Carbón activado

El carbón activado y sus diversas formas tienen numerosas aplicaciones industriales en áreas como la extracción de metales, la purificación de agua, el tratamiento de aguas residuales, el acabado de metales y más. Por ejemplo, es la principal técnica de purificación para eliminar impurezas orgánicas de las soluciones de niquelado brillante utilizadas en las plantas de acabado de metales. En el ámbito de la galvanoplastia, se pueden añadir diversos productos químicos orgánicos a las soluciones para mejorar la calidad del depósito y potenciar propiedades como el brillo, la suavidad y la ductilidad. Esto se debe al paso de corriente continua y a las reacciones electrolíticas de oxidación anódica y reducción catódica, ya que los aditivos orgánicos generan productos de degradación indeseados en la solución. Su acumulación excesiva en las soluciones puede afectar negativamente la calidad del recubrimiento y las propiedades físicas del metal depositado si no se tratan con filtros. El tratamiento con carbón activado elimina dichas impurezas y restaura el rendimiento del recubrimiento al nivel deseado. Los costes de instalación pueden variar según el volumen de agua que deba procesar, pero el coste medio ronda los 1-2 millones de dólares estadounidenses. Además, estos filtros requieren ser reemplazados periódicamente (normalmente cada 6-12 meses, según el uso). El coste de sustituir el carbón en el filtro de carbón activado granular (CAG) es de aproximadamente 0,05 a 0,1 USD por metro cúbico de agua tratada en la planta.

El carbón activado se utiliza para tratar intoxicaciones y sobredosis tras la ingestión oral . En muchos países, se utilizan comprimidos o cápsulas de carbón activado como medicamento de venta libre para tratar la diarrea , la indigestión y la flatulencia . Sin embargo, el carbón activado no tiene efecto sobre los gases intestinales ni la diarrea, suele ser médicamente ineficaz si la intoxicación se debe a la ingestión de agentes corrosivos, ácido bórico o derivados del petróleo, y es particularmente ineficaz contra intoxicaciones por ácidos o bases fuertes , cianuro , hierro , litio , arsénico , metanol , etanol o etilenglicol . ^{[ 10 ]} El carbón activado no impide que estas sustancias químicas se absorban en el cuerpo humano. ^{[ 11 ]} Está incluido en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . ^{[ 12 ]}

La aplicación incorrecta (por ejemplo, en los pulmones ) produce aspiración pulmonar , que en ocasiones puede ser mortal si no se inicia un tratamiento médico inmediato. ^{[ 13 ]}

El carbón activado, en una combinación al 50% p/p con celita , se utiliza como fase estacionaria en la separación cromatográfica a baja presión de carbohidratos (mono-, di-, trisacáridos ) utilizando soluciones de etanol (5-50%) como fase móvil en protocolos analíticos o preparativos.

El carbón activado es útil para extraer los anticoagulantes orales directos (AOD), como dabigatrán , apixabán , rivaroxabán y edoxabán, de muestras de plasma sanguíneo. ^{[ 14 ]} Para este fin, se ha fabricado en forma de "minicomprimidos", cada uno con 5  mg de carbón activado para tratar muestras de 1 ml de AOD. Dado que este carbón activado no afecta a los factores de coagulación sanguínea, la heparina ni la mayoría de los demás anticoagulantes ^{[ 15 ],} permite analizar una muestra de plasma para detectar anomalías que de otro modo se verían afectadas por los AOD.

