Pilha é um dispositivo constituído unicamente de dois eletrodos e um eletrólito, arranjados de maneira a produzir energia elétrica(ânodo-oxidação/cátodo-redução).
As substâncias químicas mais encontradas nas pilhas são: chumbo níquel, mercúrio, cádmio, lítio, manganês e prata. Apresentando-se no mercado em grande variedade, as pilhas e baterias, devido a todos os seus componentes são grandes agressores do meio ambiente, trazendo riscos à saúde dos seres vivos, por isso a coleta correta e a reciclagem tornam-se necessárias. Nas últimas décadas percebeu-se a propagação, os avanços e a grande variabilidade em que pilhas e baterias encontram-se no mercado, dentre as inúmeras bateria (conjunto de pilhas) comercializadas, algumas que se destacma no mercado nacional são: pilha zinco/dióxido de manganês, bateria chumbo/óxido de chumbo, bateria de cádmio/óxido de níquel, entre outras.
Ambos sistemas químicos tem sido motivo de muita preocupação para muitos países, inclusive o Brasil, pois essas utilizam de materias tóxicos que se descartados de maneira incorreta tornam-se grandes agressores do meio ambiente e dos seres em geral.
Em nossa cidade (Simões Filho) grande parte das pilhas e baterias são encontradras no Aterro Sanitário Metropolitano Centro, situação que tem acarretado vazamentos de metais pesados, podendo provocar graves doenças neurológicas no ser humano, além de afetar o meio ambiente.
É de essencial importância que estes resíduos não sejam lançados em corpos d'água, praias, manguezais, terrenos baldios, cavidades subterrâneas, em redes de drenagem de águas pluviais, entre outros. Para que isso aconteça primeiramente é necessária a conscientização populacional conscientização populacional.
A análise realizada em amostras de pilhas vai ao encontro das diretrizes descritas no procedimento do Programa de Análise de Produtos, visto que é um produto de consumo intensivo pela população e cujas características estão relacionadas à saúde dos consumidores e ao meio ambiente.
Atualmente, as pilhas são tão importantes em nosso cotidiano que é difícil imaginarmos como seria a vida sem elas. Estão presentes em computadores, relógios, equipamentos médicos tipo marcapasso, telefones, calculadoras, rádios, automóveis, etc.
Os avanços tecnológicos no desenvolvimento de pilhas fazem parte de patentes industriais, cujos segredos não são revelados ao público. Mas todo esse avanço tecnológico, que vem acompanhando o desenvolvimento das pilhas ao longo dos anos, não teria ocorrido, se há 200 anos o Físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) não tivesse inventado a primeira pilha elétrica, que era constituída por um conjunto de placas de zinco e de cobre, empilhadas alternadamente e separadas por algodão embebido numa solução de ácido sulfúrico. A construção dessa pilha trouxe, na época, conseqüências extremamente positivas para o crescimento da ciência, pois ajudaria a desenvolver os fundamentos da eletricidade e abrir caminho para a construção dos diversos tipos de pilhas que existiram ao longo do tempo até evoluírem aos modelos que existem atualmente.
Esta análise contempla dois tipos de pilha: a comum ou seca e a alcalina, em função da maior utilização destas por parte da sociedade.
A PILHA COMUM OU SECA é formada por um cilindro de zinco metálico, que funciona como ânodo, separado das demais espécies químicas presentes na pilha por um papel poroso. Dá voltagem de 1,5V, e é extensivamente usada em lanternas, rádios portáteis, gravadores, brinquedos, flashes, etc. O cátodo é o eletrodo central. Este, consiste de grafite coberto por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloreto de amônio e cloreto de zinco. Esta pilha tem caráter ácido, devido a presença de cloreto de amônio. A expressão pilha seca é apenas uma designação comercial que foi criada há muitos anos para diferenciar este tipo de pilha (revolucionário na época) das pilhas até então conhecidas, que utilizavam recipientes com soluções aquosas, como a pilha de Daniell.
Já a PILHA ALCALINA, possui mistura eletrolítica que contém hidróxido de potássio ou de sódio (bases), ao invés de cloreto de amônio (sal ácido), e o ânodo é feito de zinco altamente poroso, que permite uma oxidação mais rápida em relação ao zinco utilizado na pilha seca comum.
Dá voltagem de 1,5 V, e não é recarregável. Comparando-a com a pilha seca comum, a alcalina é mais cara, mantém a voltagem constante por mais tempo e dura cerca de cinco vezes mais. Isso ocorre porque o hidróxido de sódio ou potássio é melhor condutor eletrolítico, resultando uma resistência interna da pilha muito menor do que na pilha comum ou seca.
