CONTAMINACIÓN DE AGUA POR PILAS ALCALINAS TIPO AA

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1 CONTAMINACIÓN DE AGUA POR PILAS ALCALINAS TIPO AA P. MÉNDEZ-SANCHEZ 1, M. A. VELAZCO-HERNANDEZ 1, J. I. BECERRA-PONCE DE LEON 2, D. TAPIA-BRITO 1, J. I. CASTILLO-VELÁZQUEZ 3, C. SÁNCHEZ- MOZO 1, F. MERINO ESPINOZA 1, M. SERRANO-CUATLAYOL 1 1. Col. de Ingeniería Ambiental, Fac. de Ingeniería Química BUAP 2. Dpto. de Tecnología del Agua-ICUAP 3. Fac. de Ciencias de la Electrónica BUAP. Av. San Claudio Ciudad Universitaria Puebla, Puebla, México, icastillo@ece.buap.mx Palabras clave: contaminación,, pilas. RESUMEN Los fabricantes de pilas afirman que las pilas como residuos son inocuas al medio ambiente, sin embargo en este trabajo demostramos que no es así. Se evalúa cómo cambia el ph del de acuerdo al grado de exposición que tenga con los electrodos y electrolitos de pilas alcalinas duracell y tectron. Las muestras se preparan de modo que para cada uno de 5 tipos de se tengan 4 diferentes grados de exposición a los electrodos y electrolitos de las pilas seleccionadas. Los electrolitos de las pilas duracell presentan un ph de.5, con una tecnología diferente a las pilas tecktron cuyo ph es de.5. Para el caso de las pilas duracell, al mezclarse con, el ph se incrementó en aproximadamente el 0 % de las muestras y en algunos casos se encontró una variación de 7 hasta en el valor de ph, mientras que para las tecktron también se presentó una tendencia a la alza en el ph. Queda entonces demostrado que las pilas duracell duran más pero potencialmente contaminan más, lo que contradice la opinión de los fabricantes y de AMEXPILAS. Estos resultados pueden ampliarse para aportar elementos en la legislación mexicana vigente. INTRODUCCIÓN Las pilas son los dispositivos energéticos electroquímicos que se emplean cada vez con mayor demanda para alimentar a los más diversos equipos electrónicos portátiles (IEEE), sin embargo, cuando las pilas se desechan se convierten en residuos peligrosos (Directive 2003//EC), que dadas las características de los países en desarrollo desde el punto de vista económico, político, cultural y social (CONAMA) no son tratados de manera adecuada. En trabajos anteriores como lo muestra Castillo (2005) la corrosión, de los metales que recubren a las pilas se incrementa al contacto con el y la contamina, por lo que es importante crear la cultura que permita evitar tirar las pilas como residuos en cuerpos de, suelo y aire. Nuestro objetivo es evaluar el grado de contaminación que sufre el de acuerdo a su grado de exposición con los electrodos y electrolitos de las pilas. 1

2 METODOLOGÍA El grupo BEEG (BUAP Electronics and Environmental Group) cuenta con un programa de recolección de pilas y baterías desechadas de baja potencia; el depósito de pilas se encuentra en el edificio 11 de la Facultad de Ciencias de la Electrónica. De las pilas desechadas recolectadas se seleccionó a la pila más cara y la más barata del mercado de modo que se seleccionaron las marcas duracell y tectron en formato físico AA para monitorear como modifican el en la que quedan inmersas para mostrar en que grado contaminan el. Se seleccionaron al azar 60 pilas duracell AA y 60 pilas tectron AA a las que se les desensambló manualmente y se les midió su ph directamente. Las tecnologías de las pilas duracell y tectron son diferentes, las pilas tectron son de zinc carbón y la tecnología de la duracell consiste en un electrodo de cobre y un electrolito cuya composición desconocemos pero que tiene interesantes características. Se prepararon 15 muestras para las pilas marca duracell y 15 muestras para las tectron, de tal modo que se colocaron 4 pilas por muestra. Para cada una de los 5 tipos de recolectada se generaron muestras con 3 diferentes grados de exposición: ligera, media y total. De los 5 tipos de, 3 son de potable de distintos zonas, 1 es de río y 1 de laguna. Para cada muestra se monitorea su ph como una función del tiempo, con un equipo.oakton POA0070 que cuenta con una precisión de 1%. Figura 1 Muestras para cada marca Tabla I. La nomenclatura empleada consta de 2 letras y un número, la primera letra indica la marca la segunda el tipo de en la que quedan inmersos los contaminantes y el numero el grado de exposición, ejemplo para pilas duracell. Grado de Exposición al electrodo y electrolito potable 1 potable 2 potable 3 de rio laguna Ligera DA1 DB1 DC1 DD1 DE1 Media DA2 DB2 DC2 DD2 DE2 Total DA3 DB3 DC3 DD3 de 2

3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Resultados para las pilas marca duracell Los electrolitos de las pilas duracell presentan un ph de.5, y las pilas marca tecktron un ph de.5. La figura 2 indica la evolución del ph de las muestras con distinta exposición en días. Al mezclarse las pilas duracell con, se incrementa el ph en aproximadamente el 0 % de las muestras y en algunos casos se encontró un incremento del ph del desde 7 hasta. Observe que mediciones de un total de 2 sobrepasan el valor de en su ph +-1%, lo que de entrada nos indica que estas muestras son ya residuos peligrosos (LGPGIR). Con la finalidad de dejar claras las tendencias del ph como función del tiempo para cada muestra se presentan las figuras en las que se agrupan resultados por tipo de a sus 3 diferentes grados de exposición para el caso de pilas duracell que se muestran en las figuras 2 a la 7. 7 DA1 DA2 DA3 DB1 DB2 DB3 DC1 DC2 DC3 DD1 DD2 DD3 DA1 DA2 DA3 Figura 2. Duracell todos Figura 3. Duracell en potable 1 DB1 DB2 DB3 DC1 DC2 DC3 7 Figura 4. Duracell en potable 2 Figura 5. Duracell potable 3 3

