PILAS
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Información sobre pilas y baterías
Terminología básica Tipos de pilas
Pilas y baterías usadas
Resolución 544/94 sobre acumuladores de plomo Telefonía celular
Terminología básica
pila: se denomina pila o elemento galvánico a un sistema en el que la energía química de una reacción química es transformada en energía eléctrica.
batería: unidad productora de energía eléctrica constituida por varias pilas.
pila primaria: pila basada en una reacción química irreversible, y por lo tanto, no recargable (posee un sólo ciclo de vida).
pila secundaria: pila basada en una reacción química reversible y, por lo tanto, recargable. Se pueden regenerar sus elementos activos pasando una corriente eléctrica en sentido contrario al de descarga. Posee ciclos de vida múltiples.
acumulador: cualquier elemento productor de energía eléctrica basado en una/s pila/s secundaria/s (acumulador equivale a recargable).
ánodo: es el electrodo en donde se produce la oxidación cuando la pila funciona como fuente de energía.
Una pila galvánica es un sistema que permite obtener energía a partir de una reacción llamada de oxidorreducción. Ésta es la resultante de dos reacciones parciales (hemirreacciones), en las cuales, un elemento químico es elevado a un estado de valencia superior (hemirreacción de oxidación), a la vez que otro elemento químico es reducido a un estado de valencia inferior (hemirreacción de reducción). Estos cambios de valencia implican transferencia de electrones del elemento que se oxida al elemento que se reduce.
El diseño constructivo en una pila determina que cada una de estas dos hemirreacciones transcurra en “compartimentos” independientes llamados electrodos, y el medio que posibilita el transporte interno de carga eléctrica entre ambos, es una sustancia conductora llamada electrolito.
Para obtener energía eléctrica es necesario conectar los electrodos de la pila, al aparato que se desee hacer funcionar mediante conductores eléctricos externos.
En estas condiciones la pila descarga externamente su energía, la que es aprovechada por el aparato para su funcionamiento, mientras que internamente se producen en los electrodos las hemirreacciones mencionadas.
cátodo: es el electrodo en donde se produce la reducción cuando la pila funciona como fuente de energía.
Tipos de pilas
Pilas tipo Leclanché, o de cinc/carbono (Zn/C), o “Pilas secas” basadas en la oxidación del cinc en medio ligeramente ácido, están compuestas por cinc metálico, cloruro de amonio y dióxido de manganeso. Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo.
Pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2): la diferencia con la pila seca es el electrolito utilizado, en este caso, hidróxido de potasio, en vez de cloruro de amonio, y el cinc está en polvo. Son las de larga duración. Casi todas vienen blindadas, lo que dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duración ilimitada
Pilas de níquel/cadmio (Ni/Cd): están basadas en un sistema formado por hidróxido de níquel, hidróxido de potasio y cadmio metálico. Poseen ciclos de vida múltiples, presentando la desventaja de su relativamente baja tensión.
Pueden ser recargadas hasta 1000 veces y alcanzan a durar decenas de años.
No contienen mercurio, pero el cadmio es un metal con características tóxicas.
Pilas botón: son llamadas así, las pilas de tama ño reducido, de forma chata y redonda. El mercado de artículos electrónicos requiere cada vez más de ellas. Son imprescindibles para audífonos, marcapasos, relojes, calculadoras y aparatos médicos de precisión. Su composición es variada.
Pilas de óxido mercúrico: son las más tóxicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio. Deben manipularse con precaución en los hogares, dado que su ingestión accidental, lo que es factible por su forma y tama ño, puede resultar letal.
Pilas de cinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en funcionamiento su producción de electricidad es continua. Contienen más del 1 % de mercurio, por lo que presentan graves problemas residuales.
Baterías plomo/ácido: Normalmente utilizadas en automóviles, sus elementos constitutivos son pilas individualmente formadas por un ánodo de plomo, un cátodo de óxido de plomo y ácido sulfúrico como medio electrolítico.
Pilas de níquel/hidruro metálico (Ni/MH): Son pilas secundarias como las de níquel/cadmio, pero donde el cadmio ha sido reemplazado por una aleación metálica capaz de almacenar hidrógeno, que cumple el papel de ánodo. El cátodo es óxido de níquel y el electrolito hidróxido de potasio.
La densidad de energía producida por las pilas Ni/MH es el doble de la producida por las Ni/Cd, a voltajes operativos similares, por lo que representan la nueva generación de pilas recargables que reemplazará a estas últimas.
Pilas de óxido de plata: Son de tama ño pequeño, usualmente de tipo botón.
Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos tóxicos sobre el ambiente.
Pilas de litio: Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas, considerando tama ños equivalentes, y poseen también mayor voltaje inicial que éstas (3 voltios).
Se utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cámaras fotográficas y memorias de computadoras.
memorias de computadoras.
Pilas y baterías usadas
¿Por qué son peligrosas las pilas y baterías usadas?
Constituyen un residuo peligroso de características complejas, por varios aspectos:
Son productos individualmente constituidos por varios polucionantes.
La innumerable variedad de pilas (químicamente) posibles multiplica enormemente la cantidad de contaminantes a los que el ambiente puede potencialmente exponerse.
La multiplicidad de características e importancias toxicológicas que se derivan de la complejidad mencionada.
