Feria de Ciencia 2013
Escuela Nº 149 “Manuel Laínez” Fortuna- Dpto. Dupuy- San Luis-
Proyecto: ¡Descansa y carga las pilas!
Un banco ecológico…
Área: Tecnología y Arte
Nivel: Secundario (1º año CBS)
EXPOSITORES TITULARES:
Vranken Melissa
EDAD: 12 AÑOS
FECHA DE NACIMIENTO: 23-05-01
D.N.I. 43.551.476
Gomez Martina
EDAD: 12
FECHA DE NACIMIENTO: 14-12-00
D.N.I. 42.799.947
EXPOSITORES SUPLENTES:
Lucero Sofia Ailen
EDAD: 12 Años
FECHA DE NACIMIENTO: 30/6/2001
D.N.I. 43.423.433
Suarez Valeria Soledad
EDAD: 12 Años
FECHA DE NACIMIENTO: 4-5-2001
D.N.I. 43.552.226
DOCENTES ASESORES:
Amieva Analía Bibiana DNI: 27.499.970
Flocco Gastón Alejandro DNI: 22.452.018
Índice
Resumen 3
Objetivos 4
Introducción 5 – 6
Situación Problema 7
Hipótesis 8
Desarrollo 9
Resultados Obtenidos 10
Discusión 11
Conclusión 12
Bibliografia 13
Agradecimiento 14
Resumen
El presente proyecto consiste en una investigación bibliográfica; experimental, informática y creativa sobre la solidificación de pilas de uso doméstico mediante la técnica de macro encapsulamiento a través de hormigón armado, construyendo un banco ecológico en el predio escolar como una alternativa de destino final de este residuo.
La problemática actual relacionada a la contaminación producida por pilas y baterías no ha encontrado una solución definitiva en nuestro país, sin embargo, es de amplio conocimiento el daño ambiental que ellas ocasionan. Se estima que una sola pila de mercurio puede llegar a contaminar hasta 600.000 litros de agua.
Objetivos General
- Generar conciencia en el reciclaje de pilas, sin dejar de lado nuestro medio ambiente teniendo en cuenta el uso de las TICS y el arte; para que los educandos asimilen la necesidad de cuidar el planeta.
- Encapsular pilas de uso doméstico recicladas, para la elaboración de un banco ecológico.
- Promover en la comunidad educativa la motivación para la participación en un programa de preservación del planeta, frente a los contaminantes que contienen las pilas.
Objetivo Especifico
- Concientizar a la población sobre el gran daño Ambiental que producen las pilas al desecharlas incorrectamente.
- Hacer del reciclaje una herramienta básica para la concientización de los estudiantes sobre el cuidado de nuestros recursos naturales.
- Por medio de este proceso de reciclar generar valores educativos y campaña de conservación de nuestra naturaleza.
- Generar un espacio educativo que involucren a la comunidad, docentes y estudiantes en general.
- Estabilizar y/o solidificar el residuo mediante la técnica de macro encapsulación en matrices sólidas estructurales mediante hormigón de dimensiones….
- Analizar la viabilidad económica de la propuesta planteada.
Introducción
La tecnología se ocupa de dar soluciones a problemas prácticos y concretos de la vida cotidiana. En esta acción hace uso de técnicas operativas para el trabajo con materiales, herramientas, máquinas, e instrumentos, técnicas de organización laboral y de fabricación para construir un producto final que llamaremos producto tecnológico. Las pilas de uso doméstico actualmente por el ritmo de vida y requerimiento en el funcionamiento de ciertos dispositivos se han constituido en un producto necesario muy utilizado en nuestro país.
El consumidor en su mayoría desconoce que se trata de un residuo doméstico peligroso y por falta de opciones y desconocimiento, lo desecha como si se tratara de un residuo común. El proyecto está orientado a fomentar la conciencia ambiental en un grupo poblacional que a través de la realización de actividades en conjunto, contribuye al cuidado del medio ambiente, realizando acciones en concreto como la recolección y encapsulamiento de pilas a través de la construcción de bancos en el predio escolar.
Antecedentes
Las pilas de uso doméstico son utilizados como unidades generadoras de energía portátiles que convierten la energía química en energía eléctrica, manteniendo una diferencia de potencial constante para poder dar funcionamiento a aparatos como cámaras fotográficas, calculadoras, relojes, control remoto, linternas, radios, e instrumentos electrónicos.
En 1868 Georges Leclanché diseñó un modelo de pila que con ligeras modificaciones dio lugar a las actuales pilas comerciales.