La adsorción de carbono tiene numerosas aplicaciones en la eliminación de contaminantes del aire o de corrientes de agua, tanto en el campo como en procesos industriales, tales como:

• Limpieza de derrames
• Remediación de aguas subterráneas
• Filtración de agua potable ^{[ 16 ]}
• Tratamiento de aguas residuales ^{[ 17 ]}
• Purificación de aire
• Captura de compuestos orgánicos volátiles procedentes de procesos de pintura , limpieza en seco , dispensación de gasolina y otros.
• Recuperación de compuestos orgánicos volátiles (SRU, Unidad de Recuperación de Disolventes; SRP, Planta de Recuperación de Disolventes; SRS, Sistema de Recuperación de Disolventes) de envases flexibles , conversión , recubrimiento y otros procesos. ^{[ 18 ]}

Durante la implementación inicial de la Ley de Agua Potable Segura de 1974 en los EE. UU., los funcionarios de la EPA desarrollaron una norma que proponía exigir que los sistemas de tratamiento de agua potable utilizaran carbón activado granular. Debido a su alto costo, la llamada norma GAC ​​encontró una fuerte oposición en todo el país por parte de la industria del suministro de agua, incluidas las mayores empresas de servicios de agua de California. Por lo tanto, la agencia dejó de lado la norma. ^{[ 19 ]} La filtración con carbón activado es un método eficaz de tratamiento de agua debido a su naturaleza multifuncional. Existen tipos específicos de métodos y equipos de filtración con carbón activado que se indican según los contaminantes presentes. ^{[ 18 ]}

En el tratamiento de aguas residuales, los filtros de carbón activado granulado se implementan como una etapa de tratamiento adicional para la eliminación de microcontaminantes orgánicos como productos farmacéuticos, ^{[ 17 ] [ 20 ]} muchos de los cuales no se eliminan por completo en los procesos tradicionales de tratamiento de aguas residuales. ^{[ 21 ]} Los contaminantes se adsorben a los gránulos de carbón activado y luego son degradados por microorganismos en los filtros. ^{[ 22 ]}

El carbón activado también se utiliza para medir la concentración de radón en el aire.

Los carbones activados derivados de residuos de biomasa también se utilizaron con éxito para la eliminación de cafeína y paracetamol del agua. ^{[ 23 ]}

El carbón activado (carbón vegetal) es una sustancia permitida que utilizan los agricultores ecológicos tanto en la producción ganadera como en la elaboración de vino. En la producción ganadera se utiliza como pesticida, aditivo para piensos, coadyuvante de procesamiento, ingrediente no agrícola y desinfectante. ^{[ 24 ]} En la elaboración de vino ecológico, el carbón activado está permitido para su uso como agente de procesamiento para adsorber pigmentos de color marrón de los concentrados de uva blanca. ^{[ 25 ]} A veces se utiliza como biocarbón .

Los filtros de carbón activado (filtros CA) se pueden usar para filtrar el vodka y el whisky , eliminando las impurezas orgánicas que pueden afectar el color, el sabor y el olor. Al pasar un vodka con impurezas orgánicas a través de un filtro de carbón activado al caudal adecuado, se obtiene un vodka con el mismo contenido alcohólico y una pureza orgánica significativamente mayor, según se aprecia en el olor y el sabor. ^{[ 26 ]}

Se están realizando investigaciones para probar la capacidad de varios carbones activados para almacenar gas natural ^{[ 1 ] [ 2 ]} e hidrógeno gaseoso . ^{[ 1 ] [ 2 ]} El material poroso actúa como una esponja para diferentes tipos de gases. El gas es atraído por el material de carbono mediante fuerzas de Van der Waals . Algunos carbones han podido alcanzar energías de enlace de 5–10 kJ por mol . ^{[ 27 ]} El gas puede luego desorberse cuando se somete a temperaturas más altas y ser combustionado para realizar trabajo o, en el caso del hidrógeno gaseoso, extraído para su uso en una pila de combustible de hidrógeno . El almacenamiento de gas en carbones activados es un método atractivo de almacenamiento de gas porque el gas puede almacenarse en un entorno de baja presión, baja masa y bajo volumen que sería mucho más factible que los voluminosos tanques de presión a bordo de los vehículos. El Departamento de Energía de los Estados Unidos ha especificado ciertos objetivos ^{[ 28 ]} que deben alcanzarse en el área de investigación y desarrollo de materiales de carbono nanoporosos. Aún no se han cumplido todos los objetivos, pero numerosas instituciones, incluido el programa ALL-CRAFT, ^{[ 1 ] [ 2 ]} siguen realizando trabajos en este campo.

