Como um bom químico, deve-se ter a preocupação com o meio ambiente. Desta forma, falarei um pouco sobre pilhas e baterias. Para começar alguns dados...
São 1,2 bilhão de pilhas e 400 milhões de baterias de celular comercializadas por ano no Brasil, segundo dados do Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica - Abinee. Assim, como essa quantidade enorme chega às mãos do consumidor, uma quantidade também enorme delas sai das mãos do consumidor. E a grande maioria vai para a lata de lixo comum.
Pilhas Alcalinas
Segundo o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) cerca de 1% do lixo urbano é constituído por resíduos sólidos urbanos contendo elementos tóxicos. Esses resíduos são provenientes de lâmpadas fluorescentes, termômetros, latas de inseticidas, pilhas, baterias, latas de tinta, entre outros produtos que a população joga no lixo, pois não sabe que se trata de resíduos perigosos contendo metais pesados ou elementos tóxicos ou não tem alternativa para descartar esses resíduos.
As pilhas e baterias apresentam em sua composição metais considerados perigosos à saúde humana e ao meio ambiente como mercúrio, chumbo, cobre, zinco, cádmio, manganês, níquel e lítio. Dentre esses metais os que apresentam maior risco à saúde são o chumbo, o mercúrio e o cádmio.
Uma maneira de reduzir o impacto ambiental do uso de pilhas e baterias é a substituição de produtos antigos por novos que propiciem um maior tempo de uso, como por exemplo o uso de pilhas alcalinas ou de baterias recarregáveis no lugar de pilhas comuns. Também pode-se eliminar ou diminuir a quantidade de metais pesados na constituição das pilhas e baterias.
Pilhas Secas e Alcalinas
Aplicação das Pilhas
Comuns |  |
Alcalinas |  |
As pilhas secas são do tipo zinco-carbono, são geralmente usadas em lanternas, rádios e relógios. Esse tipo de pilha tem em sua composição Zn, grafite e MnO2 que pode evoluir para MnO(OH). Além desses elementos também é importante mencionar a adição de alguns elementos para evitar a corrosão como: Hg, Pb, Cd, In.
Estas pilhas contém até 0,01% de mercúrio em peso para revestir o eletrodo de zinco e assim reduzir sua corrosão e aumentar a sua performance. O NEMA (Associação Nacional Norte-Americana dos Fabricantes Elétricos) estima que 3,25 pilhas zinco-carbono per capita são vendidas ao ano nos Estados Unidos da América.
As pilhas alcalinas são compostas de um ânodo, um "prego" de aço envolto por zinco em uma solução de KOH alcalina (pH~14), um cátodo de anéis de MnO2 compactado envoltos por uma capa de aço niquelado, um separador de papel e um isolante de nylon.
Até 1989, a típica pilha alcalina continha mais de 1% de mercúrio. Em 1990, pelo menos 3 grandes fabricantes de pilhas domésticas começaram a fabricar e vender pilhas alcalinas contendo menos de 0,025% de mercúrio. A NEMA estima que 4,25 pilhas alcalinas per capita são vendidas por ano nos EUA.
Baterias Recarregáveis
As baterias recarregáveis representam hoje cerca de 8% do mercado europeu de pilhas e baterias. Dentre elas pode-se destacar a de níquel-cádmio (Ni-Cd) devido à sua grande representatividade, cerca de 70% das baterias recarregáveis são de Ni-Cd. O volume global de baterias recarregáveis vem crescendo 15% ao ano. As baterias de níquel-cádmio têm um eletrodo (cátodo) de Cd, que se transforma em Cd(OH)2, e outro (ânodo) de NiO(OH), que se transforma em Ni(OH)2. O eletrólito é uma mistura de KOH e Li(OH)2.
As baterias recarregáveis de Ni-Cd podem ser divididas basicamente em dois tipos distintos: as portáteis e as para aplicações industriais e propulsão. Em 1995 mais de 80% das baterias de Ni-Cd eram do tipo portáteis.
Com o aumento da utilização de aparelhos sem fio, notebooks, telefones celulares e outros produtos eletrônicos aumentou a demanda de baterias recarregáveis. Como as baterias de Ni-Cd apresentam problemas ambientais devido à presença do cádmio outros tipos de baterias recarregáveis portáteis passaram a ser desenvolvidos. Esse tipo de bateria é amplamente utilizado em produtos que não podem falhar como equipamento médico de emergência e em aviação.
As baterias recarregáveis de níquel metal hidreto (NiMH) são aceitáveis em termos ambientais e tecnicamente podem substituir as de Ni-Cd em muitas de suas aplicações, mas o preço de sua produção ainda é elevado quando comparado ao das de Ni-Cd.
Foi colocado no mercado mais um tipo de bateria recarregável visando uma opção à utilização da bateria de Ni-Cd. Esse tipo de bateria é o de íons de lítio. As baterias de Ni-Cd apresentam uma tecnologia madura e bem conhecida, enquanto os outros dois tipos são recentes e ainda não conquistaram inteiramente a confiança do usuário.
Quadro 1: Cosntituição dos 7 tipos de pilhas mais comercializados
Ânodo | Cátodo | Eletrólito | |
Alcalinas | Zn | MnO2 e Grafite | NaOH/KOH |
Zinco-Carvão | Zn | MnO2 com Carbono | ZnCl2/NH4Cl |
Óxido de Mercúrio | Zn | HgO | NaOH/KOH |
Óxido de Prata | Zn | Ag2O | NaOH/KOH |
Zinco-Ar | Zn | O2 | KOH |
Lítio | Li | Óxidos Metálicos | Solventes Orgânicos |
Níquel-Cádmio | Cd | NiO | NaOH/KOH |
Energia que circula por ano no Brasil:
- 800 milhões de pilhas comuns
- 10 milhões de baterias de celular
- 12 milhões de baterias automotiva
- 200 mil baterias industriais
Bibliografia
ACHE TUDO E REGIÃO. 2010. Acesso em 13/05/2010
COMO TUDO FUNCIONA. INDRIUNAS, L. A Reciclagem de Pilhas e Bateria: Um processo Incipiente. Disponível em:<http://ambiente.hsw.uol.com.br/reciclagem-pilhas-baterias.htm>. Acesso em 13/05/2010
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