Una vez que la pila termina su vida útil, se constituye en un residuo, el cual es arrojado por los consumidores en la basura domiciliaria constituyendo un problema de impacto ambiental.
Hoy son varios los modelos existentes en el mercado, distinguibles por su diseño, por los materiales empleados en su construcción, sus características eléctricas, su duración e incluso su precio.
Además, con el creciente desarrollo tecnológico es de prever la aparición de nuevos modelos más baratos, ligeros, eficaces y ecológicos. En un futuro próximo se habla ya de pilas construidas con nuevos materiales como los plásticos conductores de la corriente eléctrica.
Los modelos de pilas más habituales en el mercado son:
Pila seca o salina.
También llamada pila Leclanché. Es la pila más corriente, utilizada ampliamente en aparatos de bajo consumo como: radios portátiles, linternas... Suministra una fuerza electromotriz de 1,5V. Su capacidad de almacenamiento de energía es bastante reducida y, además, tienen tendencia a descargarse cuando no se utilizan.
Están constituidas por una barra de grafito, que hace de polo positivo, rodeada de óxido de manganeso (IV), y un recipiente de zinc que es el polo negativo. Como conductor iónico se usa una disolución acuosa de cloruro amónico embebida en un sólido absorbente como serrín o carbón en polvo. Con el fin de regularizar su descarga se le suele incorporar pequeñas cantidades de mercurio.
En el mercado encontramos dos calidades: la serie azul, básica, y la serie roja con mayor capacidad de almacenamiento de energía y menores descargas accidentales. Recientemente se han lanzado al mercado las pilas verdes, cuyo contenido en mercurio es nulo o casi nulo.
Pila alcalina.
Es una versión mejorada de la pila anterior en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio 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. Por contra su precio es más elevado. También suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras portátiles, juguetes con motor, aparatos electrónicos...
Al no existir una tecnología de reciclaje de pilas disponible en la localidad de Fortuna y el resto de nuestro país, es necesario buscar una alternativa, como la Solidificación o Encapsulamiento, previo la clasificación y recolección diferenciada del residuo. Por tal motivo un estudio en el cual se ensaye este tipo de alternativa se hace indispensable para evaluar la viabilidad tanto técnica, económica y ambiental para poderlo llevar a cabo. Este Proyecto nace a raíz de la cantidad de pilas que se encuentran dispersas en la vía pública y en las viviendas, surge la idea de la recolección y almacenamiento de pilas, que mediante el encapsulamiento se realizara el destino final de esto desecho y dejara de constituirse en un acto irresponsable que provoca gran daño ambiental.
Las baterías o pilas como comúnmente se les conoce, tienen más de 200 años de existencia, desde su primer modelo primitivo hasta los modernos productos que existen en la actualidad, como pilas alcalinas, pilas recargables, etc. Las baterías no han perdido vigencia tecnológica por el contrario, cada día se perfecciona, ya en la actualidad se habla de sistemas híbridos, de motores de combustión con sistemas de baterías, que pronto serán una realidad en nuestras calles.
Una batería es una simple reacción química que produce energía. Pero a su vez dar luces que si la crisis energética se agudiza, pronto deberemos buscar fuentes de energía alternas para no depender del combustible fósil (petróleo) Una batería es un dispositivo electroquímico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía.
Estudios médicos han demostrado que un alto nivel de mercurio en la sangre provoca cambios de personalidad, pérdida de visión, sordera, problemas en los riñones y pulmones. Es altamente peligroso para las mujeres embarazadas. La mayoría de las pilas y baterías „recargables‟, actualmente carecen de mercurio. Sin embargo contienen níquel y cadmio, dos metales pesados tóxicos. El cadmio es calificado como cancerígeno, causante de trastornos en el aparato digestivo, produce lesiones en los pulmones. Al ingerirse se acumula en los riñones. El cadmio emitido al ambiente se disuelve parcialmente en el agua pero no se degrada, por lo que las plantas y animales asimila este metal, permaneciendo en el organismo durante largo tiempo. El efecto adverso más común de exposición al níquel es una reacción alérgica, algunas personas podrían sufrir ataques de asma luego de períodos de exposición. Ciertos compuestos del níquel son posiblemente carcinógenos para los seres humanos. Dado que el mayor volumen consumido de pilas son alcalinas y de carbón-zinc (aproximadamente el 76% del consumo total), el óxido de manganeso contenido en ellas es el contaminante que en mayor volumen se ha liberado al medio ambiente. La exposición a niveles de manganeso muy altos durante largo tiempo ocasiona perturbaciones mentales y emocionales, y provoca movimientos lentos y faltos de coordinación. Lo más recomendable es disminuir el consumo de pilas.
