Baterías pilas y acumuladores

Instituto Costarricense de ElectricidadRegencia Química

Trabajando con sustancias peligrosas

Baterías, Pilas y Acumuladores

Indice

• 1.- Definición y clasificación de sustancias peligrosas (SP)

• 2.- Definición y clasificación de residuos peligrosos (RP)

• 3.- Toxicidad de las SP• 4.- Procedimientos de seguridad y manejo

adecuado de SP• 5.- Baterías, Pilas y Acumuladores

1.-Definición de sustancia peligrosa• 1.- Una sustancia peligrosa es aquella que, por su naturaleza, produce

o puede producir daños momentáneos o permanentes a la salud humana, animal o vegetal y a elementos materiales tales como instalaciones, maquinarias, edificios, etc. (CONAMA, Chile)

• 2.- Sustancias peligrosos son los desechos que requieren precauciones especiales para su almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento o eliminación para evitar daños a personas o propiedades.

• 3.- El término sustancias peligrosas significa: un desecho sólido o combinación de ellos que, a causa de la cantidad, concentración o características físicas, químicas o infecciosas puede: (EPA)– A.- Contribuir al aumento en la mortalidad o incremento en una

enfermedad grave irreversible o reversible que produzca incapacidad.– B.- Plantear un peligro presente o potencial considerable para la salud

humana o el ambiente

1.- Clasificación de las SP• Clase 1: Explosivos • División 1.1 Con peligro de explosión

masiva • División 1.2 Con peligro de proyección • División 1.3 Con peligro de incendio • División 1.4 Sin ningún peligro de estallido • División 1.5 Muy insensibles; agentes

explosivos • División 1.6 Sustancias de detonación

extremadamente insensibles.

1.- Clasificación de las SP

• Clase 2: Gases

• División 2.1 El gas inflamable

• División 2.2 El gas comprimido no inflamable, no venenoso

• División 2.3 El gas venenoso por la inhalación

• División 2.4 El gas corrosivo

1.- Clasificación de las SP• Clase 3: Líquido Inflamable y Líquido

Combustible• Clase 4: Sólido Inflamable; Material

Espontáneamente Combustible; y Material Peligroso cuando está Mojado

• División 4.1 Sólido inflamable

• División 4.2 Material espontáneamente combustible

• División 4.3 Material peligroso cuando esta mojado

1.- Clasificación de las SP• Clase 5: Oxidantes y Peróxidos Orgánicos• División 5.1 Oxidante• División 5.2 Peróxido Orgánico

• Clase 6: Material Venenoso y Sustancias Infecciosas

• División 6.1 Materiales venenosos• División 6.2 Sustancia infecciosa


• Clase 7: Material Radiactivo

• Clase 8: Material Corrosivo

• Clase 9: Material Peligroso Misceláneo División 9.1 : Sustancias Misceláneas División 9.2 : Sustancias Ambientalmente Peligrosas

• División 9.3 : Residuos Peligrosos

2.- Definición de residuo peligroso (RP)

• Se refiere a algo que no tiene valor o que no puede ser utilizado.

• Se define como un material movible que no tiene un uso directo y que es descargado continuamente.

• Los residuos peligrosos son una categoría especial de residuos los cuales debido a su toxicidad, persistencia, movilidad, inflamabilidad, etc., requieren de una regulación y controles más exigentes.

• Son aquellos residuos diferentes a los Radioactivos que por razones de su reactividad química, toxicidad, explosividad, corrosividad u otras características provocan un peligro o pueden causar peligro para la salud o el ambiente, ya sea por si solos o cuando se ponen en contacto con otros residuos, y se definen legalmente como peligrosos en el estado en el cual son generados o en el cual son eliminados o de la forma como son transportados

2.- Clasificación de las RP

• 1. Residuos Inorgánicos– Ácidos y álcalis.– Residuos de cianuro– Disoluciones de metales pesados.– Residuos de asbesto.– Otros residuos sólidos

• 2. Residuos Aceitosos

2.- Clasificación de las RP

• 3. Residuos Orgánicos– Solventes halogenados– Solventes no-halogenados.– Residuos de PCBs.– Residuos de resinas y pinturas.– Residuos de biocidas– Otros residuos químicos orgánicos

• 4. Residuos Orgánicos putrefactos


• 5. Residuos de alto volumen – baja peligrosidad

• 6. Residuos Varios– Residuos infecciosos– Residuos de laboratorios– Residuos explosivos

3.- Toxicidad de las SP

• La toxicología 1: es la ciencia que se dedica al estudio de las sustancias tóxicas y sus efectos adversos en los organismos vivos.

