La alúmina activada es una forma de óxido de aluminio que es muy porosa y se adhiere a ciertos líquidos y gases sin que cambie su forma química o física. Debido a su alta porosidad, tiene una alta relación de superficie a peso. Se utiliza comúnmente como desecante, para el tratamiento de agua y como catalizador en operaciones de refinación y gas natural.
Un desecante es una sustancia con una alta afinidad por el agua, que tiene un efecto de secado en su atmósfera local, como dentro de un recipiente sellado. Como desecante, la alúmina activada opera mediante el proceso de adsorción. Esto no debe confundirse con el proceso de absorción más conocido. La absorción es un proceso físico mediante el cual se introduce un fluido y llena los espacios vacíos en un sólido sin adherirse a él. La adsorción, por otro lado, es un proceso en el que el fluido atraído hacia los poros del material sólido en realidad se une químicamente con el material sólido.
Cuando se expone a la alúmina activada, las moléculas de agua en el aire se unirán a la alúmina, lo que resultará en un aire más seco. Si el material se calienta, liberará el agua adherida al aire. Este proceso de unión y liberación de agua puede repetirse indefinidamente, lo que convierte a este material en uno de los desecantes más comunes.
También puede adsorber otros materiales como arsénico, fluoruro, cobre y plomo. Esta capacidad lo convierte en un candidato adecuado para su uso en operaciones de tratamiento de agua. En muchos casos, es más rentable que una instalación de tratamiento de agua a gran escala y de vanguardia. El tratamiento de agua con alúmina activada suele ser el método de elección para las zonas rurales y las pequeñas instalaciones municipales.
Las pequeñas cantidades de fluoruro generalmente se consideran beneficiosas para la salud dental y, en algunas áreas, el fluoruro se agrega intencionalmente al suministro público de agua. Sin embargo, las altas concentraciones de fluoruro se producen de forma natural en el agua subterránea en algunos lugares. Esto plantea un problema a nivel local porque el consumo excesivo de flúor puede provocar fluorosis, una enfermedad degenerativa de los huesos. En algunos lugares, la toxina arsénico también se encuentra de forma natural en concentraciones peligrosamente altas. Ambas sustancias se pueden filtrar del agua potable a niveles aceptables mediante adsorción con alúmina activada.
Este material también se utiliza para limpiar la escorrentía de aguas pluviales, desechos mineros y para la remediación de sitios ya contaminados. El agua de lluvia puede recoger metales solubles como el cobre y el zinc de sitios industriales, centros de reciclaje, etc. Los montones de relaves asociados con las operaciones mineras pueden filtrar sustancias como plomo y arsénico a las fuentes de agua cercanas. También se están identificando sitios que han estado contaminados durante mucho tiempo para su remediación.
En todas estas situaciones, la alúmina activada puede ser una forma rentable de eliminar sustancias no deseadas o peligrosas del medio ambiente. Su capacidad para unirse a estas sustancias permite capturarlas de forma estable. Cuando finalmente se elimina el material, las sustancias no deseadas no se filtran al medio ambiente, sino que permanecen unidas a la alúmina.
Las operaciones de gas natural, las fundiciones y las refinerías también utilizan con frecuencia alúmina activada como lo que se conoce como catalizador Claus. En las reacciones químicas, un catalizador es una sustancia que acelera una reacción sin que ella misma se vea afectada. La alúmina activada funciona como catalizador en un proceso que recupera el azufre elemental del sulfuro de hidrógeno y el dióxido de azufre producidos como subproductos de las operaciones industriales. Esto evita que estos subproductos de desecho, que son dañinos en cantidades suficientemente altas, contaminen el medio ambiente.