La Solidificación con cemento Portland presenta ventajas importantes para el tratamiento de residuos peligrosos de metales, como son: requerimientos de personal bajos, bajo costo de producción, estabilidad estructural del hormigón a largo plazo, la no toxicidad de los materiales usados. La estabilización con cemento se adapta mejor a residuos inorgánicos, especialmente aquellos que contienen metales pesados.
Situación problemática
¿Cómo reutilizar lo que se desechó y que, encima, contamina el medio ambiente? ¿Conseguiremos encontrar la forma de encapsular las pilas para disminuir la contaminación ambiental?
Los principales problemas para el medio ambiente derivados del consumo de pilas pueden resumirse en:
- Deterioro producido por la toxicidad de sus componentes.
- Agotamiento progresivo de las materias primas utilizadas en su fabricación.
-Peligro potencial de los componentes de las pilas.
Todas las pilas contienen cierta cantidad de metales pesados como cadmio, mercurio, plomo... sustancias nocivas que representan un peligro potencial para la salud y el medio ambiente.
Actualmente la localidad de Fortuna no cuenta con la tecnología para procesar las pilas domésticas y reciclarlas, ni tampoco existe una infraestructura de los organismos estatales/privados; solo se registra un PLAN PROVINCIAL “A TODA PILA” con el objetivo de colaborar con el Plan Maestro Ambiental previsto por Ley Nº IX- 0749-2010 Plan Maestro Ambiental: “Tratado de Paz entre Progreso y Medio Ambiente” – Estrategia 2010-2020 implementado por el Gobierno Provincial, en lo que respecta la gestión de residuos peligrosos, a fin de reducir efectos negativos sobre el ambiente y la salud de la población.
Hipótesis:
Lo que se pretende probar con el proceso de encapsulamiento de pilas es la posibilidad de minimizar la migración de contaminantes del medio ambiente; disminuyendo el nivel de toxicidad, aumentar la resistencia, pero sobre todo que este proceso se lo pueda aplicar tanto técnica, ambiental y económica; utilizando tecnología y materiales asequibles.
"la contaminación ambiental"(variable independiente)
No se conoce ningún estudio que evalúe el impacto al ambiente ocasionado por la utilización y manejo inadecuado de pilas y baterías en Argentina; se sabe que varios componentes usados en su fabricación son tóxicos y por tanto la contaminación ambiental y los riesgos de afectar la salud y los ecosistemas dependen de la forma, lugar y volumen en que se ha dispuesto o tratado este tipo de residuos.
"su influencia en la salud"(variable dependiente)
Al no existir una certidumbre científicamente satisfactoria con respecto a la relación causa_efecto de los contaminantes generados por las pilas es necesario considerar el enfoque precautorio que propone investigar e informar, en un primer momento, a la población potencialmente expuesta al riesgo e intentar actuar para contrarrestar los posibles impactos a la salud y al ambiente a través de implementar su disposición o reciclaje, y en el mediano plazo reducir los volúmenes de consumo de pilas y baterías; disminuir esos impactos sólo se logrará a través de una percepción social de la problemática.
Marco legal
En principio, y en su mayoría las pilas son objetos de uso domiciliario y, desde este punto de vista, no estarían alcanzadas por las normativas sobre residuos peligrosos o industriales.
Sin embargo, al contener compuestos químicos previstos por la Ley de Residuos Peligrosos Nº24.051, una pila usada podría estar alcanzada por la definición de residuo peligroso según el texto de la ley y su decreto reglamentario: "todo material que resulte objeto de desecho o abandono, pueda contaminar el agua el suelo y la atmósfera".
También se plantean las siguientes preguntas que se esperan responder para dar una solución al problema planteado.
¿Cuál son los tipos de pilas en el mercado?
¿Cuál es el peligro que los elementos o constituyentes del residuo representante para la salud y el medio ambiente?
Desarrollo
Actividades de la puesta en marcha del proyecto
Encuesta a la comunidad acerca del tratamiento que le da a las pilas en desuso.
Lectura grupal del origen de la pila.
Búsqueda de información relacionada con la contaminación de las pilas, consecuencias en la salud y el medio ambiente.
Campaña masiva a través de difusión radial con el fin de explicar a la comunidad sobre los efectos nocivos de las pilas en desuso.
