I filtri a carboni attivi: come funzionano?

Nei notiziari, dagli installatori, o a casa di amici, ci sarà sicuramente capitato di sentirne parlare, e forse noi stessi ne abbiamo installato uno in casa nostra; eppure, è molto credibile che non sappiamo con chiarezza come siano fatti, e come funzionino precisamente, i filtri a carboni attivi. Tuttavia, si tratta di un argomento molto appassionante, sia sotto un profilo strettamente utilitaristico, sia sotto quello dello studio, fisico e chimico, di quale sia il processo esatto del loro funzionamento, e di come possano purificare acqua e aria..

Sono essenzialmente due i metodi che possono essere impiegati per la fabbricazione dei carboni attivi necessari alla fabbricazione dei filtri. Il primo è basato su un processo che viene definito di carbonizzazione, e consiste in sostanza nel portare delle sostanze ricche di carbonio – come legna, gusci, o perfino normale torba – ad un’elevata temperatura, compresa fra i 600 e i 900 gradi centigradi, in un’atmosfera di gas inerti come argo o azoto così da evitarne la combustione. Il secondo metodo, detto di ossidazione, sottopone invece i materiali già elencati ad un’atmosfera ossidante, quindi ricca d’ossigeno, di biossido di carbonio o di vapore. In tal modo la conformazione molecolare del carbonio viene alterata, aumentandone la superficie attiva e disponibile per le reazioni chimiche.

Il carbone attivo che dovrà essere utilizzato per filtrare l’acqua viene preferibilmente ridotto a polvere, in quanto questo – sia che si debba ripulire un intero bacino d’acqua che il singolo flusso di un rubinetto – massimizza, a parità di volume, la superficie di carbone che potrà reagire con le impurità presenti. Quando invece si deve ripulire l’aria di un ambiente, come ad esempio accade nei musei per tutelare le opere d’arte, si preferisce che il carbone sia in foma granulare, e spesso lo si impregna, per ottimizzare le reazioni, con una varietà di sostanze, dal Magnesio, allo Zinco, al Calcio, al Litio, al Ferro e all’Alluminio..

A prescindere dal tipo esatto di modello, sia che purifichi l’acqua che l’aria, c’è sempre un identico principio di base dietro al funzionamento di tutti questi filtri, che troviamo esemplificato anche nel semplicissimo filtro da rubinetto. Quando l’acqua corrente viene obbligata a transitare attraverso gli strati di carbone, e reagisce con esso, le sostanze inquinanti strappate non possono transitare dai microcanali presenti nel carbone, in quanto le loro molecole sono troppo grosse, e perciò rimangono bloccate, lasciando uscire acqua perfettamente pulita.