Filtro de carvão ativado: o que retém, o que não retém e quanto dura o cartucho

O carvão ativado num filtro de água reduz o sabor e o cheiro a cloro, além de alguns dos compostos orgânicos que dão à água um cheiro desagradável, mas não altera a dureza da água, não reduz o flúor nem os nitratos e não reduz o TDS, porque o seu mecanismo — a adsorção numa superfície porosa — não retém esse tipo de moléculas. A diferença é especialmente importante quando escolhe entre um filtro montado na torneira e um sistema mais complexo, como a osmose inversa, em que o carvão desempenha o papel de uma etapa, não de uma solução completa. A explicação abaixo começa pelo mecanismo físico-químico e chega a uma resposta prática: quanto tempo dura o cartucho e quando deve ser substituído. Para saber mais sobre o que pode estar presente na água da torneira na Europa, o guia sobre o conteúdo da água da torneira explica por que motivo o cloro, os nitratos ou outras substâncias são assunto de discussão.

• O carvão ativado reduz o cloro, o cheiro e muitas substâncias orgânicas através da adsorção numa superfície muito porosa.
• Não reduz a dureza, o flúor, os nitratos, os metais dissolvidos nem o TDS, porque estes não se ligam à superfície do carbono.
• A cloramina, usada por muitas redes públicas, requer um carvão mais fino e um tempo de contacto mais longo do que o cloro simples, porque se decompõe por catálise, não por adsorção.
• Um cartucho de bloco combina a adsorção química com uma verdadeira filtração mecânica; um cartucho de carvão granular (GAC) filtra apenas quimicamente, mas permite que a água flua mais depressa.

O que faz, de facto, o carvão ativado num filtro de água

O carvão usado nos filtros é primeiro ativado: é aquecido sem oxigénio, um processo que abre uma rede densa de poros microscópicos e lhe confere uma enorme superfície interna em relação à sua dimensão. Quanto menores forem as partículas, maior será a superfície disponível para a adsorção (fonte: Nebraska Extension, publicação G1489). As moléculas dissolvidas aderem a esta superfície à medida que a água passa pelo cartucho — adsorção, diferente de um crivo mecânico que retém partículas de acordo com o seu tamanho. A quantidade adsorvida depende do tempo de contacto entre a água e o carvão, determinado pelo caudal: a água que passa rapidamente por um cartucho pequeno tem menos tempo para aderir à superfície do que a água que flui lentamente através de uma quantidade maior de material.

Porque é que os filtros pequenos montados na torneira têm uma capacidade inferior à de um sistema debaixo do lava-loiça

Um filtro montado na torneira contém, pela sua própria natureza, pouco carvão, porque tem de caber numa caixa compacta e não pode reduzir demasiado a pressão na torneira. Esta quantidade limitada explica por que motivo estes filtros são eficazes para melhorar o sabor e o cheiro, mas atingem o limite de adsorção mais depressa do que um sistema debaixo do lava-loiça ou uma etapa de um sistema de osmose inversa, onde há mais espaço para o carvão e a água permanece mais tempo em contacto com ele. De qualquer forma, a capacidade é finita: assim que a superfície fica saturada, o cartucho deixa de reter esse tipo de substância de forma eficaz e tem de ser substituído, independentemente de a água parecer limpa ao paladar.

O que reduz um filtro com carvão ativado

A função mais conhecida do carvão ativado é reduzir o sabor e o cheiro a cloro, bem como numerosas substâncias orgânicas que dão à água um sabor ou cheiro desagradável. A EPA inclui o carvão ativado granular entre as tecnologias consideradas mais eficazes para o tratamento de água à escala da rede, juntamente com a troca iónica, a osmose inversa e a nanofiltração: os contaminantes aderem ao carbono até a superfície ficar cheia, altura em que o filtro tem de ser substituído (fonte: EPA, ficha informativa: opções de tratamento para remover PFAS da água potável). Também pode reduzir alguns compostos orgânicos voláteis, pesticidas ou solventes e melhorar a cor da água. É possível reduzir o chumbo, mas isso requer geralmente combinar o carvão com outro meio filtrante; verifique exatamente o que indica a ficha do produto que tem.