Diseño y construcción del banco ecológico (encapsulamiento de pilas) en el predio escolar.
Búsqueda de información acerca del tratamiento y/o recolección de las pilas.
Etapa I - Recolección
La primera etapa del proyecto consiste en la recolección de pilas, a cargo de los alumnos de 1º año recorriendo plaza, circuitos cercanos a la escuela, basural municipal, donde encuentren pilas, domicilios.
Deberán recolectar pilas de tipo: Pilas ácidas y alcalinas de óxido de manganeso (se encuentran en el mercado en distintos formatos tales como A, AA, AAA.), Pilas de níquel-cadmio (recargables); Pilas de óxido de mercurio, (principalmente de formato botón, utilizadas en equipos especiales por ejemplo cámaras fotográficas, relojes).
Etapa II - Acopio
La segunda etapa está destinada al acopio de las pilas.
Las pilas deberán ser colocadas si o si en botellas de plástico.
Se deberá, en todo momento, almacenar las pilas en un lugar fresco y evitarse la exposición al calor y/o al sol de las mismas.
Etapa III - Encapsulamiento en hormigón
Ingredientes: Cemento Portland, Arena Grava, Agua, Malla Metálica, Pilas y Alambre fino.
Procedimiento:
- Para realizar el cementado de pilas, estas son guardadas dentro de una botella de plástico. Luego, dentro de la botella se pondrá aserrín seco, que cumplirá la misión de colchón absorbente y se tapará la botella.
- Las pilas encapsuladas serán introducidas en un molde, y no deben pasar la capacidad del mismo.
- Este molde será llenado con cemento, a fin de guardar las pilas dentro de este.
Si bien hasta el momento no existen centros de reciclado de las pilas, hay métodos que permiten que estas no contaminen el ambiente.
Hay métodos considerados como sistemas de reciclado, que es aislando las pilas de tal forma que no permitan la salida de su contenido; a fin de darle a las mismas una disposición transitoria hasta tanto surja una tecnología adecuada para realizar su tratamiento definitivo.
Los beneficios de encapsular las pilas:
Mediante el encapsulamiento de las pilas en hormigón, se lograra neutralizar y estabilizar los componentes toxico que emana las mismas y de esta manera se disminuirá el riegos de padecer enfermedades que afecten la salud, generando mayor responsabilidad social.
Resultados Obtenidos
En la recolección se encontró que el total de pilas corresponden a más de 10 marcas (energizer, kodad, panasonic, duracell, sony, sanyo, eveready, rayonac).
Consecuencias en el ser humano por los componentes de las pilas:
Mercurio
-Irrita la piel si se expone a nivel local, y se irritan las vías respiratorias.
Cadmio
-Metal cancerígeno. En embarazadas es factor de lesiones. Respirarlo en altas dosis
lesiona los pulmones.
Zinc
-Provoca intoxicaciones severas si se consume en grandes cantidades.
Manganeso
-La exposición a niveles altos ocasiona perturbaciones mentales.
Embalaje
A continuación se muestran imágenes de las características de una pila.
Discusión
Es importante crear conciencia sobre este tema, pues lo que hoy vemos como una simple pila que no sirve, en el futuro será la herencia que le dejamos a nuestros hijos, dentro de un planeta que necesita del trabajo de todos para seguir viviendo.
Conclusión
Considerando que el mayor porcentaje de pilas que se consumen en nuestra localidad y en varios países no son provenientes de tecnologías compatibles con las políticas de protección al ambiente, se sugiere el apoyo a las actividades productivas, de manera que se fomente la producción, comercialización y uso de pilas construidas mediante técnicas o tecnologías compatibles con la protección al ambiente o cuyos componentes resulten ser menos perjudiciales al ambiente. Dado el papel que tienen los interlocutores que intervienen en las fases de distribución y postconsumo principalmente conviene profundizar con ellos ciertos mensajes que motiven un cambio en los comportamientos y hábitos desarrollando una estrategia educativa en la cual, además de la información, sensibilización y motivación se requiera avanzar hacia opciones prácticas –reutilización, reciclaje, almacenamiento seguro- que involucren de manera más activa y responsable a los usuarios de las pilas para que en forma conjunta se logre cuidar el medio ambiente.
Bibliografía
Libro NAP de tecnología y artística en el nivel secundario.
Agradecimiento
Para realizar este proyecto se contó con la colaboración de la comunidad de Fortuna, las autoridades del establecimiento escolar y demás personas que ayudaron a realizar los bancos ecológicos.