Los filtros de carbón activado se utilizan habitualmente en la purificación de aire comprimido y gases para eliminar vapores de aceite , olores y otros hidrocarburos del aire. Los diseños más comunes emplean un principio de filtración de una o dos etapas, en el que el carbón activado está integrado en el material filtrante.

Los filtros de carbón activado se utilizan para retener gases radiactivos en el aire aspirado del condensador de la turbina de un reactor nuclear de agua en ebullición. Las grandes capas de carbón adsorben estos gases y los retienen mientras se desintegran rápidamente en especies sólidas no radiactivas. Los sólidos quedan atrapados en las partículas de carbón, mientras que el aire filtrado pasa a través de ellas.

El carbón activado se utiliza habitualmente a escala de laboratorio para purificar soluciones de moléculas orgánicas que contienen impurezas orgánicas coloreadas no deseadas.

La filtración con carbón activado se utiliza en procesos químicos finos y farmacéuticos a gran escala con el mismo propósito. El carbón se mezcla con la solución y luego se filtra, o bien se inmoviliza en un filtro. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

El carbón activado, a menudo impregnado con azufre ^{[ 31 ]} o yodo, se utiliza ampliamente para capturar las emisiones de mercurio de las centrales eléctricas de carbón , los incineradores médicos y el gas natural en la boca del pozo. Sin embargo, a pesar de su eficacia, el carbón activado es costoso de usar. ^{[ 32 ]}

Dado que a menudo no se recicla, el carbón activado cargado de mercurio plantea un dilema de eliminación. ^{[ 33 ]} Si el carbón activado contiene menos de 260 ppm de mercurio, las regulaciones federales de Estados Unidos permiten su estabilización (por ejemplo, atrapado en concreto) para su disposición en vertederos. Sin embargo, los residuos que contienen más de 260 ppm se consideran dentro de la subcategoría de alto contenido de mercurio y su disposición en vertederos está prohibida (Regla de Prohibición de Vertidos en Vertederos). Este material se está acumulando actualmente en almacenes y minas abandonadas profundas a una tasa estimada de 100 toneladas por año.

_{El problema de la eliminación del carbón activado cargado de} mercurio no es exclusivo de Estados Unidos. En los Países Bajos, este mercurio se recupera en gran medida y el carbón activado se elimina mediante combustión completa, formando dióxido de carbono ( CO₂ ).

El carbón activado de grado alimenticio se convirtió en una tendencia alimentaria en 2016, utilizándose como aditivo para impartir un sabor "ligeramente ahumado" y un color oscuro a productos como salchichas, helados, bases de pizza y bagels. ^{[ 34 ]} Se recomienda a las personas que toman medicamentos, incluidas píldoras anticonceptivas y antidepresivos , ^{[ 35 ]} evitar alimentos o bebidas novedosos que utilicen colorantes de carbón activado, ya que puede reducir la eficacia del medicamento. ^{[ 36 ]}

El carbón activado se utiliza en filtros de tabaco ^{[ 37 ]} como una forma de reducir el contenido de alquitrán y otros químicos presentes en el humo, que es resultado de la combustión, donde se ha encontrado que reduce los tóxicos del humo del tabaco, en particular los radicales libres. ^{[ 37 ]}

Normalmente, los carbones activados (R1) se fabrican en forma de partículas, como polvos o gránulos finos de menos de 1,0  mm de tamaño y con un diámetro medio de entre 0,15 y 0,25  mm. Por lo tanto, presentan una elevada relación superficie-volumen con una pequeña distancia de difusión. El carbón activado (R1) se define como las partículas de carbón activado retenidas en un tamiz de malla 50 (0,297  mm).

