Pilhas e Baterias

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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:

Antigamente a maneira mais usual era cavar um buraco no chão, retirar algumas pedras e os mineiros provocam uma explosão para poder separar os materiais que interessavam e encaminhar para o processamento. O problema é que o lítio é difícil de ser encontrado o que tornava o processo tudo muito caro. Pesquisas feitas nas últimas décadas mostraram que o lítio é abundante em algumas regiões bem específicas, portanto foi desenvolvida uma nova forma de se extrair o lítio, onde são criadas piscinas com o material bombeado para superfície e ficam na piscina para que a água evapore e o lítio seja conseguido de uma maneira mais concentrada.

- Produção

As pilhas e baterias são produzidas em grande escala, em fábricas localizadas em grandes complexos industriais, nesse processo de produção está incluso vários processos para montar cada etapa, por exemplo, da pilha representada na Figura 1.

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Figura 1 - Estrutura de uma pilha

Fonte: Brasil Escola.

- Distribuição

A distribuição das pilhas e baterias é feito, principalmente, através das malhas viárias até chegarem nos grandes e pequenos comércios onde ficar à disposição do usuário final.

- Consumo

As pilhas e baterias são utilizadas em quase todos os equipamentos encontrados atualmente: celulares, lanternas, computadores, calculadoras, etc. Portando seu consumo ocorre em grande escala, devido à sua visível importância.

- Descarte

Segundo o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) aproximadamente 1% do lixo urbano é constituído por resíduos sólidos urbanos contendo elementos tóxicos, tais como pilhas e baterias. E atualmente, a maioria dessas pilhas e baterias são descartadas de qualquer maneira, gerando diversos problemas ambientais devido à sua composição (em sua maior parte, por metais pesados).

Os componentes presentes nas pilhas e baterias geram problemas crônicos de contaminação, prejudicando o sistema de saúde pública. No Quadro 2 é possível observar os principais problemas de saúde causados por alguns componentes presentes nas pilhas e baterias.

Quadro 2 - Danos à saúde causados por algumas das substâncias presentes nas pilhas e baterias.

Substância

Principais danos à saúde

Mercúrio (Hg)

Distúrbios renais e neurológicos (irritabilidade, timidez e problema de memória), mutações genéticas, e alterações no metabolismo e deficiências nos órgãos sensoriais (tremores, distorções da visão e da audição).

Cádmio (Cd)

Agente cancerígeno, teratogênico, podendo causar danos ao sistema