4 DD1 DD2 DD3 15 DE1 DE2 Figura 6. Duracell de río Figura 7. Duracell laguna Es de notar que la tendencia es de incremento en el ph de las muestras con el tiempo, ya que 5 mediciones de las 2 es presentan un claro incremento, es decir el 5% y las 7 mediciones que no presentan incremento se encuentran dentro del rango de error del 4%. Además se observa fácilmente que en todos los casos con una exposición total al electrodo y electrolito el contaminada toma valores que hace que se le considere como sustancia peligrosa con un ph superior a. En todos los casos cualquier tipo de las pilas como residuos incrementan su alcalinidad a mayor exposición con los electrodos y electrolito como podría suponerse a priori. Resultados para las pilas marca tectron Los electrolitos de las pilas marca tecktron presentan un ph de.5. La figura indica la evolución del ph de las muestras con distinta exposición en días. Al mezclarse las pilas tectron con, se incrementa el ph en aproximadamente el 0 % de las muestras y en algunos casos se encontró un incremento del ph del desde 1 unidad en promedio. PH para pilas AA Tectron Tiempo (dias) TA1 TA2 TA3 TB1 TB2 TB3 TC1 TC2 TC3 TD1 TD2 TD3 TE1 TE2 TE3 PH Pilas AA Tectron TA TA1 TA2 TA3 Figura. Tectron todos Figura. Tectron en a. potable 1 4

5 Observe que ninguna medición de un total de 4 sobrepasó el valor de en su ph, lo que no nos permite decir en primera instancia que por este concepto hagan de las muestras residuos peligrosos. PH pilas AA Tectron TB TB1 TB2 TB3 PH pilas AA Tectron TC TC1 TC2 TC3 Figura. Tectron en potable 2 Figura. Tectron potable 3.0. TD1 TD2 TD3.4 TE1 TE2 TE3 PH pilas AA Tectron TD PH pilas AA Tectron TE Figura. Tectron de río Figura. Tectron en laguna En promedio se presenta un incremento de 1 en su ph respecto al valor inicial, excepto para la muestra TE1, como se muestra en la figura, en la que parece presentarse una anomalía, ya que las variaciones en promedio son de sólo 1 unidad. 5

6 CONCLUSIONES En trabajos previos demostramos (Castillo) que las pilas primarias alcalinas en general presentan 4 características CRETIB. Ahora se abordaron 2 marcas de pilas muy populares y extremos en los precios la más cara y la más barata. En principio el ph del electrolito en el caso de las pilas duracell es mayor que aquellas de Tectron. Si comparamos las tendencias entre las muestras contaminadas con pilas duracell existe variación en ph por 7 unidades, mientras que con las pilas tectron a lo mas de 1.5 unidades de ph, de modo que deben mirarse con cuidado las escalas. En el caso de las pilas duracell es claro y constante el comportamiento de un mayor valor de ph a mayor grado de exposición del con los componentes de las pilas, sin embargo es clara la presencia de un fenómeno inesperado en principio para las pilas tectron, ya que en baja exposición se presenta el mayor valor de ph, mientras que para los casos de exposición mediana y total se percibe apenas una ligera superioridad de la exposición total sobre la mediana, ero concuerda con lo esperado. Queda evidenciado que las pilas duracell contaminan más, lo que contradice la opinión de los fabricantes de pilas y la AMEXPILAS que afirman que estos residuos son inocuos al medio ambiente. Estos resultados pueden ampliarse para aportar elementos en la legislación mexicana vigente. Este trabajo sienta precedentes para generar un manual de manejo de este tipo de residuos en la BUAP en el programa de recolección de pilas impulsado por el grupo BEEG en el que participan varias unidades académicas de la universidad. Se espera generar mediciones para otras marcas de pilas cuyos precios se encuentren entre aquellos de las baratas tectron de 0 centavos y aquellas duracell de hasta pesos. ED este modo podemos afirmar que las pilas duracell duran más y cuestan mas pero si no se manejan adecuadamente ya como residuos entonces también contaminan mas. Este resultado es muy interesante ya que una encuesta previa a nuestro trabajo indicaban que todos pensaban que por el bajo costo y calidad las pilas tectron contaminarían más que las duracell, pero vaya sorpresa. AGRADECIMIENTOS Trabajo apoyado por la Facultad de Ingeniería Química, la Facultad de Ciencias de la Electrónica y el Departamento de Tecnología del Agua del ICUAP de la BUAP. Se agradece al OOSL del municipio de Puebla, a la SMRN del Estado de Puebla y al INE en el DF. por su interés en los resultados con fines demostrativos y legislativos. REFERENCIAS Castillo J. I., Bolaños J. L. (2005). Tecnología para el tratamiento de pilas y baterías desechadas a partir de equipos electrónicos portátiles En Revista Internacional de Contaminación Ambiental Vol. 21 pp CONAMA 256 (1) Brasil Directive 2003//EC, European Parliament and Council of Waste of Electrical and Electronic Equipment, Official Journal of European Union. 6

7 IEEE Power Engineering Society (2004), IEEE 1625 Standard of rechargeable batteries for portable computer USA. LGPGIR (2003) Diario Oficial de la Federación México. Nivea M VegaLongo et al (2002) Impactos sanitarios e ambientais devido aos residuos gerados por pilhas e baterias usadas. memorias XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y ambiental, México. NOM 052-SEMARNAT () Diario Oficial de la Federación. México. 7