El carbón activado en polvo (CAP) es un material más fino. El CAP se compone de partículas de carbón trituradas o molidas, de las cuales entre el 95 % y el 100 % pasan a través de un tamiz de malla específica . La norma ASTM clasifica como CAP las partículas que pasan a través de un tamiz de malla 80 (0,177  mm) o más pequeñas. No es común utilizar CAP en un recipiente dedicado, debido a la elevada pérdida de carga que se produciría. En cambio, el CAP se suele añadir directamente a otras unidades de proceso, como tomas de agua bruta, tanques de mezcla rápida, clarificadores y filtros de gravedad.

El carbón activado granular (CAG) tiene un tamaño de partícula relativamente mayor que el carbón activado en polvo y, por consiguiente, presenta una superficie externa menor. La difusión del adsorbato es, por tanto, un factor importante. Estos carbones son adecuados para la adsorción de gases, vapores y líquidos, ya que estas sustancias se difunden rápidamente a través de los filtros. Los carbones granulados se utilizan para la filtración de aire y el tratamiento de agua , así como para la desodorización general y la separación de componentes en sistemas de flujo y en tanques de mezcla rápida. El CAG se puede obtener en forma granular o extruida. El CAG se designa por tamaños como 8×20, 20×40 u 8×30 para aplicaciones en fase líquida y 4×6, 4×8 o 4×10 para aplicaciones en fase de vapor. Un carbón 20×40 está compuesto por partículas que pasan a través de un tamiz US Standard Mesh Size No. 20 (0,84  mm) (generalmente especificado como un 85 % de paso) pero que se retienen en un tamiz US Standard Mesh Size No. 40 (0,42  mm) (generalmente especificado como un 95 % de retención). La norma AWWA (1992) B604 utiliza el tamiz de malla 50 (0,297  mm) como tamaño mínimo para el carbón activado granular (CAG). Los carbones para fase acuosa más populares son los de tamaño 12×40 y 8×30, ya que presentan un buen equilibrio entre tamaño, superficie y características de pérdida de carga .

El carbón activado extruido (CAE) combina carbón activado en polvo con un aglutinante, que se fusionan y extruyen en bloques cilíndricos con diámetros de 0,8 a 130  mm. Se utiliza principalmente en aplicaciones de fase gaseosa debido a su baja caída de presión, alta resistencia mecánica y bajo contenido de polvo. También se comercializa como filtro CTO (para cloro, sabor y olor).

El carbón activado en perlas (BAC) se fabrica mediante la carbonización de brea de petróleo, activándola para formar esferas uniformes con diámetros de aproximadamente 0,35 a 0,80  mm. El BAC suele presentar una superficie específica de entre 800 y 1200 m² ^/ g, comparable o superior a la de muchos carbones granulares, lo que mejora su capacidad para retener materia orgánica disuelta. Al igual que el carbón activado en emulsión (EAC), se caracteriza por su baja caída de presión, alta resistencia mecánica y bajo contenido de polvo, aunque con un tamaño de grano menor. Su forma esférica lo hace idóneo para aplicaciones en lechos fluidizados, como la filtración de agua.

Carbones porosos que contienen varios tipos de impregnantes inorgánicos como yodo y plata . También se han preparado cationes como aluminio, manganeso, zinc, hierro, litio y calcio para aplicaciones específicas en el control de la contaminación atmosférica, especialmente en museos y galerías. Debido a sus propiedades antimicrobianas y antisépticas, el carbón activado con plata se utiliza como adsorbente para la purificación del agua potable. Se puede obtener agua potable a partir de agua natural tratándola con una mezcla de carbón activado e hidróxido de aluminio (Al(OH) _₃ ), un agente floculante . Los carbones impregnados también se utilizan para la adsorción de sulfuro de hidrógeno (H₂S ₎ y tioles . Se han reportado tasas de adsorción de H₂S _de hasta el 50% en peso.

