Teclas de Ayuda de acceso Rápido

ALT + 1 Inicio

ALT + 2 Noticias

ALT + 3 Mapa de sitio

ALT + 4 Búsqueda

ALT + 5 Preguntas frecuentes

ALT + 6 Atención al ciudadano

ALT + 7 Quejas y reclamos

ALT + 8 Iniciar Sesión

ALT + 9 Directorio telefónico

Botones de Accesibilidad

Letra:

Contraste:

Esp
martes, 30 de noviembre 2021
30/11/2021
Síguenos

Periódico Alma Máter

UdeA Noticias
Ciencia Sociedad Vida

Baterías usadas: de cóctel químico de residuos peligrosos a fuente de nuevos materiales

19/10/2021
Por: Jennifer Restrepo de la Pava — Periodista

Con la investigación e implementación de métodos más sencillos y económicos para extraer residuos de las baterías usadas, científicos de la Universidad de Antioquia avanzan en el camino por una economía circular en el país basada en el reciclaje de pilas. Entre los resultados, se destaca la creación de un material con propiedades inteligentes útil para el desarrollo de sensores de alta deformación, la medición de vehículos en avenidas, construcción de balanzas a gran escala y aplicaciones electrónicas, industriales y estructurales.

Las pilas alcalinas representan aproximadamente el 60 % del mercado de pilas primarias en Colombia, según los investigadores. Foto Alejandra Uribe. Dirección de Comunicaciones.

Son tantos sus nombres como usos y aplicaciones: pilas, pilas alcalinas, baterías o baterías primarias de zinc-carbono. Y aunque son pequeñas las hay de varios tipos —AA, AAA, C, D —. Son populares por su practicidad, disponibilidad, rendimiento y bajo costo. El problema está en que una vez terminada su vida útil, las baterías son un residuo peligroso por su alto contenido de metales tóxicos.

Colombia comercializa al año unos 200 millones de pilas, de las cuales 134 millones no se reciclan y terminan principalmente en los suelos de vertederos y rellenos sanitarios a cielo abierto del país, según un estudio realizado por el Centro Nacional de Consultoría y la Asociación Nacional de Empresarios de Colombia —Andi—.

Factores como la temperatura y la humedad causan que las baterías usadas generen un residuo líquido llamado lixiviado, un cóctel químico con impactos negativos para la salud humana y del planeta. Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia señalan que las pilas alcalinas son más que sustancias peligrosas que dejan pasivos ambientales, por lo que apuntan a su aprovechamiento.

«Con las investigaciones: Tecnologías de reciclaje de Zn – C Baterías: revisión y desafíos or una Economía Circular en Colombia (2020) y Compuestos multifuncionales obtenidos de la combinación de un polímero conductor con diferentes contenidos de batería primaria polvos de desecho (2021), tratamos de hacer un diagnóstico sobre la situación del país; además de obtener los residuos de las baterías sin necesidad de un tratamiento tan drástico, que muchas veces implica un uso de solventes que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y ver cómo lo podríamos involucrar en materiales estructurales y de repuesto» explicó Natalia Cardona Vivas, egresada de la maestría en Materiales de la institución, quien agregó que de ambos trabajos surgieron dos artículos científicos que fueron publicados.

De acuerdo con Vivas, en un trabajo previo, el Grupo de Investigación Cements, Ceramics and Composites —CCComposites— de esta Facultad, liderado por el profesor Henry Colorado, quien también participó de los estudios, había realizado un tratamiento de baterías alcalinas y carbono.
«En otros países hacen tratamiento de residuos de los que obtienen materias primas. Encontramos que en Colombia hay reciclaje, pero no recuperación, que se hace generalmente por medios químicos, se utilizan solventes que son ácidos, que también si no se disponen de la manera adecuada pueden ser perjudiciales para el medio ambiente», agregó la ingeniera química.   

Según las investigaciones, entre 2002 y 2008, se han descargado al medio ambiente en Colombia alrededor de 14.000 toneladas de zinc, 13.000 toneladas de manganeso, 60 toneladas de cadmio, 15 toneladas de cromo, 100 toneladas de níquel, 30 toneladas de plomo, 350 kg de mercurio y 350 kg de litio, principalmente en vertederos y botaderos a cielo abierto.  

En el análisis de economía circular en Colombia, los investigadores encontraron que el panorama ambiental es preocupante. «No hay una cultura de disposición, es decir, almacenar de manera adecuada los residuos una vez son usados y llevarlos a los sitios idóneos para su recolección. Es un tema social, ¿cómo convencemos a la comunidad que estos materiales no se pueden mezclar con la basura sino que hay que separarlas?», indicó Mauricio Andrés Correa Ochoa, investigador e ingeniero sanitario.

