Pilhas e Baterias

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS AMBIENTAIS

EDUARDO GRANIERI DE OLIVEIRA; JOÃO AUGUSTO DE OLIVEIRA RIBEIRO; PAULO CÉSAR MARTINS FILHO.

PILHAS E BATERIAS

INTRODUÇÃO

À medida que há um desenvolvimento industrial e comercial em um País, os resíduos gerados por este desenvolvimento se tornam um problema, sendo relativamente pior quando se trata de um resíduo com potencial perigoso que é o caso de pilhas e baterias. As pilhas, segundo a resolução CONAMA Nº 257 de 1999, são geradores eletroquímicos de energia elétrica, mediante conversão geralmente irreversível de energia química. (NBR 7039/87), usualmente utilizadas em equipamentos eletrônicos de baixo consumo elétrico, como: controles remotos, relógios, brinquedos, etc. Atualmente no mercado os principais tipos de pilhas utilizados são as alcalinas e as de zinco-carvão, as chamadas de pilhas “comuns”. As pilhas comuns se utilizam basicamente de cloreto de amônio no cátodo que o dá um caráter ácido, já a pilha alcalina utiliza-se de hidróxido de potássio ou de sódio no cátodo dando a pilha um caráter básico também sendo um melhor condutor eletrolítico, o que resulta em uma maior resistência interna        comparada com a comum.  

As baterias também geram energias provenientes de uma reação química, entretanto o que as difere das pilhas é a capacidade de recarregar sendo possível utiliza-la novamente em um novo ciclo.

A importância do estudo destes dois resíduos é devido a sua grande quantidade gerada e o seu dano ao meio ambiente, segundo a resolução CONAMA Nº 257 de 1999 Art. 1º, as pilhas e baterias que contenham principalmente chumbo, cádmio e mercúrio tenham uma destinação ambientalmente adequada que não seja deposição em aterros sanitários. Apesar da produção de pilhas brasileiras possuírem quantidades mínimas destes metais pesados, ainda há a preocupação devido a sua grande quantidade e também as pilhas chamadas ilegais provenientes de fábricas paralelas que não cumprem os padrões exigidos pela legislação brasileira.

No município de Goiânia não há ainda uma rota estabelecida para a destinação destes resíduos, uma vez que nem a coleta comum e nem a seletiva são apropriadas para a sua destinação, devido ainda à falta de empresas que possam reciclar este resíduo. Uma alternativa utilizada por uma parte da população está sendo pontos de coleta voluntários, localizados principalmente em supermercados e lojas eletrônicas de grande porte.

Neste trabalho, devido à grande importância da destinação correta destas pilhas e baterias, será feito propostas para minimizar este problema tendo como ambiente de estudo a Escola de Engenharia Civil e Ambiental.

JUSTIFICATIVA

No Brasil, as pilhas e baterias com substâncias tóxicas continuam sendo descartadas de forma inadequada, devido à grande quantidade de lixões e aterros foras das especificações e pela falta de conscientização da população e dos fabricantes.

Mesmo parecendo ser um problema pequeno, devido ao seu tamanho, as pilhas e baterias apresentam um grave problema ambiental. Segundo a Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (ABINEE), são produzidas anualmente, no Brasil, por volta de 800 milhões de pilhas secas e alcalinas. Com essa grande quantidade gerada, podemos perceber as proporções dos problemas causados.

Os maiores impactos são causados na etapa de descarte, pois as pilhas e baterias são descartadas de forma inadequada e é difícil fazer o diagnóstico desses descartes. Após descartadas elas vão se decompondo e seus componentes se infiltram no solo e atingem os lençóis freáticos, seguindo para os rios e mares, sendo incorporados na cadeia alimentar, aumentando a sua concentração nos seres vivos, principalmente nos que estão mais acima na cadeia.

OBJETIVOS

Explanar o processo de produção das pilhas e baterias, sua importância para sociedade, composição, os impactos gerados pelo descarte incorreto das mesmas e propor soluções viáveis para que a destinação final seja feita da melhor maneira possível.