Este proceso permite recubrir un carbón poroso con un polímero biocompatible para obtener una capa lisa y permeable sin obstruir los poros. El espesor típico de la película oscila entre 50 y 200  nm, logrando un equilibrio entre la preservación del acceso a los poros y la estabilidad mecánica del material. El carbón resultante es útil para la hemoperfusión . La hemoperfusión es una técnica de tratamiento en la que se hacen pasar grandes volúmenes de sangre del paciente sobre una sustancia adsorbente para eliminar sustancias tóxicas. En ensayos clínicos, los carbones recubiertos con polímeros han logrado una eliminación superior al 80 % de toxinas como la bilirrubina y ciertos metabolitos de fármacos en una sola pasada.

Existe una tecnología para procesar fibra de rayón técnico y convertirla en tela de carbón activado para filtración . La capacidad de adsorción de la tela activada es mayor que la del carbón activado ( teoría BET ) (área superficial: 500–1500 ^m²  / g, volumen de poros: 0,3–0,8 ^cm³ / g) . Gracias a las diferentes formas del material activado, puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones ( supercondensadores , absorbentes de olores, industria de defensa CBRN , etc.). 

Muchos carbones adsorben preferentemente moléculas pequeñas. El índice de yodo es el parámetro fundamental para caracterizar el rendimiento del carbón activado. Es una medida del nivel de actividad (un número mayor indica un mayor grado de activación ^{[ 52 ]} ) que se suele expresar en mg/g (rango típico: 500–1200  mg/g). Es una medida del contenido de microporos del carbón activado (de 0 a 20 Å , o hasta 2 nm ) mediante la adsorción de yodo de la solución. ^{[ 53 ]} Equivale a una superficie de carbón de entre 900 y 1100 m² ^/ g. Es la medida estándar para aplicaciones en fase líquida.   

El índice de yodo se define como los miligramos de yodo adsorbidos por un gramo de carbón cuando la concentración de yodo en el filtrado residual es de 0,02 N. Básicamente, el índice de yodo mide la cantidad de yodo adsorbido en los poros y, por lo tanto, indica el volumen de poros disponible en el carbón activado en cuestión. Generalmente, los carbones para tratamiento de agua tienen índices de yodo que oscilan entre 600 y 1100. Con frecuencia, este parámetro se utiliza para determinar el grado de agotamiento de un carbón en uso. Sin embargo, esta práctica debe considerarse con precaución, ya que las interacciones químicas con el adsorbato pueden afectar la adsorción de yodo, generando resultados erróneos. Por lo tanto, el uso del índice de yodo como medida del grado de agotamiento de un lecho de carbón solo se recomienda si se ha demostrado que está libre de interacciones químicas con los adsorbatos y si se ha determinado una correlación experimental entre el índice de yodo y el grado de agotamiento para la aplicación específica.

Algunos carbones son más aptos para adsorber moléculas grandes. El índice de melaza o eficiencia de melaza es una medida del contenido de mesoporos del carbón activado (mayor de 20 Å , o mayor de 2 nm ) por adsorción de melaza de la solución. Un índice de melaza alto indica una alta adsorción de moléculas grandes (rango 95–600). El dp de caramelo (rendimiento de decoloración) es similar al índice de melaza. La eficiencia de melaza se informa como un porcentaje (rango 40%–185%) y es paralela al índice de melaza (600 = 185%, 425 = 85%). El índice de melaza europeo (rango 525–110) está inversamente relacionado con el índice de melaza norteamericano.

