2012 год стал самым успешным в карьере Карбонель. В мае молодая испанка завоевала две золотые медали в соревнованиях групп, а в августе в дуэте со знаменитой Андреей Фуэнтес приняла участие в летних Олимпийских играх в Лондоне. В соревнованиях дуэтов испанки уверенно прошли квалификационный раунд, заняв третье место, уступив только дуэтам из России и Китая. В финале Карбонель и Фуэнтес смогли набрать очень высокую сумму баллов 192,900, что позволило опередить китайский дуэт всего на 0,030 балла и занять итоговое второе место. В соревнованиях групп испанская сборная с Карбонель в составе завоевала бронзовые награды, уступив только сборным России и Китая.