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Las pilas y baterías agotadas como residuos. Las pilas y baterías usadas y agotadas, provenientes mayormente del uso de distintos artefactos: juguetes, electrodomésticos pequeños, equipos de música, relojes, computadoras, etc., forman parte de la generación habitual de residuos domésticos o domiciliarios. Algunas clases de pilas y baterías contienen compuestos químicos que, en el caso de ser dispuestas incorrectamente una vez agotadas, podrían afectar negativamente al ambiente, incluidos los seres vivos. Estos residuos cuya generación no se limita exclusivamente al ámbito industrial o comercial, sino que involucra principalmente el uso hogareño y, que además poseen características peligrosas, están incluidos dentro de los que genéricamente se denominan residuos peligrosos universales. ¿Qué es un residuo peligroso universal? Los llamados residuos peligrosos universales o masivos, son residuos de origen domiciliario, comercial o industrial, que en virtud de presentar alguna característica de peligrosidad es conveniente su recolección diferenciada de los residuos sólidos urbanos. Ejemplos de estos residuos son: pilas, baterías de telefonía celular, tubos fluorescentes, tubos de neón (de alta presión de sodio y halógenos), cartuchos de toner, baterías de automóviles, entre otros. Tipos de pilas y baterías Categorías según la Ley de Residuos Peligrosos Diferentes tipos de pilas y baterías, con sus correspondientes categorías Y, según la Ley Nº 24.051, de Residuos Peligrosos Pilas ácidas y alcalinas de óxido de manganeso de uso común y generalizado en diferentes artefactos, algunas de ellas riesgosas por su contenido de mercurio. Se encuentran en el mercado en distintos formatos tales como A, AA, AAA. Categoría: Y29, Y34, Y35 Pilas de níquel-cadmio recargables, contenidas en parte de las baterías usadas para teléfonos celulares, son particularmente dañinos para el medio ambiente debido principalmente a su contenido de cadmio. Categoría: Y26 Baterías de plomo ácido utilizadas mayormente en automotores. Categoría: Y34, Y31 Pilas de óxido de mercurio principalmente de formato botón, utilizadas en equipos especiales (por ejemplo cámaras fotográficas, relojes). Categoría: Y29 No todas estas pilas y baterías son igualmente riesgosas, dependiendo esto de sus componentes químicos. En el caso de las pilas comunes, alcalinas o ácidas, el riesgo está determinado por su contenido de mercurio, aditivo que se encuentra en parte de las que se comercializan en el país (orientales, 4 x 1$, etc.). Concepto de RIESGO según UNEP/IPCS Probabilidad de producir un daño a partir de un peligro determinado. La posibilidad de que un evento dañino (muerte, injuria o pérdida) pueda ocurrir por la exposición a un agente químico o físico bajo condiciones específicas. Organismo competente A quién requerir información sobre programas de gestión La competencia sobre la gestión de los residuos generados en los hogares corresponde a la jurisdicción local, esto es, a la autoridad municipal, a quien se debe consultar para mayor información sobre la existencia de programas para la gestión de pilas y baterías. En el caso del usuario que se encuentra en la Ciudad de Buenos Aires o Gran Buenos Aires, las pilas comunes y alcalinas pueden ser desechadas junto con la basura común. Esta basura domiciliaria es dispuesta en rellenos sanitarios pertenecientes al CEAMSE, y según informa dicho organismo, estos rellenos han sido diseñados con técnicas preparadas para recibirlas. El papel del consumidor Qué hacer para minimizar los riesgos del uso de pilas y baterías . La gestión ambientalmente adecuada de las pilas comienza con la elección del producto que luego se convertirá en el residuo que deberemos desechar. Por ello es importante el papel del consumidor al momento de seleccionar la pila, con un papel preponderante, ya que determinará a mediano plazo la calidad de los productos ofrecidos en plaza. » ¿Cómo elegir las pilas? En principio se recomienda utilizar los artefactos eléctricos conectados a la red y así evitar la utilización de pilas. Si su uso es inevitable, es conveniente comprar pilas recargables, de esa manera se produce una gran reducción en el volumen de residuos a desechar, puesto que cada vez que recargamos la pila evitamos tirar a la basura una unidad. Otro concepto importante es la calidad del producto a elegir. Sabemos que una pila