De acordo com a Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica – ABINEE, o Brasil foi o primeiro país da América do Sul a criar uma regulamentação específica para pilhas e baterias.
As resoluções números 257 e 263, que orientam o descarte apropriado de pilhas e baterias após o uso e limitam a quantidade de metais potencialmente perigosos (mercúrio, cádmio e chumbo) na composição de tais produtos, foram publicadas em 1999 pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente.
As substâncias químicas mais encontradas nas pilhas são: chumbo níquel, mercúrio, cádmio, lítio, manganês e prata. Apresentando-se no mercado em grande variedade, as pilhas e baterias, devido a todos os seus componentes são grandes agressores do meio ambiente, trazendo riscos à saúde dos seres vivos, por isso a coleta correta e a reciclagem tornam-se necessárias. Nas últimas décadas percebeu-se a propagação, os avanços e a grande variabilidade em que pilhas e baterias encontram-se no mercado, dentre as inúmeras bateria (conjunto de pilhas) comercializadas, algumas que se destacma no mercado nacional são: pilha zinco/dióxido de manganês, bateria chumbo/óxido de chumbo, bateria de cádmio/óxido de níquel, entre outras.
Ambos sistemas químicos tem sido motivo de muita preocupação para muitos países, inclusive o Brasil, pois essas utilizam de materias tóxicos que se descartados de maneira incorreta tornam-se grandes agressores do meio ambiente e dos seres em geral.
Em nossa cidade (Simões Filho) grande parte das pilhas e baterias são encontradras no Aterro Sanitário Metropolitano Centro, situação que tem acarretado vazamentos de metais pesados, podendo provocar graves doenças neurológicas no ser humano, além de afetar o meio ambiente.
É de essencial importância que estes resíduos não sejam lançados em corpos d'água, praias, manguezais, terrenos baldios, cavidades subterrâneas, em redes de drenagem de águas pluviais, entre outros. Para que isso aconteça primeiramente é necessária a conscientização populacional conscientização populacional.
A análise realizada em amostras de pilhas vai ao encontro das diretrizes descritas no procedimento do Programa de Análise de Produtos, visto que é um produto de consumo intensivo pela população e cujas características estão relacionadas à saúde dos consumidores e ao meio ambiente.
Atualmente, as pilhas são tão importantes em nosso cotidiano que é difícil imaginarmos como seria a vida sem elas. Estão presentes em computadores, relógios, equipamentos médicos tipo marcapasso, telefones, calculadoras, rádios, automóveis, etc.
Os avanços tecnológicos no desenvolvimento de pilhas fazem parte de patentes industriais, cujos segredos não são revelados ao público. Mas todo esse avanço tecnológico, que vem acompanhando o desenvolvimento das pilhas ao longo dos anos, não teria ocorrido, se há 200 anos o Físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) não tivesse inventado a primeira pilha elétrica, que era constituída por um conjunto de placas de zinco e de cobre, empilhadas alternadamente e separadas por algodão embebido numa solução de ácido sulfúrico. A construção dessa pilha trouxe, na época, conseqüências extremamente positivas para o crescimento da ciência, pois ajudaria a desenvolver os fundamentos da eletricidade e abrir caminho para a construção dos diversos tipos de pilhas que existiram ao longo do tempo até evoluírem aos modelos que existem atualmente.
Esta análise contempla dois tipos de pilha: a comum ou seca e a alcalina, em função da maior utilização destas por parte da sociedade.
A PILHA COMUM OU SECA é formada por um cilindro de zinco metálico, que funciona como ânodo, separado das demais espécies químicas presentes na pilha por um papel poroso. Dá voltagem de 1,5V, e é extensivamente usada em lanternas, rádios portáteis, gravadores, brinquedos, flashes, etc. O cátodo é o eletrodo central. Este, consiste de grafite coberto por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloreto de amônio e cloreto de zinco. Esta pilha tem caráter ácido, devido a presença de cloreto de amônio. A expressão pilha seca é apenas uma designação comercial que foi criada há muitos anos para diferenciar este tipo de pilha (revolucionário na época) das pilhas até então conhecidas, que utilizavam recipientes com soluções aquosas, como a pilha de Daniell.
Já a PILHA ALCALINA, possui mistura eletrolítica que contém hidróxido de potássio ou de sódio (bases), ao invés de cloreto de amônio (sal ácido), e o ânodo é feito de zinco altamente poroso, que permite uma oxidação mais rápida em relação ao zinco utilizado na pilha seca comum.
