The superfi cial area of an activated carbon obtained from coffee husk and coconut shell was determined, by means of isotherms of adsorption of N2 to 77K and the results they area compared with the method of index blue of methylene, fi nding an good correlation between the two areas determined by this method. This research shows that both methods allow making a complementary analysis of a porous surface. 8 I N T R O D U C C I O N Los solidos porosos poseen en su interior cavidades o tuneles que reciben el nombre de poros. Estos constituyen la parte mas importante en la estructura de un carbon activado, ya que determinan sus propiedades texturales, las cuales se relacionan con la adsortividad y determinan la superficie especifica a lo largo del sistema poroso, facilitando la difusion y la adsorcion [1, 2, 3]. El carbon activado es un termino general que se aplica a toda una serie de productos derivados de materiales carbonosos; es un material amorfo que presenta un area superficial excepcionalmente alta, medida por adsorcion de nitrogeno, y se caracteriza por tener una proporcion de microporos (poros menores que 2 nanometros). Estas caracteristicas le confieren propiedades adsorbentes excepcionales que pueden ser aprovechadas en diferentes areas. Durante el proceso de obtencion de carbones activados, es posible modificar tanto los procesos de carbonizacion y de activacion, para modificar sus propiedades texturales y quimicas. Ademas, este material es comunmente utilizado para la retencion de contaminantes gaseosos, en el tratamiento de aguas residuales y en la purificacion de agua para el consumo humano [4]. Una de las ventajas de este material es su uso para retirar sustancias altamente toxicas que se encuentran a muy bajas concentraciones [4]. Para aplicaciones en fase liquida, los carbones activados mas utilizados son los pulverizados; y sus usos mas frecuentes son: decoloracion y purificacion de azucares, procesos quimicos, mineria (extraccion de oro), purificacion de diferentes materiales, farmacia, purificacion del agua (tanto para la potabilizacion a nivel publico como domestico), medicina, tratamiento de aguas residuales, mascaras antigas, filtros de purificacion y controladores de emisiones de automoviles, entre otros muchos usos. Esta presentacion en polvo posee un maximo de 30 m de diametro y le confiere una gran superficie interna y pequenos poros. Adicionalmente, en la industria, el carbon activado se encuentra en pelets y granulos [5,6]. Bajo el microscopio electronico, la estructura del carbon activado muestra una gran cantidad de poros y de grietas. Al realizar una toma de microfotografias con gran aumento, se logra observar los poros mas pequenos. La evaluacion de la adsorcion se hace generalmente mediante la adsorcion de nitrogeno gaseoso a 77K a diferentes condiciones de presion relativa (P/Po). En general, cualquier material organico con proporciones relativamente altas de carbono es susceptible de ser transformado en carbon activado. Los carbones activados obtenidos industrialmente pueden provenir de madera y residuos forestales u otros tipos de biomasa (turba, lignito y otros carbones minerales) asi como de diferentes polimeros y fibras naturales o sinteticas. Existen, no obstante, algunas limitaciones. No seran adecuados para preparar carbones activados aquellos materiales carbonosos que pasen por un estado f luido o pseudo-f luido durante su carbonizacion, dado que durante la resolidificacion de esta fase suelen formarse estructuras ordenadas en los carbones resultantes. No resultan adecuados, por tanto, los carbones coquizables, salvo que se eliminen sus propiedades coquizantes mediante una oxidacion previa, por ejemplo. Del mismo modo, tampoco resultan adecuados los residuos termoplasticos. Los factores que hay que tener en cuenta para elegir un precursor adecuado son: buena disponibilidad y bajo coste, bajo contenido en materia mineral y que el carbon resultante posea unas buenas propiedades mecanicas y capacidad de adsorcion. Los residuos de madera, las cascaras de coco y frutos secos, asi como las semillas de algunas frutas junto con los carbones minerales y el coque de petroleo, son los precursores mas usados. La adsorcion es un proceso