Los adsorbentes físicos se pueden reutilizar en el proceso de limpieza. Vea más imágenes de ciencia verde. Jonathon Nourok / Elección del fotógrafo / Getty Images Aunque a veces escuchamos sobre derrames de alto perfil en las noticias, el mal manejo de materiales y desechos peligrosos no es raro. Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA), ha sucedido en decenas de miles de sitios en los Estados Unidos, donde los materiales peligrosos han contaminado la tierra, agua y / o aire [fuente:EPA]. Materiales conocidos como adsorbentes son esenciales en el proceso de limpieza.
Es importante señalar aquí que la adsorción no es el mismo proceso que la absorción. Un absorbente aspira y contiene otros materiales en su cuerpo, provocando que el volumen del absorbente se hinche. Piense en una esponja o una toalla de papel que absorba la leche derramada. Por otra parte, un adsorbente atrae otros líquidos o gases solo hacia su superficie. Sin embargo, la "superficie" también puede incluir superficies internas, como poros y capilares. Sustancias muy porosas, como carbón activado, son grandes adsorbentes.
Un enlace adsorbente puede ser físico o químico. La adsorción física implica una atracción electrostática débil (también llamada atracción de van der Waals ) entre moléculas. Sustancias polares que tienen cargas superficiales negativas y positivas, como el agua, se sienten atraídos por los adsorbentes polares. Sustancias no polares sin carga superficial definida, como sustancias orgánicas, se sienten atraídos por los adsorbentes no polares. La adsorción física es reversible en un proceso llamado desorción. Adsorción química, sin embargo, ocurre como resultado de un enlace químico y es en gran parte irreversible. Debido a que los adsorbentes son reutilizables en el proceso de adsorción física, son más baratos y preferibles para fines de limpieza ambiental.
El proceso de adsorción a menudo implica lo que se llama un adsorbedor de lecho fijo, en el que una sustancia como el aire pasa a través de un lecho de adsorbente sólido. Mientras pasa el aire el adsorbente atrae las partículas no deseadas contenidas en el aire. La colocación de varias capas de estas camas ayuda a mejorar la eficiencia. Este puede ser un proceso regenerativo, donde el adsorbente puede pasar por desorción y luego volver a ponerse en servicio.
Ahora que sabemos un poco sobre qué es la adsorción y cómo funciona, podemos entender cómo los adsorbentes son útiles para limpiar material peligroso. Lea más en la página siguiente.
Los adsorbentes oleofílicos (que atraen el aceite) se utilizan para limpiar derrames de petróleo. Chris Ladd / Taxi / Getty Images Varios factores determinan la eficacia de un adsorbente en la limpieza ambiental. Estos incluyen no solo el área de superficie, sino también estructura química, tamaño de poro y tamaño de partícula. Carbón activado, porque es tan poroso, es un ejemplo de un adsorbente muy eficaz y ampliamente utilizado. Asombrosamente, en las condiciones adecuadas, un gramo de carbón activado puede tener una superficie total de cinco campos de fútbol [fuente:EPA]. El carbón se activa cuando se calienta y se trata con oxígeno para aumentar la estructura de los poros. Entonces, el carbón activado es eficaz para eliminar las impurezas del agua (de ahí su uso en los filtros de agua domésticos), así como para limpiar el aire de gases nocivos en las máscaras de gas. Otros usos del carbón activado incluyen la eliminación de solventes, hedor, gases y vapores de gasolina.
Otros adsorbentes comunes incluyen gel de sílice, eficaz en la eliminación de gases inorgánicos y purificación de gas, y tamices moleculares, eficaz para eliminar el óxido de nitrógeno. Entre otras cosas, la alúmina activada funciona para eliminar bifenilos policlorados ( PCB ). Los PCB son compuestos sintéticos utilizados especialmente en la industria eléctrica hasta la década de 1970. cuando fueron prohibidos. Pero debido a que no se biodegradan, grandes cantidades de PCB todavía contaminan el agua, suelo y aire.
Además, Los adsorbentes (más que los absorbentes) se utilizan para complementar las limpiezas de derrames de petróleo. Por lo general, no son eficaces como método principal de limpieza a menos que el derrame de petróleo sea muy pequeño. pero son útiles para las etapas finales de la limpieza. Los mejores adsorbentes para limpiar el aceite del agua son oleofílicos (atraen el aceite) e hidrofóbicos (repelen el agua). Piense en cómo necesita jabón y no solo agua para limpiar los aceites naturales de su cabello, o sobre cómo los animales emplumados pueden empaparse en aceite negro que no se enjuaga. Por las mismas razones el cabello y las plumas son adsorbentes efectivos para limpiar los derrames de aceite en el agua.
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