A página do produto do filtro de 5 etapas montado na torneira afirma que este reduz o cloro, o chumbo, os PFAS, os metais pesados e outras substâncias através da combinação de fibra de carvão ativado, algodão PP e esferas minerais. Estas são afirmações do fabricante, não resultados de um teste independente verificado; por isso, considere-as como tal até ver um certificado de teste do produto em questão.

O que o carvão ativado não reduz (e porquê)

Os minerais dissolvidos, como o cálcio e o magnésio, que conferem dureza à água, passam praticamente inalterados por um filtro com carvão ativado, tal como o flúor e os nitratos, porque não são o tipo de molécula que a superfície do carbono atrai por adsorção. Pelo mesmo motivo, o carvão não é eficaz contra metais dissolvidos nem contra outros contaminantes inorgânicos em geral, e os filtros comuns de carvão não eliminam contaminantes microbianos como bactérias ou vírus (fonte: Nebraska Extension, G1489). O TDS não diminui significativamente depois de a água passar pelo carvão, porque é constituído sobretudo por minerais e sais dissolvidos, não pelos compostos orgânicos visados pelo carvão — se quiser perceber exatamente o que mede um medidor de TDS, o guia sobre o TDS na água explica o assunto em pormenor.

Reduz	Não reduz
O sabor e o cheiro a cloro	A dureza da água (cálcio, magnésio)
Muitas substâncias orgânicas que dão um sabor ou cheiro desagradável	O flúor e os nitratos
A cloramina, com carvão fino/catalítico e tempo de contacto suficiente	Os metais dissolvidos e outros contaminantes inorgânicos em geral
A cor da água, além do sabor e do cheiro	O TDS (total de sólidos dissolvidos) e os contaminantes microbianos

Porque é mais difícil eliminar a cloramina do que o cloro simples

Muitas redes públicas usam atualmente a cloramina, uma combinação de cloro e amoníaco, como desinfetante, porque permanece ativa na rede durante mais tempo do que o cloro simples. O problema para um filtro de carvão é que a cloramina é uma molécula pequena, estável e neutra, que o carvão não adsorve como faz com o cloro livre; em vez disso, decompõe-na quimicamente, atuando como catalisador que a transforma em cloretos (fonte: Water Quality Association, ficha informativa sobre cloramina). Esta reação catalítica requer partículas de carvão mais finas, com mais superfície ativa, e um tempo de contacto mais longo — por vezes, de 10 minutos ou mais — para decompor completamente a cloramina. É por isso que surgiram os carvões «catalíticos», concebidos especificamente para este contaminante. Um filtro comum, com pouco carvão e um caudal rápido, pode reduzir bem o cloro simples e, ainda assim, deixar passar parte da cloramina.

Carvão em bloco vs. carvão granular (GAC): o que escolher e porquê

O carvão granular (GAC) é constituído por grânulos soltos numa caixa, o que permite que a água flua com relativa facilidade pelo material — uma vantagem para o caudal, mas sem qualquer filtração mecânica. O carvão em bloco é produzido pela compressão de um pó fino de carvão numa estrutura rígida, que faz duas coisas em simultâneo: redução química por adsorção, tal como o GAC, e verdadeira filtração mecânica, limitada pelo tamanho dos poros (fonte: Water Conditioning & Purification, filtros de carvão em bloco capazes de redução química/redução mecânica: alegações testadas em conformidade). É precisamente a componente mecânica que permite aos cartuchos de bloco obter certificações de redução de quistos (Cryptosporidium, Giardia) quando são testados para esse efeito, ao passo que o GAC simples continua a atuar apenas quimicamente; um carvão mais fino também ajuda a decompor a cloramina. A contrapartida: um material mais denso filtra mais, mas restringe mais o fluxo e pode exigir substituições mais frequentes.

