Impacto ambiental causado por pilhas e similares

Além da tecnologia envolvida nos processos  de obtenção de energia elétrica, é importante atentar aos aspectos ambientais que estão relacionados às transformações que ocorrem com  os materiais usados nesses processos.  

Uma questão ambiental que tem sido bastante debatida é a do destino que se deve dar a  pilhas e baterias que não podem mais ser utilizadas. 

Alguns dos materiais metálicos que as compõem são tóxicos (compostos de chumbo,  cádmio e mercúrio) e podem contaminar o solo  e a água, causando problemas ao meio ambiente e, consequentemente, à saúde da população.

Para evitar esse tipo de problema, o Decreto no 99.274, de 6 de junho de 1990, obriga os fabricantes de pilhas e baterias a recolhê-las após o uso e a providenciar a reciclagem de seus componentes ou um descarte ambientalmente adequado. Para que essa medida seja mais efetiva,  é importante também que a população colabore não jogando pilhas usadas no lixo comum, mas encaminhando-as a locais onde os fabricantes  possam recolhê-las.

O custo energético para produzir metais  

No que se refere à utilização industrial dos processos de eletrólise, questões ambientais importantes estão relacionadas ao consumo de energia elétrica. 

No caso da produção de alumínio, por exemplo, são necessários de 14 kWh a 16 kWh para se produzir 1 kg do metal. Para se ter um parâmetro de comparação, 14 kW são suficientes para manter cerca de seis chuveiros  elétricos ligados durante uma hora. 

Esse elevado  consumo pode exigir que as fontes de energia elétrica de uma determinada região sejam diversificadas ou que o potencial de geração seja ampliado, podendo causar impactos significativos nos ecossistemas e na vida da população da região.

Conclusão  

Percebe-se, então, que tanto os processos que geram eletricidade com base nas transformações químicas (pilhas e baterias) quanto aqueles em que a corrente elétrica é utilizada para provocar transformações químicas (processos eletrolíticos) têm muitas aplicações tecnológicas e envolvem uma complexa problemática ambiental. 

O  estudo das transformações químicas envolvidas  nesses processos auxiliará na compreensão dessas questões e na reflexão sobre a importância  da adoção de posturas responsáveis relativas à preservação do meio ambiente.  

Elaborado por Isis Valença de Sousa Santos e Maria  Fernanda Penteado Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

Fonte:    

Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 2ª Série. São Paulo: SE, 2014. 

Eletrólise, a obtenção de metais e a indústria cloro-álcali

O alumínio é obtido da bauxita – minério de alumínio composto principalmente de óxidos de alumínio hidratados –, que, ao interagir com uma solução de soda cáustica, sofre transformações químicas, produzindo a alumina (Al2O3). 

Esse material é, então, submetido à eletrólise a altas temperaturas, produzindo o alumínio líquido,  que é recolhido do fundo das cubas eletrolíticas.

Esse processo foi patenteado em 1886 e chamado de Hall-Héroult. Nesse ano, Charles Hall  produziu alumínio pela primeira vez, a partir da  eletrólise da alumina dissolvida em um banho de  criolita fundida (Na3AlF6). Também nesse ano,  Paul Héroult desenvolveu e patenteou um processo semelhante a esse. Isso explica por que o processo recebeu o nome dos dois inventores.

Os minérios mais comuns utilizados na obtenção de cobre são a calcopirita (CuFeS2), a  calcosita (Cu2S), a azurita (CuCO3) e a cuprita  (Cu2O). Os minérios são triturados e passam  por processos de purificação; os produtos são submetidos a vários tratamentos térmicos para que se obtenha uma mistura que contém aproximadamente 98% a 99% de cobre metálico. 

Essa  mistura pode ser, então, novamente purificada, utilizando-se um processo eletrolítico no qual se  formará cobre com 99,98% de pureza.

A soda cáustica é uma importante matéria-prima industrial empregada no refino de óleos,  na produção de sabões e detergentes etc. Para  obtê-la, uma solução de água e sal (salmoura) é submetida a um processo de eletrólise que produz soda cáustica, gás cloro (Cl2) e gás hidrogênio (H2).

Elaborado por Isis Valença de Sousa Santos e Maria  Fernanda Penteado Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

Fonte:   

Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 2ª Série. São Paulo: SE, 2014. 

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Transformações químicas e eletricidade

Em nosso dia a dia, presenciamos muitos fenômenos que ocorrem com o envolvimento de eletricidade (os raios que caem em uma tempestade, o funcionamento de diversos eletrodomésticos ou a atração dos nossos cabelos por um pente plástico, quando os penteamos em um dia seco). 

Sabemos também que a corrente elétrica pode ser conduzida de diferentes formas através de diversos materiais (condutibilidade iônica ou eletrônica). Agora, poderíamos nos perguntar:  Como é possível obter energia elétrica?

Há muitas formas de se obter energia elétrica; por exemplo, por meio de pilhas e baterias. As baterias são usadas no funciona mento de celulares, computadores portáteis (laptops), automóveis, veículos elétricos, câmeras digitais, aparelhos auditivos, em aplicações aeronáuticas e em edifícios, geralmente empregadas em iluminação de emergência ou como unidades de potência auxiliar, caso do nobreak, dispositivo que fornece energia durante certo tempo após a queda do fornecimento pela rede.

Nesses casos, a obtenção de corrente elétrica se dá pela ocorrência de transformações químicas; para isso, normalmente são utilizados dois sólidos condutores associados a soluções aquosas condutoras ou a pastas feitas com base em  materiais iônicos.

Outra questão que poderia ser feita: Considerando que, nas pilhas, a corrente elétrica é  gerada a partir de transformações químicas, será que o contrário também ocorre, ou seja, será que  a corrente elétrica pode causar transformações  químicas?

A resposta a essa questão pode ser encontrada quando se estudam os processos de obtenção do alumínio, do cobre e da soda cáustica ou o revestimento de superfícies metálicas com outros metais (galvanoplastia). Nesses casos, ocorre o que chamamos de eletrólise, ou seja, a passagem de corrente elétrica causa transformações químicas.

Elaborado por Isis Valença de Sousa Santos e Maria  Fernanda Penteado Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

Fonte:  

Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 2ª Série. São Paulo: SE, 2014.