barata, en general, tiene una menor vida útil que una de buena calidad, con el agravante de estar elaborada bajo un proceso más contaminante, que, en consecuencia, da como resultado pilas con mayores contaminantes también. Este hecho se traduce en la necesidad de tecnologías más complejas y por ende, mayores costos de tratamiento y disposición final. Es por este motivo que se recomienda comprar aquellas pilas que provengan de marcas y países desarrollados, puesto que en esos casos, el control sobre el proceso de producción de la pila y la normativa ambiental aplicable son más estrictos. Como resultado obtendremos un residuo con menos contaminantes al tiempo de desecharlo. Particularmente, se sugiere adquirir las pilas con el rótulo "Libre de Mercurio (Hg)" o similar, dado que este elemento es el más contaminante de los contenidos en ella. Así, las pilas de marcas reconocidas enmarcadas dentro de las leyes de los Estados Unidos, Europa y Japón, que prohiben la adición de mercurio, podrían ser arrojadas a la basura común, siempre que se tenga la seguridad de que no poseen ese metal. Para las pilas provenientes del sudeste asiático, comúnmente compradas a razón de 4 x 1$, la forma más adecuada de gestión es, directamente, no comprarlas. En conclusión, el consumidor debería priorizar su compromiso ambiental antes que el supuesto menor costo de pilas baratas, ya que finalmente deberá pagar, en forma indirecta, tratamiento más caros, o bien, la recomposición de los daños que se causen al ambiente. » ¿Qué hacer con las baterías de automotor? Respecto de las baterías de plomo-ácido (las comunes de los autos), al momento de la compra de una nueva, las agotadas pueden ser entregadas al comerciante, quien está obligado a recibirlas y disponerlas adecuadamente, de acuerdo a la Resolución SRNyAH Nº544/94. » Otras recomendaciones • No juntar pilas. Estamos concentrando los riesgos. • No mezclar las pilas nuevas con las usadas. Se reduce la vida útil de ambas. • Utilizar preferentemente artefactos conectados a la red eléctrica o a energía solar. • No tirar las pilas a la cloaca, ya que finalmente llegan al río, y podrían contaminar las aguas. En ausencia de red cloacal, la contaminación afectaría las napas. • No quemar las pilas, esta recomendación es para todos los tipos de pilas y baterías. • No dejar las pilas al alcance de los niños. • No utilizar aparatos a pila (ej.: juguetes) cuando pueden ser reemplazados por otros. Normativa aplicable a las pilas usadas Es importante observar que los llamados residuos peligrosos universales se encuentran en una zona gris entre el concepto de simple residuo peligroso y residuo domiciliario, aún no resuelta por ninguna normativa en nuestro país. En principio, y en su mayoría las pilas son objetos de uso domiciliario y, desde este punto de vista, no estarían alcanzadas por las normativas sobre residuos peligrosos o industriales. Sin embargo, al contener compuestos químicos previstos por la Ley de Residuos Peligrosos Nº24.051, una pila usada podría estar alcanzada por la definición de residuo peligroso según el texto de la ley y su decreto reglamentario: "todo material que resulte objeto de desecho o abandono, … pueda contaminar el agua el suelo y la atmósfera" y posea algunos de los constituyentes enumerados en su Anexo I o su Anexo II. Desde este segundo punto de vista, e independientemente de su origen, la normativa mencionada responsabiliza al generador (usuario de la pila) por su tratamiento y disposición final, es decir, deberá elegir un operador y transportista habilitado para estos fines y costearlos (ver nómina de Operadores y Transportistas de Residuos Industriales; categorías Y26, Y29, Y31, Y34, Y35). Por lo tanto, en el caso de haberse procedido a la acumulación de cierta cantidad de pilas y baterías, ya sea en forma personal o a través de un programa de recolección (institucional, empresarial, municipal, regional u otra modalidad), la gestión de las mismas también deberá realizarse de acuerdo a la normativa vigente, tal como se menciona en el párrafo anterior. 