O que significa uma certificação NSF/ANSI 42 ou 53 num filtro de carvão

A norma NSF/ANSI 42 abrange alegações relacionadas com efeitos estéticos — cloro, sabor, cheiro ou cor —, enquanto a NSF/ANSI 53 abrange contaminantes com efeitos conhecidos para a saúde, incluindo a redução de quistos, que exige uma redução de 99,95% das partículas de teste; ambas as normas têm os mesmos requisitos de segurança dos materiais e integridade estrutural do cartucho. Uma certificação segundo estas normas diz respeito estritamente aos contaminantes e ao nível testado no produto em questão, não sendo uma garantia geral de que retém tudo.

Onde é utilizado o carvão ativado num sistema maior, como a osmose inversa

Num sistema de osmose inversa sem depósito, uma etapa com carvão costuma vir primeiro, juntamente com a pré-filtração de sedimentos, para proteger a membrana do cloro; outra etapa com carvão, no final, «afina» ainda mais o sabor da água. É essa, por exemplo, a estrutura do Hydrion Purity RO600: o cartucho PPC da primeira etapa combina o filtro de sedimentos com o carvão, enquanto o cartucho TC da terceira etapa recupera o sabor depois da membrana.

Esta estrutura explica por que motivo o carvão, por si só, não pode substituir um sistema de osmose inversa quando o verdadeiro problema é o TDS, os nitratos ou outros minerais dissolvidos: o carvão trata do sabor, do cloro e dos compostos orgânicos, enquanto a membrana é que reduz efetivamente o TDS e a maior parte dos minerais dissolvidos que, devido à sua estrutura, o carvão não consegue remover. Para uma visão completa, o guia sobre osmose inversa explica passo a passo como funcionam a membrana e as restantes etapas.

Quanto tempo dura um cartucho de carvão ativado e como saber quando deve ser substituído

O momento certo para substituir o cartucho depende, antes de mais, da quantidade de água que passou por ele, e não apenas do número de dias desde a instalação: uma estimativa baseada nos litros usados diariamente por uma família dá uma ideia mais realista do que um prazo fixo do género «30 dias para toda a gente», porque uma família numerosa esgota mais depressa a capacidade do carvão. O desempenho pode diminuir antes de ser atingida a vida útil máxima indicada pelo fabricante, pelo que é mais seguro substituir o cartucho um pouco antes do que no limite extremo. Uma alteração da pressão, quando a unidade não foi concebida para a assinalar, não é um indicador fiável de que o cartucho está esgotado: a saturação pode ocorrer muito antes de a pressão ou o caudal mudarem de forma visível (fonte: Nebraska Extension, G1489).

O sinal prático e honesto continua a ser o regresso do sabor ou do cheiro — por exemplo, o cheiro a cloro voltar a sentir-se na torneira —, o que indica que a superfície de adsorção ficou saturada. Uma caixa transparente, como a do filtro montado na torneira referido acima, permite ver quando o cartucho começa a escurecer, mas isso continua a ser um indicador aproximado de desgaste, não uma prova de que o filtro ainda funciona à capacidade máxima; se notar uma alteração de cor, considere-a um sinal para prestar atenção, não uma confirmação independente.

Que filtro se adequa ao seu problema

Se o que o incomoda é o sabor ou o cheiro a cloro, ou um sabor geralmente desagradável da água da torneira, um filtro de carvão montado na torneira já resolve a causa real do problema, sem precisar de um sistema mais complexo. Se o seu objetivo é reduzir o TDS, os nitratos ou outros minerais dissolvidos, o carvão, por si só, não consegue fazê-lo por motivos estruturais; a membrana de um sistema de osmose inversa é o componente que realiza esse trabalho, embora o carvão continue a ter uma função útil à entrada e à saída. Para ter uma visão mais abrangente dos tipos de filtros disponíveis, o guia geral sobre filtros de água potável começa pela pergunta sobre que tipo de filtro precisa, enquanto a análise honesta dos filtros de torneira explica em pormenor as vantagens e limitações desta categoria.