El índice de melaza es una medida del grado de decoloración de una solución estándar de melaza diluida y estandarizada con carbón activado estandarizado. Debido al tamaño de los cuerpos colorantes, el índice de melaza representa el volumen potencial de poros disponible para especies adsorbentes de mayor tamaño. Dado que no todo el volumen de poros puede estar disponible para la adsorción en una aplicación particular de aguas residuales, y que parte del adsorbato puede entrar en poros más pequeños, no es una buena medida de la utilidad de un carbón activado en particular para una aplicación específica. Con frecuencia, este parámetro es útil para evaluar una serie de carbones activados en función de sus tasas de adsorción. Entre dos carbones activados con volúmenes de poros similares para la adsorción, el que tenga un índice de melaza más alto generalmente tendrá poros de alimentación más grandes, lo que resulta en una transferencia más eficiente del adsorbato al espacio de adsorción.

Los taninos son una mezcla de moléculas de tamaño grande y mediano. Los carbones con una combinación de macroporos y mesoporos adsorben taninos. La capacidad de un carbón para adsorber taninos se expresa en partes por millón (rango de 200 ppm a 362 ppm).

Algunos carbonos tienen una estructura de mesoporos (de 20 Å a 50 Å, o de 2 a 5  nm) que adsorbe moléculas de tamaño medio, como el colorante azul de metileno . La adsorción de azul de metileno se reporta en g/100g (rango de 11 a 28 g/100g). ^{[ 54 ]}

Algunos carbones se evalúan en función de la duración de la semivida de decloración , que mide la eficiencia de eliminación de cloro del carbón activado. La duración de la semivida de decloración es la profundidad de carbón necesaria para reducir la concentración de cloro en un 50 %. Una menor duración de la semivida indica un rendimiento superior. ^{[ 55 ]}

La densidad sólida o esquelética de los carbones activados suele oscilar entre 2000 y 2100  kg/m³ ⁽ 125–130  lb/pie cúbico). Sin embargo, una gran parte de una muestra de carbón activado estará compuesta por espacio de aire entre las partículas, por lo que la densidad real o aparente será menor, generalmente de 400 a 500  kg/m³ ⁽ 25–31  lb/pie cúbico). ^{[ 56 ]}

Una mayor densidad proporciona una mayor actividad volumétrica y normalmente indica un carbón activado de mejor calidad. La norma ASTM D 2854-09 (2014) se utiliza para determinar la densidad aparente del carbón activado.

Es una medida de la resistencia del carbón activado a la abrasión. Es un indicador importante de que el carbón activado mantiene su integridad física y resiste las fuerzas de fricción que podrían dañarlo. Existen grandes diferencias en la dureza de los carbones activados, dependiendo de la materia prima y los niveles de actividad (porosidad) para los que se fabrican.

La ceniza reduce la actividad general del carbón activado y disminuye la eficiencia de la reactivación. La cantidad depende exclusivamente de la materia prima base utilizada para producir el carbón activado (por ejemplo, coco, madera, carbón mineral, etc.). Los óxidos metálicos (Fe₂O₃ _{) pueden} lixiviarse del carbón activado , provocando decoloración. El contenido de ceniza soluble en ácido/agua es más significativo que el contenido total de ceniza. El contenido de ceniza soluble puede ser muy importante para los acuaristas, ya que el óxido férrico puede favorecer el crecimiento de algas. Se debe utilizar un carbón con bajo contenido de ceniza soluble para acuarios marinos, de agua dulce y de arrecife para evitar la intoxicación por metales pesados ​​y el crecimiento excesivo de plantas/algas. El método estándar ASTM (D2866 ) se utiliza para determinar el contenido de ceniza del carbón activado. 

Medición de la porosidad de un carbón activado mediante la adsorción de vapor saturado de tetracloruro de carbono .

Cuanto más fino sea el tamaño de partícula de un carbón activado, mejor será el acceso a la superficie y más rápida la cinética de adsorción. En sistemas de fase de vapor, esto debe considerarse frente a la caída de presión, que afectará el costo de la energía. Una consideración cuidadosa de la distribución del tamaño de partícula puede proporcionar beneficios operativos significativos. Sin embargo, en el caso de usar carbón activado para la adsorción de minerales como el oro, el tamaño de partícula debe estar en el rango de 3,35–1,4 milímetros (0,132–0,055 in) . El carbón activado con un tamaño de partícula menor a 1 mm no sería adecuado para la elución (la extracción del mineral de un carbón activado). Investigadores de la Universidad de Cornell sintetizaron un carbón activado de área superficial ultraalta con un área BET de 4800 m2 g–1 y un volumen total de poros de 2,7 cm3 g–1. ^{[ 1 ]} Este valor de área BET es el más alto reportado en la literatura para carbón activado hasta la fecha.  