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. cátodo: es el electrodo en donde se produce la reducción cuando la pila funciona como fuente de energía. TIPOS DE PILAS Y BATERIAS • 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 tamaño 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 tamaño, 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 tamaño 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 tamaños equivalentes, y poseen también mayor voltaje inicial que éstas (3 voltios). Se utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cámaras fotográficas y memorias de computadoras. Tecnologías para el tratamiento y/o disposición final de pilas y baterías 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. MAS INFO 1.Pila de combustible Mecanismo electroquímico en el cual la energía de una reacción química se convierte directamente en electricidad. A diferencia de la pila eléctrica o batería, una pila de combustible no se acaba ni necesita ser recargada; funciona mientras el combustible y el oxidante le sean suministrados desde fuera de la pila. Una pila de combustible consiste en un ánodo en el que se inyecta el combustible —comúnmente hidrógeno, amoníaco o hidracina— y un cátodo en el que se introduce un oxidante —normalmente aire u oxígeno. Los dos electrodos de una pila de combustible están separados por un electrólito iónico conductor. En el caso de una pila de combustible de hidrógeno-oxígeno con un electrólito de hidróxido de metal alcalino, la reacción del ánodo es 2H2 + 4OH- → 4H 2O + 4e- y la reacción del cátodo es O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-. Los electrones generados en el ánodo se mueven por un circuito externo que contiene la carga y pasan al cátodo. Los iones OH- generados en el cátodo son conducidos por el electrólito al ánodo, donde se combinan con el hidrógeno y forman agua. El voltaje de la pila de combustible en este caso es de unos 1,2 V pero disminuye conforme aumenta la carga. El agua producida en el ánodo debe ser extraída continuamente para evitar que inunde la pila. Las pilas de combustible de hidrógeno-oxígeno que utilizan membranas de intercambio iónico o electrólitos de ácido fosfórico fueron utilizadas en los programas espaciales Gemini y Apolo respectivamente. Las de ácido fosfórico tienen un uso limitado en las instalaciones eléctricas generadoras de energía. Actualmente se están desarrollando las pilas de combustible con electrólitos de carbonato fundido. El electrólito es sólido a temperatura ambiente, pero a la temperatura de operación (650 a 800 °C), es un líquido con iones carbonato conductores. Este sistema tiene la ventaja de utilizar monóxido de carbono como combustible, por lo que pueden utilizarse como combustible mezclas de monóxido de carbono e hidrógeno como las que se producen en un gasificador de carbón. También se están desarrollando pilas de combustible que emplean dióxido de circonio sólido como electrólito. Estas pilas se llaman pilas de combustible de óxido sólido. El dióxido de circonio se convierte en un conductor iónico a unos 1.000 °C. Los combustibles más adecuados son el hidrógeno, el monóxido de carbono y el metano, y al cátodo se le suministra aire u oxígeno. La elevada temperatura de operación de las pilas de combustible de óxido sólido permite el uso directo de metano, un combustible que no requiere catalizadores costosos de platino sobre el ánodo. Las pilas de combustible de óxido sólido tienen la ventaja de ser relativamente insensibles a los contaminantes del combustible, como los compuestos de azufre y nitrógeno que empeoran el rendimiento de otros sistemas de combustible. La temperatura relativamente elevada de operación de las pilas de combustible de carbonato fundido y óxido sólido facilitan la eliminación en forma de vapor del agua producida por la reacción. En las pilas de combustible de baja temperatura se deben tomar medidas para eliminar el agua líquida de la cámara del ánodo. 2. Pilas Primarias La pila primaria más común es la pila Leclanché o pila seca, inventada por el químico francés Georges Leclanché en la década de 1860. La pila seca que se utiliza hoy es muy similar al invento original. El electrólito es una pasta consistente en una mezcla de cloruro de amonio y cloruro de cinc. El electrodo negativo es de cinc, igual que el recipiente de la pila, y el electrodo positivo es una varilla de carbono rodeada por una mezcla de carbono y dióxido de manganeso. Esta pila produce una fuerza electromotriz de unos 1,5 voltios. Otra pila primaria muy utilizada es la pila de cinc-óxido de mercurio, conocida normalmente como batería de mercurio. Puede tener forma de disco pequeño y se utiliza en audífonos, células fotoeléctricas y relojes de pulsera eléctricos. El electrodo negativo es de cinc, el electrodo positivo de óxido de mercurio y el electrólito es una disolución de hidróxido de potasio. La batería de mercurio produce 1,34 V, aproximadamente. La pila de combustible es otro tipo de pila primaria. Se diferencia de las demás en que los productos químicos no están dentro de la pila, sino que se suministran desde fuera. 