DESENVOLVIMENTO

O filme A História das Coisas retrata como funcionam os processos envolvidos nos bens de consumo e abordando o sistema capitalista, desde a extração da matéria-prima até o descarte final, como pode ser visto no fluxograma abaixo.

[pic 1]

No sistema apresentado, o fluxo ocorre de maneira linear o que não condiz com a realidade do nosso planeta, pois os recursos naturais são finitos e os processos naturais ocorrem de maneira cíclica, para que seja possível a manutenção da vida na terra. Com base na estrutura apresentada pelo filme podemos descrever como é cada etapa do sistema das pilhas e baterias, mas antes de falar sobre o sistema é necessário entender o funcionamento e a composição das mesmas.

As pilhas e baterias podem ser classificadas quanto ao formato, tamanho, sistema químico, se são abertas ou fechadas, removíveis ou fixas no aparelho, etc. Podem ser divididas em dois grupos: primárias (“one way” ou pilhas descartáveis) ou secundárias (baterias recarregáveis). As pilhas e baterias também podem ser classificadas quanto à finalidade das mesmas. As de uso domésticos e profissionais, correspondem a 90% do mercado mundial; as que são utilizadas em relógios, câmeras fotográficas, aparelhos de surdez, e outros, correspondem a 2% do mercado mundial; as recarregáveis correspondem a 8% do mercado mundial.

As pilhas são dispositivos que transformam a energia liberada numa reação química em energia elétrica e podem funcionar das seguintes maneiras:

• A PILHA SECA: Nesta pilha o eletrodo negativo é formado por zinco e o positivo é formado por um bastão de carbono. A solução química que vai reagir com o zinco para liberar a energia elétrica é formada por uma mistura que pode ser de cloreto de amônia, dióxido de manganês, cloreto de zinco, entre outras substâncias que foram acrescentadas pelo fabricante da pilha. Ao iniciar a reação nessa pilha o eletrólito ataca o zinco liberando energia elétrica numa tensão de aproximadamente 1,5 V entre seus polos. Porém o zinco vai se gastando assim como o eletrólito até chegar um ponto em que ele pode furar, mesmo as pilhas modernas que são protegidas por algumas camadas de aço e papelão podem furar, resultando no vazamento do conteúdo interno das pilhas. As pilhas secas não são recarregáveis, pois as reações que ocorrem em seu interior são irreversíveis;

• ACUMULADORES: Cada célula possui duas placas de chumbo que são mergulhadas numa solução de ácido sulfúrico. Uma corrente de carga é forçada a circular pela bateria, realizando uma transformação química das placas e uma tensão de 1,6 V se manifesta entre as placas. À medida que ela fornece energia a um circuito externo, as placas voltam ao estado original, podendo realizar as transformações novamente;

• BATERIAS: Quando ligamos pilhas ou acumuladores em conjunto, obtemos as baterias;

• PILHAS ALCALINAS: O eletrodo positivo é formado por dióxido de manganês e o eletrodo negativo formado por zinco. Uma solução alcalina é utilizada, dando o nome a pilha, é de hidróxido de potássio. As transformações geram uma tensão em cada célula e de 1,5 V e tem maior capacidade de fornecimento de energia que as pilhas secas;

• BATERIAS DE NICAD: Podem ser recarregas um grande número de vezes, portanto possuem uma grande capacidade de fornecimento de energia. Esta célula possui uma tensão em aberto de 1,2 V, o eletrodo positivo é o metal cádmio e o eletrodo negativo é hidróxido de níquel. O eletrólito é formado por hidróxido de potássio.

O Quadro 1 apresenta alguns dos tipos de pilhas e baterias portáteis, encontradas no mercado.

Quadro 1 - Tipos de pilhas e baterias portáteis disponíveis no mercado.

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Fonte: REIDLER (2009).

Sobre as etapas que compões o sistema de consumo das pilhas e baterias:

• Extração

Como a maior parte dos componentes das pilhas são metais, podemos usar o exemplo da extração do lítio para ilustrar melhor essa etapa: