viernes, 15 de noviembre de 2013


HISTORIA DE LA PILA
Alessandro Volta, inventor de la primera pila eléctrica, la denominó galvánica en honor a su amigo Luigi Galvani, médico italiano que en 1786 realizó un conjunto de experimentos trascendentales para la comprensión de la conducción de la electricidad a través de la red nerviosa de las ancas de rana.
Pile_de_VoltaLa primera pila fue construida por Volta en 1800, y emplea como fundamento físico el fenómeno de la electrólisis, descrito por Michael Faraday a mediados del siglo XIX. La electrólisis consiste en el paso de corriente eléctrica a través de un medio de disolución líquida o fundido en el cual induce la formación de electrones libres, partículas elementales de carga negativa que constituyen el soporte básico de la conducción eléctrica.
El invento constituía una novedad absoluta y gozó de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inició la era eléctrica en que actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electrostáticos, que son los únicos que existían hasta el momento. Otro tipo más temprano de configuración también utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con líquido (unos junto a otros, en batería), en los que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro.

Principio de Funcionamiento
Los principios de la química establecen que ciertas sustancias, como las llamadas iónicas en disolución y los metales fundidos, sufren un proceso de descomposición en átomos o moléculas más pequeños con una representación descompensada de electrones que comparten en la molécula inicial. Tales cuerpos se denominan iones y, en función de que su carga global sea positiva o negativa, reciben el nombre de cationes y aniones, respectivamente.

En el interior de la pila se verifican reacciones químicas de intercambio de electrones, llamadas redox o de reducción y oxidación, entre los iones y moléculas involucrados, que producen finalmente energía eléctrica utilizable. Para ello, se dispone de dos polos o electrodos: el cátodo o negativo, que atrae a los cationes; y el ánodo o positivo, absorbente de aniones. El electrolito o líquido de la pila cierra el circuito activador del proceso.

LAS PILAS Y BATERÍAS
Se denomina pila eléctrica a todo dispositivo capaz de transformar directamente energía química en eléctrica. Las pilas que al actuar como alimentadoras energéticas se consumen gradualmente se denominan baterías de primera especie; las baterías secundarias o acumuladores constituyen una variedad de pilas reversibles, que se pueden recargar mediante la realización del proceso inverso de conversión de electricidad en energía química.
Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos del estudio de la electricidad, cuando se juntaban varios elementos o celdas —en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo adosados lateralmente, "en batería"— como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.
Tipos de Pilas
Pile_LeclanchéPilas primarias:
Las Secas o de Leclanché, con electrodos de grafito y zinc y empleadas profusamente en radios de transistores, juguetes, etc. En ella los electrodos están formados por una barra central de carbón y bióxido de manganeso MnO2 (polo positivo) y un recipiente de cinc (polo negativo). Como electrolito se emplea cloruro amónico absorbido en bentonita.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/%C3%89l%C3%A9ment_Daniell.jpgLas húmedas o de Daniell; poseen un electrolito móvil y con mayor capacidad de producción de energía que las anteriores, lo que aconseja su uso en circuitos telefónicos y telegráficos, sistemas de comunicación,  etc., está formada por un electrodo de cinc sumergido en una disolución de sulfato de cinc y otro electrodo de cobre sumergido en una disolución concentrada de sulfato de cobre. Ambos electrolitos están separados por una pared porosa para evitar su reacción directa. 

Pilas secundarias:
volta04Los acumuladores consisten habitualmente en la aglomeración de varias pilas voltaicas simples que, al incrementar su potencia energética, se emplean como abastecedores de los sistemas eléctricos en los automóviles, los equipos de alumbrado de emergencia y los circuitos de comunicación.
Hay dos tipos principales:
1-    De plomo; ideado por Gastón Planté en 1860. Están formados por una serie de láminas de bióxido de plomo (polo positivo) y por una serie de plomo metálico (polo negativo). El electrolito es ácido sulfúrico, de densidad 1,31 a 25° C. La FEM (frecuencia electromotriz) es algo superior a 2 V. y desciende con la temperatura.
2-    De Hierro-Níquel; ideado por Thomas Alva Edison en 1904, en cuyo ánodo hay hierro finamente dividido y en cuyo cátodo hay Ni2O3 hidratado. La FEM es de 1,22 a 1,30 V.




Clasificación de las Pilas
Pila Botón de Mercurio:
http://www.thinkandbuy.net/wp-content/uploads/Pilasboton.jpgLa pila botón de dióxido de mercurio es la de uso más extendido y, al mismo tiempo, constituye uno de los modelos de pila más agresivos en relación con la naturaleza. Por contener una gran cantidad de mercurio, exige una recogida selectiva y un tratamiento especial después de que se agota. Su uso más habitual se da en pequeños artefactos con motor o dispositivos electrónicos que, como el reloj, precisan de energía constante durante largo tiempo.

Pila Alcalina:
http://www.sealsl.com/fotos_productos/260.jpgIrrumpió en el mercado en la década de los setenta con el objetivo de proporcionar mayor cantidad de energía y durabilidad. Su utilización es recomendable en aquellos productos que, como muchos juguetes para niños o flashes para cámaras fotográficas cuentan con un motor o requieren aportes energéticos importantes. La atención de la pila alcalina que sustituye el carbón por un álcali, es constante a lo largo de toda su vida útil.

Pila Botón de Zinc-Aire:
http://labioguia.com/labioguia/wp-content/uploads/2013/01/stockxpert.jpgEsta clase de pilas fue concebida a principios de los setenta como alternativa a las pilas botón de mercurio. Ofrece mejores prestaciones y mayor capacidad, pero cuenta con una importante limitación: para funcionar debe estar en contacto con el aire, por lo que sus aplicaciones son restringidas. En el campo de la medicina estas pilas resultan de óptimo rendimiento en pequeñas prótesis mecánicas y audífonos.

Pilas Recargables:
http://www.informatica-hoy.com.ar/electronica-consumo-masivo/imagenes/pilas-recargables-5.jpgConocidas también como acumuladores, el aspecto de las pilas recargables que abundan en el mercado es similar al de las pilas alcalinas y salinas. También sus usos son parecidos. Las baterías recargables se utilizan sobretodo en la industria y en el transporte. Las pilas de recarga están pensadas para hacer funcionar aparatos de uso cotidianos y gran necesidad de energía. En el ámbito doméstico, las pilas recargables son óptimas para accionar linternas, juguetes, etc.

Pila Salina:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Panasonic-oxyride.jpgEste modelo fue el primero en aparecer en el mercado. Su vida media y su aporte energético son moderados, por lo cual su utilización solo es aconsejable para aparatos de bajo consumo energético, como transistores o mandos a distancia. Actualmente, su uso está en receso debido al abaratamiento de las pilas alcalinas más potentes y duraderas. Sus componentes relativamente inocuos no requieren un tratamiento especial.

Batería Ni-Cd:
http://www.electronica-pt.com/imagens/bateria-NiCd.jpgPor tratarse de baterías recargables, estos modelos están pensados para productos de uso cotidiano que presentan una necesidad energética entre moderada y alta. Generalmente, como en el caso de los teléfonos móviles o computadoras portátiles, estas baterías están adaptadas al diseño del producto. Su contenido se basa en combinaciones de níquel, cadmio, hierro y pueden recargarse entre mil y tres mil veces.

LAS PILAS Y LOS EQUIPOS TECNOLÓGICOS
A partir del siglo pasado la electricidad portátil ha tomado un gran auge, llegando a formar parte de nuestra cultura y forma de vida.
Las baterías o pilas, vienen en diferentes tamaños que por lo regular se denominan por letras, tales como A, AA, AAA, B, C, D, E, G, J, N, O y R. Cada una de estas baterías vino a dar vida a uno de los muchos aparatos e instrumentos portátiles que se fueron creando y comercializando: juguetes, radios, tocadiscos, toca cintas, lámparas, relojes, controles remotos, celulares, computadoras, etc.
Varias son las ventajas que las pilas nos brindan, como por ejemplo el bajo costo y la posibilidad de adquirirlas fácilmente. Las pilas dieron paso a la evolución de los dispositivos tecnológicos.

Efectos Colaterales de ésta Cómoda Tecnología
El constante desarrollo tecnológico sumado a la lógica del mercado, genera un permanente recambio de los artefactos eléctricos y electrónicos que se consumen de manera doméstica. Las nuevas funcionalidades y modelos de los aparatos; la mayor accesibilidad por la disminución de los costos y la oferta constante de “la novedad”, hacen que estos productos se tornen obsoletos con mayor rapidez.
Las Naciones Unidas calculan que en el mundo se producen aproximadamente 50 millones de toneladas de basura electrónica cada año.
Según el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente, Pnuma, la basura contiene más de 700 elementos, como plomo, cadmio y litio, la mitad de ellos nocivos para la salud y el entorno ecológico.
Los dispositivos acumuladores de energía y los equipos tecnológicos a parte de proveernos un abanico de aplicaciones, alteran la salud humana y el ambiente, especialmente el agua, debido al consumo masivo que genera la explosión de basura electrónica, la que contiene sustancias químicas tóxicas y metales pesados y, al mismo tiempo, materiales valiosos como oro, plata, platino o cobre. 

Alteraciones en la Salud Humana

Mercurio:

La exposición al nivel local del Mercurio ocasiona irritación de la piel, mucosa y es sensibilizante de la piel. La exposición generalizada al Mercurio en casos de intoxicaciones agudas fuertes, produce una intensa irritación en las vías respiratorias, es productor de bronquitis, neumonías, bronqueolitis, y otras enfermedades respiratorias. En intoxicaciones crónicas y a dosis bajas produce debilidad, pérdida de peso, diarrea, inflamación de encías, fatiga, sabor metálico, insomnio, e indigestión. En intoxicaciones crónicas y a dosis altas produce: irritabilidad, alucinaciones, llanto, excitabilidad, depresiones, tristeza, psicosis, crisis. En casos de exposición a altas dosis en forma oral, colapsa el aparato digestivo, siendo mortal en horas.

Cadmio:

Este metal es sumamente tóxico, además de cancerígeno. En madres expuestas al Cadmio produce serias afecciones con lesiones para el embarazo, presencia de proteína en la orina, irritación gastrointestinal, náuseas, vómitos y dolor. La intoxicación crónica causa severos daños renales, debido a que este elemento se acumula en los riñones. Además disminuye la actividad pulmonar, produciendo enfisema, y cáncer pulmonar.

Plomo:

Síntomas precoces: fatiga, dolores de cabeza, dolores óseos, dolores abdominales, trastornos del sueño, dolores musculares, impotencia, trastornos de conducta, y otros. Síntomas avanzados: anemia, cólicos intestinales, nauseas y vómitos, enfermedad renal, impotencia sexual, delirio, esterilidad, daños al feto, hipertensión arterial, estreñimiento agudo, afectación de los nervios, enfermedad ósea, problemas de cáncer y muerte.

Plata:

Las sales solubles de plata, especialmente el nitrato de plata (AgNO3), son letales en concentraciones de hasta 2 g. Los compuestos de plata pueden ser absorbidos lentamente por los tejidos corporales, con la consecuente

pigmentación azulada o negruzca de la piel (argiria). Contacto con los ojos: Puede causar graves daños en la córnea si el líquido se pone en contacto con los ojos. Contacto con la piel: Puede causar irritación de la piel. Contacto repetido y prolongado con la piel puede causar dermatitis alérgica. Peligros de la inhalación: Exposición a altas concentraciones del vapor puede causar mareos, dificultades para respirar, dolores de cabeza o irritación respiratoria. Concentraciones extremadamente altas pueden causar somnolencia, espasmos, confusión, inconsciencia, coma o muerte.
Peligros de la ingestión: Moderadamente tóxico. Puede causar molestias estomacales, náuseas, vómitos, diarrea y narcosis. Si el material se traga y es aspirado en los pulmones o si se produce el vómito, puede causar neumonitis química, que puede ser mortal.
La sobre exposición crónica a un componente o varios componentes de la plata se supone que tiene los siguientes efectos en los humanos:
·         Anormalidades cardiacas
·         Se ha informado de la relación entre sobre-exposiciones repetidas y prolongadas a disolventes y daños cerebrales y del sistema nervioso permanentes.
·         La respiración repetida o el contacto con la piel de la metil-etil-cetona puede aumentar la potencia de las neurotoxinas tales como el hexano si la exposición tiene lugar al mismo tiempo.

Arsénico:

Los síntomas de envenenamiento crónico por arsénico son diarrea, pigmentación cutánea, prurito generalizado, lagrimeo, vitiligo, alopecia, hiperqueratosis y edema circunscriptos. Dermatitis y queratosis en las palmas y plantas son comunes. El hígado puede dilatarse y la obstrucción de los conductos biliares puede producir ictericia. Al avanzar la intoxicación puede desarrollarse una encefalopatía. La médula ósea sufre serios daños. La anemia aplásica es el trastorno hematopoyético más común. Muerte.

 

 

 

Níquel:

Las cantidades pequeñas de níquel son necesitadas por el cuerpo humano para producir las células de sangre rojas, sin embargo, en cantidades excesivas, pueden llegar a ser suavemente tóxicos. La sobre exposición a corto plazo al níquel no se sabe si puede causar problemas de salud, pero la exposición a largo plazo puede causar pérdida de peso corporal, el daño del corazón y del hígado, y la irritación de piel disminuidos. El níquel puede acumularse en la vida acuática, pero su presencia no se magnifica a lo largo de cadenas de alimentos.