• La toxicología 2: es la ciencia que estudia los compuestos tóxicos (venenos) , su mecanismo de acción y sus antídotos.

• Veneno, tóxico o toxón: es toda sustancia que modifica algún mecanismo bioquímico del metabolismo del objeto biológico


• Efectos locales: Son los efectos tóxicos producidos por el contacto con la superficie del cuerpo.

• Efectos sistémicos: Se dan al absorber el tóxico desde un sitio contaminado y luego ser diseminado a través del sistema circulatorio a diversos órganos y tejidos del cuerpo aún cuando estén alejados del sitio de absorción.


• Efectos tóxicos agudos: Son aquellos que resultan de una exposición única bastante grande al agente tóxico y se desarrollan dentro del corto tiempo de la exposición.

• Efectos tóxicos crónicos: Son los que resultan de exposiciones repetitivas sobre un período mucho mayor que el tiempo de vida.


• Efectos latentes: son los que ocurren solamente después de que ha habido un importante período libre de síntomas y signos de intoxicación, posteriores a la exposición. Este tipo de efectos se conocen también como efectos de aparición tardía.

• Efectos persistentes: no desaparecen y pueden llegar a ser aún más severos después de la remoción de la fuente de exposición.


• Efectos acumulativos: son aquellos donde existe un daño progresivo y empeoramiento de los efectos tóxicos como resultado de condiciones de exposición repetidas.

• Efectos transitorios: son aquellos donde existe reparación del daño tóxico o una reversibilidad de las anormalidades bioquímicas inducidas.


• Toxicocinética: es el estudio de los cambios que ocurren a través del tiempo en la absorción, distribución, biotransformación y eliminación de un agente tóxico en el organismo

3.- Toxicidad de las SP• Fuentes de ingreso al cuerpo

• Inhalación : Esta es la vía de ingreso más rápida al organismo porque la sustancia se absorbe por medio del sistema sanguíneo.

• Absorción por la Piel : Consiste en el ingreso por la epidermis, lo cual implica que en la mayoría de los casos el elemento tóxico debe ser liposoluble.

• Ingestión : Es el ingreso al organismo por el sistema digestivo, siendo absorbido en el estomago o intestino.

3.- Toxicidad de las SP• Arsénico: hígado, músculo, riñones, bazo, piel, cerebro,

corazón, tiroides, páncreas, pelo y uñas.

• Cromo: hígado, bazo, piel, músculos, grasa.

• Flúor: huesos, dientes.

• Mercurio inorgánico: hígado, riñones, bazo, piel, testículos.

• Nitratos / nitritos: glándulas salivales, hemoglobina.

• Plata: hígado, bazo.

• Plomo: huesos, hígado, músculos, cerebro

• Selenio: hígado, riñones.

• Sustancias lipofílicas: tejido adiposos

• Cadmio: hígado y riñón

3.- Toxicidad de las SP• La magnitud de los efectos de una sustancia

tóxica dependen de la cantidad de sustancias absorbida, ingerida o inhalada

• La Dosis Letal 50, DL50: se define como la dosis del compuesto tóxico que administrado por vía digestiva causa la muerte del 50 % de los individuos estudiados.

• La Concentración Letal 50, CL50: se define como la dosis del compuesto tóxico que administrada por vía respiratoria causa la muerte del 50% de los individuos estudiados.

4.- Procedimientos de seguridad y manejo adecuado de SP

• Para trabajo rutinario con sustancias peligrosas se debe contar al menos con el siguiente equipo de seguridad:– a) Casco protector; – b) Lentes de seguridad o anteojos de seguridad; – c) Mascaras para polvo o gases peligrosos; – d) Guardapolvo o traje de trabajo; – e) Guantes de goma o plásticos; – f) Delantal plástico o de goma; – g) Zapatos o botas de seguridad..


• Protección de las manos:• Carnaza y Kevlar: protegen contra daños físicos como

abrasión y cortaduras.

• Materiales resistentes a temperaturas extremas:dependiendo del material y el grosor, pueden proteger contra otros riesgos físicos también. Pueden ser de fibra de vidrio o asbesto.

• Otros materiales (neopreno, hule natural y sintético y plástico vinílico): se utilizan para elaborar guantes que protegen de productos químicos. Una opción son los guantes de materiales resistentes a productos químicos forrados de tela o piel.