3. Pilas Secundarias El acumulador o pila secundaria, que puede recargarse invirtiendo la reacción química, fue inventado en 1859 por el físico francés Gaston Planté. La pila de Planté era una batería de plomo y ácido, y es la que más se utiliza en la actualidad. Esta batería, que contiene de tres a seis pilas conectadas en serie, se usa en automóviles, camiones, aviones y otros vehículos. Su ventaja principal es que puede producir una corriente eléctrica suficiente para arrancar un motor; sin embargo, se agota rápidamente. El electrólito es una disolución diluida de ácido sulfúrico, el electrodo negativo es de plomo y el electrodo positivo de dióxido de plomo. En funcionamiento, el electrodo negativo de plomo se disocia en electrones libres e iones positivos de plomo. Los electrones se mueven por el circuito eléctrico externo y los iones positivos de plomo reaccionan con los iones sulfato del electrólito para formar sulfato de plomo. Cuando los electrones vuelven a entrar en la pila por el electrodo positivo de dióxido de plomo, se produce otra reacción química. El dióxido de plomo reacciona con los iones hidrógeno del electrólito y con los electrones formando agua e iones plomo; estos últimos se liberarán en el electrólito produciendo nuevamente sulfato de plomo. Un acumulador de plomo y ácido se agota porque el ácido sulfúrico se transforma gradualmente en agua y en sulfato de plomo. Al recargar la pila, las reacciones químicas descritas anteriormente se invierten hasta que los productos químicos vuelven a su condición original. Una batería de plomo y ácido tiene una vida útil de unos cuatro años. Produce unos 2 V por pila. Recientemente, se han desarrollado baterías de plomo para aplicaciones especiales con una vida útil de 50 a 70 años. Otra pila secundaria muy utilizada es la pila alcalina o batería de níquel y hierro, ideada por el inventor estadounidense Thomas Edison en torno a 1900. El principio de funcionamiento es el mismo que en la pila de ácido y plomo, pero aquí el electrodo negativo es de hierro, el electrodo positivo es de óxido de níquel y el electrólito es una disolución de hidróxido de potasio. La pila de níquel y hierro tiene la desventaja de desprender gas hidrógeno durante la carga. Esta batería se usa principalmente en la industria pesada. La batería de Edison tiene una vida útil de unos diez años y produce 1,15 V, aproximadamente. Otra pila alcalina similar a la batería de Edison es la pila de níquel y cadmio o batería de cadmio, en la que el electrodo de hierro se sustituye por uno de cadmio. Produce también 1,15 V y su vida útil es de unos 25 años. 4. Pilas Solares Las pilas solares producen electricidad por un proceso de conversión fotoeléctrica. La fuente de electricidad es una sustancia semiconductora fotosensible, como un cristal de silicio al que se le han añadido impurezas. Cuando la luz incide contra el cristal, los electrones se liberan de la superficie de éste y se dirigen a la superficie opuesta. Allí se recogen como corriente eléctrica. Las pilas solares tienen una vida muy larga y se utilizan sobre todo en los aviones, como fuente de electricidad para el equipo de a bordo. Una pila voltaica aprovecha la electricidad de una reacción química espontánea para encender una bombilla (foco). Las tiras de cinc y cobre, dentro de disoluciones de ácido sulfúrico diluido y sulfato de cobre respectivamente, actúan como electrodos. El puente salino (en este caso cloruro de potasio) permite a los electrones fluir entre las cubetas sin que se mezclen las disoluciones. Cuando el circuito entre los dos sistemas se completa (como se muestra a la derecha), la reacción genera una corriente eléctrica. Obsérvese que el metal de la tira de cinc se consume (oxidación) y la tira desaparece. La tira de cobre crece al reaccionar los electrones con la disolución de sulfato de cobre para producir metal adicional (reducción). Si se sustituye la bombilla por una batería la reacción se invertirá, creando una célula electrolítica. Ejemplo

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