor\u00eda que constituye la mayor fuente individual<\/li>\n\n\n\n
  2. Incinadoras de residuos municipales y peligrosos, en las que la aportaci\u00f3n de mercurio es variable y elevada<\/li>\n\n\n\n
  3. Hornos de cemento, en particular aquellos que coprocesan combustibles derivados de residuos<\/li>\n\n\n\n
  4. Plantas de fundici\u00f3n de metales no ferrosos que procesan minerales de cobre, plomo, zinc y oro<\/li>\n\n\n\n
  5. Plantas de cloro-\u00e1lcali y otras plantas qu\u00edmicas con procesos antiguos que utilizan mercurio<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Adsorci\u00f3n f\u00edsica: c\u00f3mo el carb\u00f3n activado sin tratar atrapa el mercurio<\/h2>\n\n\n\n

    El carb\u00f3n activado sin tratar captura el mercurio mediante adsorci\u00f3n f\u00edsica: las mol\u00e9culas de mercurio se difunden en la red de poros y quedan retenidas en la superficie interna \u2014que suele tener una superficie de 1.000 metros cuadrados por gramo o m\u00e1s\u2014 gracias a fuerzas intermoleculares d\u00e9biles. Este mecanismo captura de forma fiable el mercurio oxidado, pero es mucho menos eficaz contra el mercurio elemental.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    El carb\u00f3n activado se fabrica carbonizando y, a continuaci\u00f3n, activando una materia prima como el carb\u00f3n, la c\u00e1scara de coco o la madera, un proceso que elimina mediante combusti\u00f3n los componentes vol\u00e1tiles y deja una red interconectada de microporos, mesoporos y macroporos. Los microporos, de menos de dos nan\u00f3metros, constituyen la mayor parte de la superficie interna, y es en este laberinto microsc\u00f3pico donde tiene lugar la adsorci\u00f3n. Cuando un gas o un l\u00edquido que contiene mercurio entra en contacto con el carb\u00f3n, las mol\u00e9culas de mercurio se difunden en los poros y se adhieren a las paredes de estos. La fuerza de adsorci\u00f3n depende de la superficie, de la distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de los poros en relaci\u00f3n con las especies de mercurio y del tiempo de contacto entre la corriente y el medio.<\/p>\n\n\n\n

    Los l\u00edmites del carbono sin tratar<\/h3>\n\n\n\n

    Los datos de rendimiento en campo muestran que el carb\u00f3n en polvo sin tratar elimina solo entre el 30 y el 70 por ciento del mercurio presente en los gases de combusti\u00f3n, por tres razones bien documentadas:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Escasa afinidad por el mercurio elemental.<\/strong> La energ\u00eda de adsorci\u00f3n f\u00edsica es baja, por lo que las mol\u00e9culas de Hg0 pueden desorberse y volver a la corriente cuando cambian las condiciones.<\/li>\n\n\n\n
    2. Sensibilidad a la temperatura.<\/strong> La capacidad de adsorci\u00f3n disminuye considerablemente a medida que aumenta la temperatura del gas, y por encima de unos 400 grados Fahrenheit (200 grados Celsius), el rendimiento se reduce dr\u00e1sticamente.<\/li>\n\n\n\n
    3. Adsorci\u00f3n competitiva.<\/strong> Los gases \u00e1cidos, como el di\u00f3xido de azufre, ocupan los sitios de adsorci\u00f3n y desplazan al mercurio de la superficie.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      Estas limitaciones son precisamente la raz\u00f3n por la que, en algunas ocasiones, las aplicaciones de carb\u00f3n bituminoso con alto contenido en cloro pueden cumplir los objetivos con carb\u00f3n com\u00fan, mientras que los combustibles con bajo contenido en cloro, las temperaturas m\u00e1s elevadas de los gases y los l\u00edmites de salida m\u00e1s estrictos empujan a los operadores a utilizar calidades tratadas qu\u00edmicamente.<\/p>\n\n\n\n

      Quimisorci\u00f3n: por qu\u00e9 el carb\u00f3n activado impregnado ofrece un mejor rendimiento<\/h2>\n\n\n\n
      \"Primer<\/figure>\n\n\n\n