• Derrames y fugas:• Los siguientes equipos son recomendables:

– a) Equipo de protección personal; – b) Tambores vacíos, de tamaño adecuado; – c) Material autoadhesivo para etiquetar los tambores; – d) Material absorbente: arena, polvo de ladrillo,

aserrín; – e) Soluciones con detergentes; – f) Escobillones, palas, embudos, etc..


• Derrames líquidos: Deben ser absorbidos en un sólido adecuado tales como arena, polvo de ladrillo o aserrín, los cuales no se deben reusaren el caso de líquidos inflamables ó líquidos fuertemente oxidantes.

• Derrames sólidos: deben ser aspirados con aspiradoras industriales. Se pueden utilizar palas y escobillones pero minimizando la generación de polvo utilizando arena, etc.


• Primeros Auxilios:• Toda instalación que maneje productos peligrosos

debe tener servicios de primeros auxilios y personal entrenado en procedimientos de emergencia.

• Los equipos de primeros auxilios deben incluir: – a) Duchas de emergencia y sistemas de lavado de ojos – b) Botiquines de primeros auxilios; – c) Mantas de incendios; – d) Alumbrado y linternas de emergencia.

5.- Baterías , Pilas y Acumuladores

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores

• Batería

• Pilas

• Acumulador o capacitor

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• ¿Cómo funcionan?


• Representan uno de los mayores problemas en los residuos sólidos

• Contienen metales pesados y ingresando al medio ambiente.

• 19 kg de pilas tienen a un precio aprox. de $110.• En España, Alemania, Bélgica, Suecia o Francia

se han recolectado para su posterior tratamiento. • Argentina, es un país con políticas ambientales

bien definidas en cuanto al reciclaje de las pilas.

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• Clasificación:

• Pilas normales:– Salinas de carbón-zinc, también llamadas pilas

secas o pila Leclanché. Tienen mercurio inferior al 0,025% de su peso total. Contienen una barra de grafito, polo positivo, rodeada de óxido de manganeso (IV), y un recipiente de zinc (polo negativo). El conductor iónico es disolución acuosa de cloruro amónico embebida. Con el fin de regularizar su descarga se le suele incorporar pequeñas cantidades de mercurio.

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• De níquel-cadmio

– Es más conocido como pila recargable. El polo negativo es de cadmio y el polo positivo de hidróxido de níquel (III).

– Su vida útil es de múltiples ciclos de carga y descarga, pudiendo alcanzar hasta los quince años.

– Presenta la ventaja de que mantiene la tensión constante durante todo el periodo su uso, y al acabarse la energía el aparato se detiene de golpe, cosa que no ocurre con las anteriores


• Alcalinas de manganeso– Con contenido de mercurio que ronda el 0,1% de

su peso total. El conductor iónico de cloruro de amonio se cambia por hidróxido potásico (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duración, más constancia en el tiempo y mejor rendimiento.


• Pilas «botón»:– También llamada pila de mercurio, con un contenido

de este elemento de alrededor del 30% de su peso.

– El polo negativo es un amalgama de zinc y el polo positivo es de acero en contacto con una pasta de óxido de mercurio (II), hidróxido potásico e hidróxido de zinc. Contiene mayor cantidad de mercurio que las anteriores.

– La ventaja es su tamaño muy reducido.

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• Efectos sobre el ambiente y la salud

• MERCURIO. En exposición a altas dosis el provoca:

a) Agudas: dermatitis, ulceraciones de conjuntivas y cornea (ceguera), en forma oral colapso del aparato digestivo mortal enhoras, insuficiencia renal.

b) Sub agudas: alucinaciones, colitis, hemorragias, excitabilidad, alteraciones por contacto vía oral, mientras que por contacto dérmico: trastornos mentales, insomnio, fenómenos vinculares periféricos, trastornos sensoriales en las extremidades.

c) Crónicas: todas las anteriores mas delirio y psicosis maniaco depresiva. En exposiciones continuas pero en bajas dosis, en forma crónica: debilidad, anorexia, perdida de peso, insomnio, diarrea, perdida de dientes, gengivitis (inflamación de encías), irritabilidad, temblores musculares suaves y sacudidas repentinas, sialorrea (salivación profunda).