Manganeso:

El Manganeso es un compuesto muy común que puede ser encontrado en todas partes en la tierra. El manganeso es uno de los tres elementos trazas tóxicos esenciales, lo cual significa que no es sólo necesario para la supervivencia de los humanos, pero que es también tóxico cuando está presente en elevadas concentraciones en los humanos. Cuando la persona no cumple con la ración diaria recomendada, su salud disminuirá. Pero cuando la toma es demasiado alta problemas de salud aparecerán.
Los efectos del manganeso mayormente ocurren en el tracto respiratorio y el cerebro. Los síntomas por envenenamiento con Manganeso son alucinaciones, olvidos y daños en los nervios. El Manganeso puede causar Parkinson, embolia de los pulmones y bronquitis. Cuando los hombres se exponen al manganeso por un largo periodo de tiempo el daño puede llegar a ser importante.
Un síndrome que es causado por el manganeso tiene los siguientes síntomas: esquizofrenia, depresión, debilidad de músculos, dolor de cabeza e insomnio.






Alteraciones en el Medio Acuático
Las pilas son arrojadas con el resto de la basura domiciliaria, siendo vertidas en basureros, ya sean a cielo abierto o a rellenos sanitarios y en otros casos a terrenos baldíos, acequias, caminos vecinales, causes de agua, etc. Para imaginar la magnitud de la contaminación de estas pilas, basta con saber que son las causantes del 93% del Mercurio en la basura domestica, así como del 47% del Zinc, del 48% del Cadmio, del 22% del Níquel.
Estas pilas sufren la corrosión de sus carcasas afectadas internamente por sus componentes y externamente por la acción climática y por el proceso de fermentación de la basura, especialmente la materia orgánica, que al elevar su temperatura hasta los 70º C, actúa como un reactor de la contaminación.
Cuando se produce el derrame de los electrolitos internos de las pilas, arrastra los metales pesados. Estos metales fluyen por el suelo contaminando toda forma de vida (asimilación vegetal y animal).
El mecanismo de movilidad a través del suelo, se ve favorecido al estar los metales en su forma oxidada, estos los hace mucho más rápidos en terrenos salinos o con PH muy ácido.
De esa forma y por el proceso de lixiviación y percolación del agua de lluvia, los metales pesados a través de las napas freáticas llegan a las aguas subterráneas, contaminándolas de acuerdo a los siguientes datos:

  • Una pila de mercurio contamina 600.000 litros.
  • Una pila alcalina contamina 167.000 litros.
  • Una pila de óxido de plata contamina 14.000 litros.
  • Una pila de zinc-aire contamina 12.000 litros.
  • Una pila de carbón-zinc contamina 3.000 litros.



viernes, 8 de noviembre de 2013

LA BASURA TECNOLÓGICA Y SU DISPOSICIÓN FINAL EN OTROS PAÍSES
Argentina: en Argentina se desechan 120.000 toneladas de residuos tecnológicos al año, 3 kg por habitante, pero solo se recicla el 5% aunque el 90% de los materiales con los que se hacen estos dispositivos pueden recuperarse.
El proyecto E-Basura de la facultad de informática de la Universidad de la Plata, recibe computadoras en desuso y las reacondiciona para donarlas.

Suiza: en 1998 se estableció una ley que prohibe a los consumidores eliminar aparatos eléctricos con la basura doméstica. Suiza ha introducido un sitema de impuestos ecológicos que están incluidos en el precio de los aparatos nuevos, Suiza es campeona en el reciclado de electrodomésticos.

Ghana:  la basura electrónica de los países ricos se recicla en los países más pobres donde causa gran contaminación.
Los niños recogen cobre y circuitos plásticos y otras basuras tecnológicas para poder llevar dinero a casa.
CONCLUSIÓN
En base a la información bibliográfica analizada podemos responder a nuestro primer objetivo específico; identificar los componentes fisico-químicos de las pilas, baterías y equipos tecnológicos, y las alteraciones que causan en el medio acuático y en la salud humana, determinando que los problemas de salud van desde irritaciones, náuseas, a problemas neurológicos, respiratorios e incluso la muerte, y que una sola pila puede contaminar de 3.500 a 600.000 litros de agua.
Respecto a nuestro segundo objetivo específico, podemos demostrar que existe inadecuada disposición final del residuo domiciliario; pilas, baterías y equipos tecnológicos, en los Barrios Parque y Los Colonos, donde a través de la encuesta obtuvimos en ambos barrios, 65% de respuestas en el ítem "tira a la basura" cuando preguntamos qué hacen con estos dispositivos cuando se agotan.
Con esto también podemos responder a nuestro objetivo general; describir la contaminación por pilas, baterías y equipos tecnológicos debido a la inadecuada disposición final de éstos, y así afirmar nuestra hipótesis; las pilas, baterías y equipos tecnológicos, por su composición, estructura e inadecuada disposición final son contaminantes.
Estos recaudos además de exhibir la realidad, deben ayudarnos a razonar sobre nuestro actuar, y cambiar el destino al cuál estamos condenando al planeta y los seres que habitan en él.