Dá voltagem de 1,5 V, e não é recarregável. Comparando-a com a pilha seca comum, a alcalina é mais cara, mantém a voltagem constante por mais tempo e dura cerca de cinco vezes mais. Isso ocorre porque o hidróxido de sódio ou potássio é melhor condutor eletrolítico, resultando uma resistência interna da pilha muito menor do que na pilha comum ou seca.
De acordo com a Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica – ABINEE, o Brasil foi o primeiro país da América do Sul a criar uma regulamentação específica para pilhas e baterias.
As resoluções números 257 e 263, que orientam o descarte apropriado de pilhas e baterias após o uso e limitam a quantidade de metais potencialmente perigosos (mercúrio, cádmio e chumbo) na composição de tais produtos, foram publicadas em 1999 pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Apesar de ser um produto relativamente barato, a pilha, quando não fabricada de acordo com as normas, pode oferecer riscos à saúde do consumidor e ao meio ambiente.
Neste relatório são apresentadas as descrições dos ensaios realizados, as não conformidades detectadas, as principais conclusões a respeito dos resultados encontrados na análise em amostras de pilhas, bem como cuidados que o consumidor deve observar em relação ao produto.
A pilha também é denominada célula galvânica e fornece energia ao sistema somente até que a reação química se esgote.
Seu funcionamento se baseia em transferência de elétrons de um metal que tem a tendência de ceder elétrons para um que tem a tendência de ganhar elétrons, ou seja, ocorrem reações de oxidorredução. Essa transferência é feita por meio de um fio condutor.
Para entendermos como isso se dá, vejamos a reação de oxidorredução que ocorre entre o zinco e o cobre e como isso pode ser utilizado para gerar uma pilha:
Se colocarmos uma placa de zinco em uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4), estaremos constituindo um eletrodo de zinco. Da mesma maneira, se colocarmos uma placa de cobre em uma solução de sulfato de cobre (CuSO4), teremos um eletrodo de cobre.
Como o zinco é mais reativo que o cobre, ele tem a tendência de doar elétrons para o cobre. Assim, se ligarmos esses dois eletrodos por meio de um fio condutor externo, ocorrerá a transferência dos elétrons e consequentemente a passagem de corrente elétrica. Isso é visível, pois, depois de um tempo, notamos que a lâmina de cobre teve um aumento em sua massa, enquanto que a de zinco sofreu corrosão.
Os elétrons, por apresentarem carga negativa, migram do eletrodo negativo, denominado ânodo; para o positivo, que recebe o nome de cátodo.
Assim, temos a reação global dessa pilha em particular:
Semirreação do ânodo: Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-
Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2e- →Cu(s)___________
Reação global da pilha: Zn (s) + Cu2+(aq)→ Zn2+ (aq) + Cu(s)
Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2e- →Cu(s)___________
Reação global da pilha: Zn (s) + Cu2+(aq)→ Zn2+ (aq) + Cu(s)
A notação química correta de uma pilha baseia-se na seguinte regra por convenção mundial:
Ânodo // Cátodo
Oxidação // redução
Assim, nesse casso, temos:
Zn / Zn2+ // Cu2+ //Cu(s)
O que são pilhas recarregáveis?
Uma pilha convencional é descartada quando sua carga acaba ou fica em nível insuficiente de energia (fraca). Com uma pilha recarregável, basta utilizar um aparelho adequado para que sua carga de energia seja restabelecida. Com isso, a pilha pode ser utilizada novamente.
É importante frisar que uma pilha (ou bateria) convencional não pode ser recarregada. Embora haja aparelhos para isso, a composição química desse tipo de pilha não é preparada para recargas. Como conseqüência, pode acontecer vazamentos (e intoxicações oriundas), malfuncionamento do dispositivo e até explosões! As pilhas recarregáveis são capazes de receber recarga, porém não de maneira infinita.
A validade padrão dessas pilhas depende de seu tipo e do seu bom uso.
Tipos de pilhas recarregáveis
Uma pilha convencional é descartada quando sua carga acaba ou fica em nível insuficiente de energia (fraca). Com uma pilha recarregável, basta utilizar um aparelho adequado para que sua carga de energia seja restabelecida. Com isso, a pilha pode ser utilizada novamente.
É importante frisar que uma pilha (ou bateria) convencional não pode ser recarregada. Embora haja aparelhos para isso, a composição química desse tipo de pilha não é preparada para recargas. Como conseqüência, pode acontecer vazamentos (e intoxicações oriundas), malfuncionamento do dispositivo e até explosões! As pilhas recarregáveis são capazes de receber recarga, porém não de maneira infinita.