por el cual atomos, iones o moleculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material, en contraposicion a la absorcion, que es un fenomeno de volumen. En quimica, la adsorcion de una sustancia es su acumulacion en una determinada superficie. El resultado 9 #27 re vsta d e in g e n ie ia tecnica de la porosidad y los ensayos de adsorcion, como el indice de azul de metileno, la adsorcion de yodo y la adsorcion de fenol, entre otras. El indice de azul de metileno (Figura 1) es un ensayo de decoloracion que indica la capacidad de un solido poroso de adsorber una molecula que, por su tamano, no puede acceder a todos los microporos. Su tamano molecular es aproximadamente de 0.84 nm. El valor de azul de metileno se define como el numero de mililitros de una disolucion estandar de azul de metileno que es decolorada por 0.1g de carbon activado. es la formacion de una pelicula liquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo solido o liquido. Considerese una superficie limpia expuesta a una atmosfera gaseosa; en el interior del material, todos los enlaces quimicos (ya sean ionicos, covalentes o metalicos) de los atomos constituyentes estan satisfechos. En cambio, por definicion, la superficie representa una discontinuidad de esos enlaces. Para esos enlaces incompletos, es energeticamente favorable el reaccionar con lo que se encuentre disponible y por ello se produce de forma espontanea. La naturaleza exacta del enlace depende de las particularidades de los especimenes implicados, pero el material adsorbido es generalmente clasificado como fisisorbido o quimisorbido. La cantidad de material que se acumula depende del equilibrio dinamico que se alcanza entre la tasa a la cual el material se adsorbe a la superficie y la tasa a la cual se evapora; a su vez, estas normalmente dependen de forma importante de la temperatura. Cuanto mayor sea la tasa de adsorcion y menor la de desorcion, mayor sera la fraccion de la superficie disponible que sera cubierta por material adsorbido en el equilibrio. Para estos procesos resultan interesantes materiales con una gran superficie interna (y por lo tanto poco volumen), ya sea en polvo o granular, como el carbon activo, y que llevan asociados otros fenomenos de transporte de material, como el macro transporte y micro transporte de los reactantes. La complejidad de la estructura del carbon activado ha llevado a la aplicacion de muchas tecnicas experimentales para su caracterizacion. Existen metodos de prueba que permiten comparar sus caracteristicas mas importantes, como: area de superficie, tamano de poro, numero de yodo, indices de adsorcion de fenol, indices de adsorcion de azul de metileno, densidad, tamano, humedad, cenizas, resistencia a la abrasion y otros parametros aplicables a las especificaciones del carbon [7]. Existen diferentes metodos para determinar las propiedades adsorbentes de los carbones activados. Entre ellos se encuentran la determinacion del area superfi cial, Figura 1. Estructura del Azul de Metileno. Las isotermas de adsorcion de azul de metileno o ion 3,7 bis (dimetilamino) fenoltiazin 5ionio es una tecnica utilizada para deducir el area superficial a partir de la adsorcion en equilibrio de un gas bajo condiciones isotermicas, aplicando generalmente el modelo de Langmuir o BET. La determinacion de la porosidad del carbon activado requiere el uso combinado de varias tecnicas. Para los macroporos y la parte de mas tamano de los mesoporos se recomienda la porosimetria de mercurio. Dicha tecnica se basa en la penetracion de mercurio en los poros mediante presion. Para determinar el volumen y la distribucion de los mesoporos y de los microporos, la tecnica mas utilizada es la adsorcion de gases, normalmente N2 a 77K. En este trabajo se caracterizaron los carbones provenientes de cascarilla de cafe con diferentes % de impregnacion con acido fosforico y cascara de coco, empleando el indice de azul de metileno, las isotermas desde solucion acuosa obtenidas con este colorante e isotermas de adsorcion de nitrogeno, con el fin de encontrar una correlacion entre el area superficial obtenida por cada uno de estos metodos. 10 M A T E R I A L E S Y M E T O D O S T R A T A M I E N T O D E L P R E C U R S O R