      El carb\u00f3n activado impregnado elimina el mercurio transformando la adsorci\u00f3n en fijaci\u00f3n qu\u00edmica: un impregnante activo disperso por la estructura porosa reacciona con el mercurio y lo convierte en un compuesto estable \u2014normalmente HgS o HgBr\u2082\u2014 que no puede volver a liberarse en la corriente gaseosa o l\u00edquida. Esto eleva la eficiencia de eliminaci\u00f3n entre el 85 % y el 99 % y multiplica la capacidad de trabajo de cada gramo de carb\u00f3n.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Moderno carb\u00f3n activo impregnado<\/a> Se produce cargando una dosis precisa de sustancia qu\u00edmica activa sobre un carb\u00f3n base de alta calidad y, a continuaci\u00f3n, sec\u00e1ndolo y estabiliz\u00e1ndolo para que el impregnante permanezca disperso en lo m\u00e1s profundo de los microporos. Dado que la reacci\u00f3n de fijaci\u00f3n es irreversible a temperaturas normales de funcionamiento, la capacidad se agota de una sola vez y no puede recuperarse mediante cambios de presi\u00f3n o temperatura, lo que supone una diferencia fundamental con respecto a la adsorci\u00f3n convencional con recuperaci\u00f3n por disolvente. Dos familias de productos de impregnaci\u00f3n dominan el mercado de la eliminaci\u00f3n de mercurio.<\/p>\n\n\n\n

      Carb\u00f3n activado impregnado de azufre<\/h3>\n\n\n\n

      El azufre presenta una de las afinidades qu\u00edmicas m\u00e1s fuertes que se conocen con el mercurio. Cuando se dispersa entre un cinco y un quince por ciento de azufre elemental a trav\u00e9s de la red de microporos, el mercurio capturado reacciona en la superficie para formar sulfuro de mercurio, un compuesto tan insoluble y t\u00e9rmicamente estable que elimina de forma efectiva y permanente el mercurio del medio ambiente. Este mismo proceso qu\u00edmico funciona tanto en corrientes de gas como en agua, lo que convierte al azufre en el impregnante por excelencia tanto para el depurado de gases de combusti\u00f3n como para el tratamiento en fase l\u00edquida.<\/p>\n\n\n\n

      La mejora en el rendimiento est\u00e1 ampliamente documentada. Un estudio revisado por pares y publicado en la revista *Water, Air, and Soil Pollution* revel\u00f3 que el tratamiento con azufre duplic\u00f3 con creces la capacidad m\u00e1xima de adsorci\u00f3n de mercurio del carb\u00f3n granular, pasando de 73 miligramos por gramo a 166 miligramos por gramo, y modific\u00f3 el mecanismo de adsorci\u00f3n hacia una verdadera quimisorci\u00f3n (Springer<\/a>). La variable cr\u00edtica en el proceso de fabricaci\u00f3n es la dispersi\u00f3n: el azufre debe recubrir las paredes internas de los poros, donde el mercurio pueda llegar a \u00e9l, en lugar de acumularse en las entradas de los poros y bloquear el acceso.<\/p>\n\n\n\n

      Carb\u00f3n activo bromado y halogenado<\/h3>\n\n\n\n

      Los tipos bromados contienen entre un cinco y un quince por ciento de bromo en peso y est\u00e1n dise\u00f1ados espec\u00edficamente para gases de combusti\u00f3n. El bromo presente en la superficie del carb\u00f3n oxida el mercurio elemental y lo convierte en bromuro de mercurio, que se adsorbe de forma intensa e inmediata. El resultado pr\u00e1ctico es un cambio radical en el rendimiento: el carb\u00f3n bromado suele alcanzar una eliminaci\u00f3n total de mercurio del 85 al 95 por ciento, frente al 30 al 70 por ciento del carb\u00f3n sin tratar, y alcanza el mismo objetivo de salida con caudales de inyecci\u00f3n entre un 40 y un 60 por ciento inferiores.<\/p>\n\n\n\n

      Los grados bromados son esenciales en aquellos casos en los que predomina el mercurio elemental, es decir, en los carbones subbituminosos y lignitos con bajo contenido en cloro, as\u00ed como en las centrales equipadas \u00fanicamente con colectores electrost\u00e1ticos de part\u00edculas (ESP). La principal desventaja es que parte del bromo migra a las cenizas volantes recogidas, lo que resulta relevante para las centrales que venden cenizas para la producci\u00f3n de hormig\u00f3n; existen alternativas halogenadas cuando esto supone un problema.<\/p>\n\n\n\n

      Otros agentes de impregnaci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

      No todos los problemas relacionados con el mercurio requieren el uso de azufre o bromo. Existen otros impregnantes que cubren nichos espec\u00edficos:<\/p>\n\n\n\n