Natalia Vivas explicó que de estos residuos se pueden reciclar metal, electrolito, óxidos metálicos, grafito, entre otros componentes que tienen diversos usos como la fabricación de nuevas baterías, fertilizantes o catalizadores. 

Una de las preocupaciones de los investigadores radica en la transición a otras energías pues se ha planteado como solución a la contaminación del aire el uso de vehículos eléctricos, sin embargo, sus baterías generan cantidades considerables de residuos y metales. Foto: Alejandra Uribe. Dirección de Comunicaciones. 

El nacimiento de un nuevo material inteligente

En otra etapa de la investigación, y como parte del proyecto de grado de Natalia Vivas, los ingenieros exploraron un nuevo «material inteligente» a partir de los residuos extraídos de las baterías usadas, con propiedades y aplicaciones piezorresistivas, es decir, que su resistencia eléctrica cambia o se deforma cuando se les somete a algún esfuerzo. Este tipo de materiales se usan para el desarrollo de sensores utilizados para la evaluación de fuerza, presión y deformación.

De acuerdo con el estudio, este nuevo material compuesto, multifuncional y sostenible fue fabricado a partir de una resina mezclada con polvos de desecho de batería primaria, como también se le conoce. Los residuos se obtuvieron de un reciclaje como subproducto del proceso de molienda de baterías primarias (alcalinas y de zinc-carbón), compuesto principalmente por grafito, óxido de manganeso y óxido de zinc.

Este es un método novedoso de utilizar residuos de batería para obtener aplicaciones piezorresistivas, campo aún inexplorado hasta la fecha en Colombia. Los sensores piezorresistivos disponibles en el mercado se usan para determinar el peso a gran escala en balanzas para vehículos de carga, se usan en el campo de la medicina y el cuerpo humano para la detección de movimientos articulares, ropa inteligente, pieles electrónicas y diagnósticos de salud, entre otros.

«Es un material compuesto de matriz polimérica y refuerzo cerámico que se hace con el residuo de batería triturado —los residuos del interior—, es decir, sin metal, papel y carcasa. Lo que tiene por dentro en su mayoría es grafito, con él se hizo el refuerzo y se fabricó el material al que le encontramos potenciales aplicaciones electrónicas. Cuando queda encapsulado es un material estable que puede tener aplicaciones tanto electrónicas como estructurales; además no hay necesidad de usar otros solventes y otros residuos para obtenerlo», señaló Natalia Vivas.

«Obtuvimos un sensor o sistema que permite mezclar con una resina, evaluar presión o fuerza por unidad de área en distintos escenarios. Este sistema para censar superficies sería útil para abrir una puerta o cambiar un semáforo, también tiene aplicaciones en trajes o sistemas para uso hospitalario. Es necesario abrir ese camino para que en Colombia tengamos la posibilidad de desarrollar nuevos materiales e insumos para construir y vender a escala comercial y para actividades industriales», señaló el candidato a doctor en Ingeniería, Mauricio Correa.

Por sus propiedades el nuevo compuesto se puede adaptar para aplicaciones específicas, y puede ser integrado en dispositivos o incorporado en los procesos de fabricación. Los investigadores indican que esto representa un gran aporte en el país en la búsqueda de soluciones innovadoras encaminadas a fortalecer la economía circular de las baterías usadas.

«Buscamos la disposición final de estos materiales y tener un beneficio para nuevos productos. Estos residuos representan oportunidades y retos para nuevos desarrollos así como soluciones de doble vía, pues se evita la acumulación y transporte para relleno sanitario o incinerador y los costos que esto implica», destacó Correa Ochoa.  

Actualmente los científicos realizan contacto con entidades del estado encargadas de la recolección de residuos, con el Área Metropolitana y otros posibles aliados, con el objetivo de escalar este hallazgo a nivel industrial.

Lo más popular
 
Universidad de Antioquia | Vigilada Mineducación | Acreditación institucional hasta el 2022 | NIT 890980040-8
Recepción de correspondencia: calle 70 No. 52 - 21 | Apartado Aéreo 1226 | Dirección: calle 67 No. 53 - 108 | Horario de atención
Conmutador: [57 + 604] 219 8332 | Línea gratuita de atención al ciudadano: 018000 416384 | Fax: [57 + 604] 263 8282
Peticiones, quejas, reclamos, sugerencias, denuncias, consultas y felicitaciones
Política de tratamiento de datos personales
Medellín - Colombia | Todos los Derechos Reservados © 2020