Marca su primer gol con Arsenal en la segunda fecha de la Copa Libertadores 2012 en la victoria 3-0 sobre el Zamora, donde jugaba su compatriota Luis Yanes.

En la fecha 14 del Clausura 2012, anota su primer gol en primera división, poniendo el 1-4 final en la victoria de Arsenal sobre San Martín.

[7]​ Tres fechas después le marcaría a Newell's Old Boys en la victoria de su equipo por 1-0.

[9]​ Su séptimo gol en River Plate fue frente a Olimpo tres fechas luego en el empate 1-1.

[10]​ Frente a Racing Club al siguiente partido marcó nuevamente en lo que sería victoria de su equipo por 3-2.

[11]​ Durante el Torneo Final 2014, se corona campeón, lo que significó el trigésimo quinto título del club a nivel local.

Estoy encantado de formar parte de este club, Sampdoria me ayudará a crecer y mostrar mi calidad ya que utiliza una formación 4-3-1-2 que se adapta a mi estilo.

Me gusta jugar de centrocampista y espero contribuir para que el equipo sea cada vez más importante”, aseguró el colombiano.

Pese a que las más recientes temporadas no han generado éxito para Carbonero, en Argentina mantiene una buena reputación, factor decisivo para una eventual vinculación a Ferrocarril Oeste de 2.ª división del futbol Argentino.

Pese a la gran expectativa de su recupero físico, no fue tenido en cuenta por el entrenador y nunca debutó en el club.