Ciencias de la Ingeniería

PK – 37 – CI Lámpara de emergencia con pilas recicladas

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Ciencias de la Ingeniería
  • Asesor: Lorena Castillo Ruiz
  • Autor: PATRICK MIER ESTRADA ()

Resumen

Las pilas forman parte de nuestra vida diaria las utilizamos en juguetes, en controles, en linternas, en relojes, etc. Y cada día se van incrementando su uso ya sea doméstico o laboral. Las pilas son dispositivos que convierten la energía química generada por la reacción de sus componentes en energía eléctrica. Por lo menos el 30% de cada pila contiene metales pesados, como el mercurio (Hg), níquel (Ni), litio (Li), plomo (Pb), considerados como tóxicos para el ambiente perjudiciales para la salud.

Pregunta de Investigación

¿Cómo aprovechar al máximo la energía de las baterías comunes?

Planteamiento del Problema

Reutilizar las pilas que dejan de funcionar en aparatos comunes como: controles, lámparas, aparatos de música etc. Con la finalidad de no desecharlas inmediatamente y aprovechar al máximo su carga.

Antecedentes

Las pilas más comunes son cilíndricas de tamaño AA, AAA, C y D; de prisma cuadrangular de 6 y 9 voltios y las llamadas “de botón”, que se encuentran en varios tamaños y que se utilizan generalmente para relojes de mano o calculadoras.

En base a la duración de la carga, las pilas pueden clasificarse en primarias (no recargables) y secundarias (recargables).

Las pilas primarias se pueden sub- clasificar en pilas de carbón-zinc, alcalinas, de óxido de mercurio, de zinc-aire, de óxido de plata o de litio. Por otra parte, las pilas secundarias de uso doméstico, por ser recargables, generalmente contienen metales tóxicos como el plomo, cadmio y níquel.

El problema de la contaminación que generan las pilas, es aún mayor, ya que en los países Latinoamericanos, optamos por adquirir productos económicos, día a día crece el uso de pilas “falsas”, muchas provenientes de China, las que tienen la particularidad de que no se detalla la composición de sus materiales. Y como si fuera poco, su revestimiento es mucho menos resistente que el de las pilas alcalinas, “confiables”, aumentando el riesgo de consecuencias no deseadas.

Una vez que las pilas dejan de ser útiles se convierten en residuos peligrosos, principalmente porque pueden contaminar desde mil a tres mil litros de agua, se ha considerado que una pila de botón puede contaminar hasta 600 mil litros de agua, una pila alcalina unos 167 mil litros, la pila de Zinc unos 12 mil litros y la carbón unos 3 mil litros.. Además, si éstas después de desecharlas son quemadas, se producen vapores que se dispersan por el aire y cuando llueve, los metales son arrastrados hacia el suelo y a los cuerpos de agua. Todo ello las muestra como uno de los residuos más peligrosos, que conlleva a la contaminación de nuestro planeta.

Al conocer el grado de toxicidad que las pilas ocasionan al ambiente y a la salud, además del inadecuado manejo que se les da, surge la necesidad de implementar programas de separación de los residuos peligrosos que se generan de fuentes residenciales y que una vez recopilado se convierten en residuos sólidos municipales, ya que las propiedades químicas de estos residuos inciden negativamente en la degradación de los residuos.

Los seres humanos no podemos vivir aislados de la tecnología, pero con ello estamos haciendo un daño al ambiente, para disminuir este impacto negativo, principalmente por el uso y desecho de pilas, es necesario implementar programas ambientales.

Un primer paso es hacer conciencia en la ciudadanía de disminuir el uso de pilas y que cuando éstas se desechen, lo hagan en los sitios especificados para su recolección. ¡Nunca en la basura!

Actualmente, existen empresas especialistas en el tratamiento de las pilas para así evitar su impacto al medio ambiente y a la salud.

Otra opción , es aprender a darle un segundo uso a las pilas tratando de consumir al máximo su energía sobrante.

Se han hecho estudios en donde se demuestra que los aparatos donde es más común hacer uso de las pilas, la energía que se obtiene de ellas no se consume al 100%.

Un ejemplo, el control remoto de la televisión funciona con dos pilas AA. Cada una de ellas cuenta con 1.5 V lo que permite que el control remoto funciones de forma normal con 3 V. Durante un periodo de tiempo el control remoto estará trabajando efectivamente mientras esté consumiendo esa cantidad de energía de forma constante, ¿pero que sucede cuando la energía interna de las pilas disminuye?. Como es natural el control empieza a fallar, la señal que envía es más débil y su

uso ya no resulta tan efectivo al momento de realizar sus funciones básicas. Por lo que optamos por reemplazarlas por unas nuevas que cumplan con el requerimiento de carga de 1.5 V cada una.

