PILHAS E BATERIAS (UM LIGEIRO ESTUDO)

Que são pilhas e baterias?

Pilhas e baterias são dispositivos nos quais em seus interiores ocorre uma reação espontânea de oxirredução que produz corrente elétrica.

 Qual a diferença entre pilha e bateria?

A diferença entre pilhas e baterias está no fato de que as pilhas são formadas por dois eletrodos e um eletrólito, enquanto as baterias são formadas por várias pilhas conectadas, ou seja, em série.

 

Observação: A voltagem das pilhas depende da diferença de potencial entre os eletrodos, ou seja, do grau de espontaneidade com que ocorre a transferência de elétrons de um eletrodo para o outro. Quanto maior for a tendência do ânodo de doar elétrons e do cátodo de receber elétrons, maior será a potência da pilha.

Com relação às baterias, elas são formadas por várias pilhas ligadas entre si. Quando elas estão ligadas em paralelo, um polo positivo de uma pilha fica ligado ao polo positivo da outra, enquanto o polo negativo está ligado a outro polo negativo. Por outro lado, se as pilhas que formam a bateria estiverem ligadas em série, teremos um polo positivo ligado a um polo negativo e assim sucessivamente.

Quais tipos de pilhas e baterias existem no mercado?

Os tipos de pilhas mais comuns no cotidiano são as pilhas secas (pilhas comuns ou pilhas ácidas), alcalinas e de lítio/dióxido de manganês.

As pilhas comuns são chamadas de pilhas de Leclanché em homenagem ao seu inventor, o químico francês George Leclanché (1839-1882).

As pilhas secas são indicadas para equipamentos que requerem descargas leves e contínuas, como controle remoto, relógio de parede, rádio portátil e brinquedos.

A pilha seca produz uma voltagem de apenas 1,5 V, mas pode ser melhorada com seu uso descontínuo, ou seja, alternar períodos de uso com repouso fora do produto.

E os tipos de baterias mais comuns utilizadas no dia a dia são as baterias de níquel-cádmio (NiCd), baterias de hidreto metálico de níquel (Ni-MH), baterias de íon-lítio (Li-Ion).

Bateria de Níquel Cadmio (NiCd)

Sua voltagem constante é de 1,4 V. No entanto, basta colocar essa bateria num carregador apropriado, pois as suas semirreações são reversíveis e o fornecimento de corrente elétrica faz com que a reação ocorra no sentido oposto, em que há o consumo dos produtos e formação dos reagentes. Desse modo, a pilha volta a funcionar novamente. Inclusive, uma bateria de níquel-cádmio pode ser reutilizada cerca de 4 mil vezes!

Essas baterias são muito usadas em celulares, barbeadores, câmeras de vídeo, flashes, aparelhos eletrônicos portáteis, ferramentas, entre outros.

O cádmio é um metal altamente tóxico, mesmo em pequenas quantidades, é bioacumulativo e pode causar disfunção renal, problemas pulmonares e câncer. Por isso, esse tipo de bateria vem sendo gradativamente substituído por baterias de hidretos metálicos que são mais avançadas tecnologicamente e representam um menor perigo para o meio ambiente.

Baterias de hidreto metálico de níquel (Ni-MH)

Apesar de ser uma tecnologia posterior a de NiCd, as baterias de hidreto metálico de níquel apresentam funcionamento bastante semelhante com suas antecessoras. A grande diferença fica pelo seu material ativo no eletrodo negativo. As baterias de Ni-MH empregam hidrogênio na forma de hidreto metálico ao invés de cádmio em seu eletrodo negativo.

Outras diferenças, como maior carga e mais tempo de uso em mesmas condições, também são presentes nestas baterias. Isso se deve ao fato do hidreto metálico ser mais denso que o cádmio, permitindo assim uma maior presença de níquel no eletrodo positivo da bateria. Além disso, suas vantagens em relação à de NiCd consistem também em serem menos tóxicas e vulneráveis ao “efeito memória”.

Baterias de íon-lítio (Li-Ion)

De todos os tipos de baterias esta é, sem dúvida, a melhor. Suas vantagens são diversas e variadas e não é justamente por isso que elas são empregadas em larga escala nos novos eletrônicos. Se você possui um notebook, celular ou câmera digital fabricado nos últimos anos, provavelmente sua bateria será de Li-Ion.

Não-tóxicas, com capacidade de carga duas vezes maior que as de Ni-MH e três vezes maior que as de NiCd, sem efeito memória (ou seja, a bateria não vai “viciar”) e também mais leves, afinal o lítio é um dos metais mais leves já conhecidos. A densidade do lítio também permite a criação de baterias com maior capacidade.

Outro ponto que dá muito mais vantagens às baterias de Li-Ion é o fato de estas baterias dispensarem ciclos completos de cargas, ou seja, você não precisa esperar a carga acabar para carregá-la novamente e quando carrega não precisa esperar que ela seja preenchida por completo. Além disso, ao estar carregada por completo a bateria cessa automaticamente o recebimento de energia para evitar sobrecargas.

Estas baterias, porém, demandam um cuidado maior por parte de seus usuários, como por exemplo, a não exposição a altas temperaturas que podem causar danos definitivos e até mesmo, sua explosão.

Consequências das pilhas usadas descartadas no Meio Ambiente – O que podemos fazer?

As pilhas e baterias, quando descartadas em lixões ou aterros sanitários, liberam componentes tóxicos que contaminam o solo, os cursos d'água e os lençóis freáticos, afetando a flora e a fauna das regiões circunvizinhas e o homem, pela cadeia alimentar. Devido a seus componentes tóxicos, as pilhas podem também afetar a qualidade do produto obtido na compostagem de lixo orgânico. Além disso, sua queima em incineradores também não consiste em uma boa prática, pois seus resíduos tóxicos permanecem nas cinzas e parte deles pode volatilizar, contaminando a atmosfera. Os componentes tóxicos encontrados nas pilhas são: cádmio, chumbo e mercúrio. Todos afetam o sistema nervoso central, o fígado, os rins e os pulmões, pois eles são bioacumulativos.

O cádmio é cancerígeno, o chumbo pode provocar anemia, debilidade e paralisia parcial, e o mercúrio pode também ocasionar mutações genéticas.

Coleta seletiva

Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado das pilhas e baterias usadas e a necessidade de disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado (coleta, reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final) de pilhas e baterias usadas, a Resolução n° 257/99 do CONAMA resolve em seu artigo primeiro:

"As pilhas e baterias que contenham em suas composições chumbo, cádmio, mercúrio e seus compostos, necessário ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos, veículos ou sistemas, móveis ou fixos, bem como os produtos eletroeletrônicos que os contenham integrados em sua estrutura de forma não substituível, após seu esgotamento energético, serão entregues pelos usuários aos estabelecimentos que as comercializam ou à rede de assistência técnica autorizada pelas respectivas indústrias, para repasse aos fabricantes ou importadores, para que estes adotem diretamente, ou por meio de terceiros, os procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final ambientalmente adequado".

Ao longo do tempo, o uso de baterias passou a ser alvo de diversos mitos que muitas vezes não sabemos se realmente são verdadeiros ou somente mais uma lenda urbana que surge por aí. O portal Baixaki pesquisou e publica agora uma série de fatos que serão confirmados ou refutados para esclarecer a todos.

Ao comprar um novo aparelho, devo dar uma “supercarga” de quase um dia em sua bateria.

Mito! As baterias encontradas nos aparelhos eletrônicos de hoje são todas de íons de lítio (Li-Ion), o que significa que podem ser utilizadas normalmente assim que adquiridas e carregadas por completo, diferentemente de baterias antigas, de níquel-cádmio (NiCd) e de hidreto metálico de níquel (Ni-MH). De qualquer modo, antes de iniciar a carga de seus aparelhos informe-se a respeito no manual.

Antes de carregar a bateria do aparelho é necessário esperá-la ser descarregada por completo.

Mito! As baterias de Li-Ion dispensam ciclos completos de carga, ou seja, não é necessário esperar que elas estejam com a bateria zerada para que seja dada uma nova carga, assim como é possível retirar o aparelho da carga antes que esteja totalmente carregado sem correr o risco de “viciar” a bateria.

Os aparelhos devem ser removidos da tomada assim que a carga da bateria estiver completa para evitar sobrecargas.