A validade padrão dessas pilhas depende de seu tipo e do seu bom uso.
Tipos de pilhas recarregáveis
O mercado oferece, basicamente, dois tipos de pilhas recarregáveis: NiCd e MiMH. Saiba mais a seguir:
NiCd (Nickel Cadmium) Também chamadas de Níquel Cádmio, esse é o tipo de pilha recarregável que surgiu primeiro.
Normalmente as pilhas NiCd são mais baratas, porém têm menor tempo de vida útil, além de terem menor capacidade de carga.
As baterias de Níquel Cádmio podem sofrer de um problema chamado “efeito memória”. Quando isso ocorre, a pilha deixa de ser carregada totalmente por sua composição química dar sinal de que a carga está completa. Para entender melhor, imagine que uma pilha tem um efeito memória que atinge 10% de sua capacidade. Isso indica que sua carga será de 90%, pois a pilha indicará que os 10% restantes já estão carregados.
| químico altamente tóxico e prejudicial ao meio ambiente |
O efeito memória acontece quando resíduos de carga na pilha induzem a formação de pequenos blocos de cádmio. A melhor maneira de evitar o problema é não fazer recargas quando a bateria está parcialmente descarregada. É melhor esperar até a pilha “ficar fraca” e você não conseguir mais utilizá-la em seu aparelho para então recarregála. As pilhas NiCd estão cada vez mais em desuso, pois além do efeito memória, de terem menor capacidade e menor tempo de vida útil, esse tipo de bateria é muito poluente, já que o cádmio é um elemento.
NiMH (Níquel-Metal Hydride)
Também denominadas de Níquel Metal Hidreto, as pilhas NiMH são o tipo mais usado atualmente, pois oferecem maior capacidade, maior tempo de vida, suportam mais recargas se comparado ao NiCd (dependendo do fabricante, isso pode não ser verdadeiro) e são menos poluentes, já que não utilizam materiais pesados, como o cádmio.
| Outra vantagem desse tipo é a não existência do efeito memória | |
| Há também um tipo chamado LiIon (Lithium Íon), também conhecido como Lítio Íon |
Baterias que usam esse padrão são as mais vantajosas, pois possuem tempo de vida útil maior e podem ter maior capacidade de carga, porém são mais caras e é difícil encontrar pilhas nos formatos A e AA com essa tecnologia.
Capacidade (em mAh)
A capacidade de energia das pilhas é medida em miliampéres por hora, cuja sigla é mAh. Assim, é necessário conhecer o consumo de cada aparelho para medir o tempo de duração de uso da pilha no dispositivo.
Como exemplo, imagine que você tenha um MP3-Player que utiliza uma pilha do tipo A e consome 200 mA. Se a pilha tiver capacidade de 1000 mAh, sua duração será de:
É claro que esse cálculo não é preciso, já que outros fatores e características do aparelho podem aumentar o consumo.
| Como o nome indica, carregadores são aparelhos responsáveis por recarregar as pilhas |
Carregadores
| recarregáveis no dispositivo e encaixá-lo em uma tomada da rede elétrica |
O procedimento para isso freqüentemente é simples: basta colocar um ou dois pares de pilhas
Esse modo de trabalho nos faz pensar que o carregamento da pilha é feito transferindo-se energia da rede para a pilha, tal como se tira água de uma torneira para encher uma garrafa. Na verdade, não é tão simples assim.
O processo de recarga de pilhas consiste em passar uma corrente elétrica por elas de forma que a energia seja “capturada” e armazenada. Quanto maior a corrente (carregadores mais rápidos), menor é o tempo de recarga.
No entanto, a maior “velocidade de trabalho” faz com que a geração de calor aumente, motivo pelo qual deve-se escolher um carregador capaz de identificar quando a pilha está totalmente carregada para cortar a corrente.
O super-aquecimento pode fazer a pilha vazar e, na pior das hipóteses, explodir.
| Além disso, as pilhas acabam tendo vida útil maior |
No mercado, são mais comuns os aparelhos que fazem uma recarga mais lenta. As vantagens desse tipo estão no preço e na diminuição drástica do risco de superaquecimento das pilhas.
Na escolha de um carregador, prefira os modelos que trabalham tanto com NiCd como com NiMH. Dê preferência aos aparelhos que cortam a corrente (na verdade, mantém uma corrente baixa para manter a energia na pilha) quando sua carga estiver completa.
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