La forma más común de quimisorción en la industria se produce cuando un catalizador sólido interactúa con una materia prima gaseosa, el/los reactivo/s. La adsorción del/de los reactivo/s sobre la superficie del catalizador crea un enlace químico, alterando la densidad electrónica alrededor de la molécula del reactivo y permitiéndole experimentar reacciones que normalmente no estarían a su alcance.

La técnica de regeneración más común empleada en los procesos industriales es la reactivación térmica. ^{[ 91 ]} El proceso de regeneración térmica generalmente sigue tres pasos: ^{[ 92 ]}

• Secado del adsorbente a aproximadamente 105 °C (221 °F)  
• Desorción y descomposición a alta temperatura ( 500–900 °C (932–1652 °F) ) bajo atmósfera inerte.  
• Gasificación orgánica residual mediante un gas no oxidante (vapor de agua o dióxido de carbono) a temperaturas elevadas ( 800 °C (1470 °F) ).  

La etapa de tratamiento térmico utiliza la naturaleza exotérmica de la adsorción y da como resultado la desorción, el craqueo parcial y la polimerización de los compuestos orgánicos adsorbidos. El paso final tiene como objetivo eliminar el residuo orgánico carbonizado formado en la estructura porosa en la etapa anterior y reexponer la estructura de carbono poroso regenerando sus características superficiales originales. Después del tratamiento, la columna de adsorción puede reutilizarse. Por cada ciclo de adsorción-regeneración térmica, entre el 5 y el 15 % en peso del lecho de carbono se quema, lo que resulta en una pérdida de capacidad de adsorción. ^{[ 93 ]} La regeneración térmica es un proceso de alta energía debido a las altas temperaturas requeridas, lo que lo convierte en un proceso costoso tanto energética como comercialmente. ^{[ 92 ]} Las plantas que dependen de la regeneración térmica del carbón activado deben tener un cierto tamaño antes de que sea económicamente viable tener instalaciones de regeneración en el sitio. Como resultado, es común que los sitios de tratamiento de residuos más pequeños envíen sus núcleos de carbón activado a instalaciones especializadas para su regeneración. ^{[ 94 ]}

La preocupación actual por el elevado coste energético de la regeneración térmica del carbón activado ha impulsado la investigación de métodos alternativos para reducir el impacto ambiental de estos procesos. Si bien varias de las técnicas de regeneración mencionadas siguen siendo áreas de investigación puramente académica, algunas alternativas a los sistemas de regeneración térmica se han empleado en la industria. Los métodos alternativos de regeneración actuales son:

• Procesos TSA (adsorción por oscilación térmica) y/o PSA ( adsorción por oscilación de presión ): mediante convección (transferencia de calor) utilizando vapor , ^{[ 95 ]} gas inerte "caliente" (típicamente nitrógeno calentado (150–250  °C (302–482  °F))), ^{[ 96 ]} o vacío (T+VSA o TVSA, combinando procesos TSA y VSA) ^{[ 97 ]} regeneración in situ
• MWR ( regeneración por microondas ) ^{[ 98 ]}
• Regeneración química y con disolventes ^{[ 99 ]}
• Regeneración química y térmica ^{[ 100 ]}
• Regeneración microbiana ^{[ 101 ]}
• Regeneración electroquímica ^{[ 102 ]}
• Regeneración ultrasónica ^{[ 103 ]}
• Oxidación por aire húmedo ^{[ 104 ]}