Mito! Isso acontecia com as baterias mais antigas que utilizavam o níquel em sua composição (NiCd e Ni-MH), mas não com as de Li-Ion. Os carregadores originais dos aparelhos possuem tecnologia inteligente que cessa o envio de energia assim que as baterias estão completamente carregadas, justamente para evitar problemas com sobrecarga. Mais uma vez, verifique que tipo de bateria é a do seu aparelho para melhor utilizá-la.

As baterias de Li-Ion, mais utilizadas nos aparelhos eletrônicos da atualidade, não correm o risco de ficarem “viciadas”.

Verdade! As baterias de Li-Ion são imunes ao chamado “efeito memória”, o vício de baterias. O efeito memória pode acontecer somente em baterias de NiCd e Ni-MH, ou seja, se a sua bateria é composta por alguns destes dois conjuntos de materiais, será necessário realizar ciclos completos de carga (descarga total para iniciar uma nova carga e então carregar a bateria completamente antes de retirá-la da tomada).

Com o tempo as baterias vão perdendo parte da sua capacidade de armazenamento.

Verdade! É comum que as constantes cargas e descargas de energia vão danificando naturalmente uma bateria, assim como qualquer aparelho eletrônico acaba sofrendo um desgaste natural conforme é usado. A Apple informa que uma bateria bem cuidada é capaz de suportar até 300 ciclos de carga e descarga completos armazenando, pelo menos, 80% de sua capacidade total.

Não é seguro utilizar carregadores e baterias não autorizadas pelo fabricante do aparelho.

Verdade! Se você deseja manter a integridade de sua bateria por mais tempo quanto possível, utilize somente carregadores e baterias autorizadas pelo fabricante do seu aparelho, pois somente eles possuem a certificação necessária por quem desenvolve o produto para funcionar corretamente. Além disso, caso você venha a ter algum problema devido a falhas técnicas, o uso somente de produtos originais e licenciados pelo fabricante lhe dá a possibilidade de reivindicar os seus direitos de consumidor.

Não é recomendado utilizar o notebook com a bateria inserida quando ele estiver conectado na tomada.

Mito! Especialistas afirmam que retirar ou não a bateria quando seu computador estiver conectado na tomada não fará a mínima diferença, afinal, quando isso ocorre, a bateria utiliza como fonte principal a elétrica. Neste caso, a bateria torna-se apenas um condutor pelo qual passa a energia.

Recomenda-se carregar o aparelho quando ele estiver desligado.

Mito! Não há nada que comprove algum dano causado aos aparelhos ou baterias por permanecerem ligados enquanto são carregados. Talvez o único contratempo seja uma maior demora para que seja realizada uma carga completa.

Utilizar carregadores adaptados para veículos pode prejudicar o desempenho da bateria.

Verdade! Isso ocorre porque ao deixar seu celular carregando sobre o painel do carro ele pode sofrer superaquecimento, afinal durante a carga a bateria libera mais calor do que o normal. Com o aumento da temperatura pode ocorrer dilatação de alguns componentes do aparelho e sua consequente danificação.

Periféricos – impressoras, aparelhos de MP3 player, telefones celulares, etc. – conectados a um notebook aumentam seu consumo de energia.

Verdade! Dispositivos conectados via USB, até mesmo pendrives, são ótimos consumidores de energia de seu notebook, assim como redes sem fio (Bluetooth, infravermelho, wi-fi).

É possível deixar o celular/notebook em cima da cama enquanto recarrega sem nenhum problema.

Mito! Como dito anteriormente, a bateria dissipa calor enquanto é carregada e se esse calor for novamente para dentro do equipamento pode acarretar em sérios problemas. Portanto procure sempre locais arejados e que não armazenem calor para deixar seus aparelhos carregando.

Baterias de Li-Ion podem ser jogadas no lixo comum, pois não agridem ao meio ambiente.

Mito! As baterias cujo composto ativo é o lítio podem ser menos poluentes, mas mesmo assim continuam a agredir o meio ambiente. Não importa se é níquel ou lítio, se a bateria já não é mais apropriada para uso, o mais aconselhável é que sejam descartadas em locais apropriados. Ligue para a prefeitura de sua cidade e verifique postos municipais de coleta de materiais desses tipos ou então, leve sua bateria para lojas de celulares ou operadoras para que sejam encaminhadas ao destino correto.

Fontes de Pesquisas (Bibliografia):

Brasil Escola; Info Escola; Adefal; Sobiologia; Tecmundo; Mundo Educação; Portal Baixaki; EBAH