La innumerable variedad de usos, usuarios, diseños, tama ños y formatos.
La elevada proporción en la que intervienen en la cantidad total de residuos generados.
Se encuentran normalmente asociadas a los residuos domésticos
¿Se encuentran las pilas y baterías usadas comprendidas por alguna normativa?
Las pilas o baterías usadas son residuos peligrosos encuadrables dentro del marco de la Ley Nacional de Residuos Peligrosos, Nº 24.051, ya que contienen elementos químicos enumerados en el Anexo I y poseen, además, características de peligrosidad descriptas en el Anexo II.
Algunos de los constituyentes peligrosos de las pilas y baterías usadas son:
mercurio (Y29), componente de pilas alcalinas o pilas botón de algunos instrumentos; cadmio (Y26), uno de los elementos de baterías de teléfonos celulares; o plomo (Y31), metal que forma las placas de las baterías de automóvil.
El art. 2º de dicha Ley define aquellos residuos considerados peligrosos:
“Será considerado peligroso [...] todo residuo que pueda causar daño, directa o indirectamente, a seres vivos o contaminar el suelo, el agua, la atmósfera o el ambiente en general.
En particular serán considerados peligrosos los residuos indicados en el Anexo I o que posean alguna de las características enumeradas en el Anexo II de esta ley...”
El Anexo I enumera los constituyentes peligrosos asignándoles la letra “Y”
seguida de un número. El Anexo II describe las características de peligrosidad según las clases de las Naciones Unidas.
¿Cuál es el principal problema en relación con la gestión de las pilas usadas?
usadas?
El núcleo de la problemática radica en la amplia variedad y tipos diferentes, lo que surge de la gran cantidad de sistemas químicos posibles. Esto resulta en una complicación para su gestión dado que sus formas de tratamiento y reciclado difieren, así como también su grado de toxicidad.
¿Cuál es la toxicidad de las pilas usadas?
Es diferente, de acuerdo con el tipo de pila considerada: no todos sus componentes poseen el mismo grado de toxicidad en cuanto a sus efectos sobre el ambiente. En este aspecto, las que poseen mercurio, cadmio o plomo son las que presentan un riesgo mayor.
¿Cuál sería la forma correcta de encarar la gestión de las pilas usadas?
Idealmente, deberían volver al fabricante para que éste se encargue de reciclar y reutilizar lo que le sea útil mediante la implementación de tecnologías adecuadas a tal fin. En términos prácticos, la gestión de las pilas usadas comienza por la recolección en forma separada y continúa por su envío a disposición final en rellenos de seguridad o a plantas donde se realice su reciclado.
¿Qué se hace en la actualidad en la Argentina con las pilas?
En nuestro país existen, con habilitación orgánica renovable anualmente, el relleno de seguridad y el reciclado de cadmio
Actualmente existen varias propuestas tecnológicas para el reciclado y/o disposición final ambientalmente segura de las pilas.
Este organismo nacional está evaluando dichas propuestas, en una tarea conjunta con todos los actores involucrados. El objeto es establecer normativas concertadas y sancionar una resolución de aplicación real y de factible cumplimiento.
Tecnologías
Varias son las alternativas tecnológicas para el adecuado tratamiento o disposición final de las pilas y baterías usadas.
Podemos nombrar:
Disposición final, sin ninguna modificación, en relleno de seguridad: es la más cercana a las posibilidades actuales, pero se halla limitada por la escasa cantidad disponible de tales rellenos.
Reciclado de componentes: existen a nivel mundial tecnologías para todo tipo de pilas y baterías, pero en el país sólo se encuentra disponible en la actualidad para las de plomo -ácido y las de níquel-cadmio.
Tecnologías para la inmovilización de los constituyentes peligrosos:
vitrificación, cementación y ceramización, son algunas de las tecnologías que se han propuesto, las cuales presentan diversas variantes técnicas. La utilización o destino de los materiales resultantes, según sus propiedades finales, son los problemas que se plantean.
Exportación: para su tratamiento y/o reciclado en países que dispongan de tecnologías no existentes en Argentina. Es de aplicación el Convenio de Basilea.
Basilea.
Resolución 544/94 sobre acumuladores de plomo
Esta Resolución dispone, para los agentes de venta, la obligatoriedad de recibir los acumuladores usados con el fin de ser remitidos, posteriormente, a operadores de esa clase de residuos. Debe aclararse al respecto, que las baterías de automóviles son encuadrables como residuos peligrosos debido tanto a su contenido de ácido como de plomo, ambos incluidos dentro de las categorías Y34 e Y31 respectivamente, de la Ley Nacional de Residuos Peligrosos, Ley Nº 24.051.
Además, existe y es aplicable dentro de nuestro país, tecnología para su reciclado, la cual es rentable debido a la alta proporción en peso de plomo que contiene esta clase de baterías.
Telefonía celular
Los acumuladores de níquel-cadmio, usualmente utilizados en telefonía celular, son particularmente dañinos para el medio ambiente debido principalmente a su contenido de cadmio, elemento tóxico, incluido en la categoría Y26 de la Ley Nacional de Residuos Peligrosos, Ley Nº 24.051.
Para esta clase de baterías existen, en nuestro país, tecnologías para su reciclado.
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