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• PLOMO.

a) Los niños y embarazadas son más sensibles al plomo.

b) Altera la hemoglobina sanguínea, síntomas inespecíficos.

c) Síntomas precoses: fatiga, dolores de cabeza, dolores óseos, dolores abdominales, irritabilidad, trastornos del sueño, dolores musculares, síntomas abdominales vagos.

d) Síntomas avanzados: anemia, cólicos intensos, nauseas, vómitos, enfermedad renal, impotencia sexual, intensas cefaleas, delirio, incoordinación, esterilidad, daños al feto, hipertensión arterial, líneas de plomo en las encías, estreñimiento agudo, afectación de los nervios, enfermedad ósea, temblores, convulsiones, cuadros psiquiátricos graves, parálisis nerviosa, trastornos menstruales, probablemente cáncer y muerte.


• CADMIO.

• a) Provoca daños renales, con anemia y presencia anormal de proteínas en la orina, lesiona el hígado, testículos, malformaciones congénitas (anancefalia, nacer sin cerebro, anoftalmia, sin ojos, microftalmia, globos oculares pequeños).

b) Produce abortos en etapas tempranas, algo mas tarde las malformaciones

c) Provoca una enfermedad denominada ITAI-ITAI, caracterizada por intensos dolores óseos, a veces con fracturas espontáneas debido al ablandamiento de los huesos.

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• NIQUEL.

a) Hay referencias de dermatitis y otros efectos dermatológicos por exposición al mismo.

b) Enfermedades respiratorias tales como asma bronquial, bronquitis y neumoconiosis, desarrollando una renitis hipertrófica, polifosisnasal, anemia, todo esto en el caso de inhalar polvos y aerosoles irritantes de níquel.

c) Incremento en el riesgo de tumores malignos, incluyendo carcinomas de laringe, riñón, próstata y estomago, puede dar lugar a cáncer de pulmón y nasal.

d) El níquel es un oligoelemento esencial en pequeñas dosis, en altas dosis es tóxico e incluso fatal, su requerimiento de ingesta no se ha establecido aún.


• Las pilas son las causantes del 93 % del mercurio de las basuras, del 47 % del zinc, del 48 % del cadmio, del 22 % del níquel, etc.

• Las pilas, al dejar de proporcionar energía eléctrica, continúan produciendo reacciones químicas de las que resultan metales, todos ellos tóxicos para los seres vivos.


• Encapsulamiento: alternativa de manejo

a) encapsular las pilas con un material que neutralice, secuestre e inhiba, mediante reacciones químicas, y retenga posteriormente por solidificación, a los productos metálicos originados y transportados por el lixiviado.

b) Recubrir las pilas conjuntamente con el material de secuestro, con un polímero de tal calidad que sea resistente, y que impida el pasaje de los gases (amoníaco).

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• COMPLEJANTE CEBIO.

a) Es una sustancia que tiene alto poder de solidificación: retiene físicamente las fugas del electrolito, transformándolo en sólido.

b) Neutraliza: normaliza el pH de las posibles fugas, tanto en pilas ácidas como en alcalinas.

c) Inhibe: detiene los procesos de dispersión de los contaminantes (formación de gases, corrosión del claustro, etc.).

d) Con el uso del COMPLEJANTE CEBIO, se evita la formación del lixiviado de las pilas, l complejante que es NO tóxico

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• Agentes químicos de estabilización.

• Se encontraron tres agentes estabilizantes para neutralizar el plomo, mercurio, ácido sulfúrico y el cadmio, los cuales son:

• Sulfuro de sodio: actúa como neutralizador para los elementos plomo y mercurio.

• El Hidróxido de sodio, se emplea como neutralizador del ácido sulfúrico.

• Para el cadmio, el agente estabilizador es el carbonato de sodio.

1332

2 2 ++ +→+ NaCdCOCONaCd

5.- Baterías, Pilas y Acumuladores• Procedimiento para el encapsulamiento.

• Uso de los tres agentes químicos estabilizantes en partes iguales cada componente. Evitará la realización de la clasificación previa del tipo de pila.

• La bolsa de plástica a utilizar debe tener un espesor de 100 micrones, con unas dimensiones máximas de 5 x 5 x 20 cm.

• Una vez colocado el estabilizador y las pilas, las bolsas son termoselladas en ausencia de aire. Puede usar doble bolsa, la segunda contendrá también el agente químico estabilizador.

• Se arman bloques de concreto. Se pueden aprovechar para un camino en un parque. De esta manera se evita la posible filtración y contaminación del medio, además se prestaría al mismo tiempo un servicio a la sociedad.

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