Pero ¿realmente se ha consumido la energía completa de las pilas? La respuesta es NO. El consumo máximo de la energía interna de una pila de 1.5 V es del 25%, lo que quiere decir que al momento de desechar la pila aún cuenta con energía suficiente para darle un segundo uso.

En números reales la pila la estaríamos desechando cuando aún cuenta con 1.1 V de energía interna es decir,  el 75% de su energía útil.

Como es natural, no se puede realizar un consumo total de la energía  interna de una pila, sin embargo, podemos aprender a alargar su vida útil y de esta manera evitar que el consumo de ellas sea tan constante como innecesario.

Objetivo

Realizar un sistema eléctrico, que permita utilizar al máximo la energía restante dentro de una pila no recargable.  Permitiendo darle un uso por medio de una lámpara.

Justificación

Me interesó el tema por las repercuciones ambientales que tiene  el consumo constante  de pilas para uso doméstico. Y más aún el desperdicio que resulta de no aprovechar al máximo la energía contenida dentro de ellas.

Hipótesis

Si aprovechamos la energía de una pila al máximo, disminuiremos considerablemente su consumo con lo que ayudaremos al medio ambiente al no desechar tan constantemente estos objetos.

 

Método (materiales y procedimiento)

  • Materiales

Pilas Recicladas

Amplificador de Voltaje

Multímetro

Caja porta Pilas

Tira de leds

  • Procedimiento:

Paso 1. Tenemos que medir el coltaje de cada una de las pilas que utilizaremos

Paso 2. Introducimos las pilas en nuestra caja porta pilas.

Paso 3. Comectamos la caja portapilas con el amplificador de voltaje.

Paso 4. Utilizando el multímetro verificamos que la carga de nuestras pilas sea suficiente para encender nuestra tira de leds.

Paso 5. Una vez que esta contectados todos nuestros elementos nuestra tira de Leds enciende.

Galería Método

Resultados

  • El utilizar la máxima capacidad de las pilas alcalinas, no garantiza disminuir la contaminación derivada de cada uno de sus componentes, sin embargo, al darles una vida útil por más tiempo ayuda adisminuir su consumo.
  • La contaminación generada por las pilas en los suelos fértiles y en el agua, puede evitarse si se promueve su adecuada recolección y desecho.
  • No se puede precindir del uso de baterías en la actualidad, pero si podemos sustituirlas por pilas recargables.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

  • El utilizar la máxima capacidad de las pilas alcalinas, no garantiza disminuir la contaminación derivada de cada uno de sus componentes, sin embargo, al darles una vida útil por más tiempo ayuda adisminuir su consumo.
  • La contaminación generada por las pilas en los suelos fértiles y en el agua, puede evitarse si se promueve su adecuada recolección y desecho.
  • No se puede precindir del uso de baterías en la actualidad, pero si podemos sustituirlas por pilas recargables.

Bibliografía

  • redcicla.com/pilas.html
  • viviendasaludable.es
  • inforeciclaje.com
  • elblogverde.com/como-reciclar-pilas/


PK – 37 – CI Lámpara de emergencia con pilas recicladas

Summary

Batteries are part of our daily life we ​​use them in toys, in controls, in lanterns, in watches, etc. And every day they are increasing their use either domestic or work. Batteries are devices that convert the chemical energy generated by the reaction of its components into electrical energy. At least 30% of each battery contains heavy metals, such as mercury (Hg), nickel (Ni), lithium (Li), lead (Pb), considered to be toxic to the environment harmful to health.

Research Question

How we can make the most with the energy within common batteries?Recicle batteries that stop working in common devices such as: controls, lamps, music devices, etc. In order not to discard them immediately and make the most of their load

Problem approach

Recicle batteries that stop working in common devices such as: controls, lamps, music devices, etc. In order not to discard them immediately and make the most of their load

Background

Objective

Perform an electrical system, which allows maximum use of the remaining energy in a non-rechargeable battery. Allowing it to be used by means of a lamp

Justification

I was interested in this topic because the constant uses of the batteries for domestic use have lot environment repercussions. Even more if we don´t make the most with the energy within them.

Hypothesis

If we use the energy inside of a battery to the maximum, we will reduce considerably its consumption and we will help the environment by not so constantly discarding these objects.

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography