Contaminación Ambiental: Para el manejo ambiental de las pilas

Caracterizar el comportamiento del uso de las pilas o baterías comunes, y culturizar a la comunidad caleña para el buen manejo ambiental de los residuos sólidos provocados por estas.

Dr. Jorge Hernán Villegas Jaramillo MD

Trabajo para encontrar el comportamiento de los caleños en el manejo de las pilas con respecto a la forma como las eliminamos

Director:
Presidente:
Asesor:

Universidad Santiago de Cali
Facultad de Educación
Maestría en Educación Ambiental y Desarrollo Sostenible
Santiago de Cali
2008

1. Formulación del problema:

La tecnología portátil en la vida moderna, nos ha llevando a un consumo indiscriminado de pilas, en las que el aumento de la población y la especialización de estas; que requieren de materiales más eficientes, conllevan a convertirse en un problema para el ecosistema. Porque su disposición final es como desechos domésticos y no como residuos sólidos tóxicos - peligrosos, por el alto contenido de metales pesados.

1.1. Introducción

En la ciudad de Cali, como en toda Colombia el uso de pilas o baterías es una necesidad para los habitantes de ésta, casi todos los aparatos indispensables para los caleños funcionan con pilas por ejemplo: el celular, los juguetes para los niños, las calculadoras, los relojes, los computadores personales, los radios, las grabadoras, CDs, Agendas electrónicas.

Existen muchos tipos de pilas pues las hay de diferentes clases, las tenemos de corta duración, de media duración, de alta duración, también tenemos las pilas recargables, sin conocer en la actualidad cual es la tendencia de los caleños en la decisión de compra de estos artículos.
Las pilas de carbón-zinc duran poco y son de baja toxicidad;
Las alcalinas (dióxido de manganeso y zinc) duran más y son de toxicidad media. Estas dos clases de pilas son las más comunes, se utilizan en juguetes, radios, cámaras y diversos artículos.
Las pilas de botón, de mercurio, son altamente tóxicas; se utilizan en calculadoras, relojes, aparatos de sordera.

Las pilas de litio son altamente tóxicas; se utilizan en equipos de comunicación, computadoras, celulares, entre otros equipos.

Pilas de botón son de zinc-aire y óxido de plata. Existen también baterías de níquel-cadmio, níquel-metal hidruro y otras.

Las producidas en Colombia cuentan con buen manejo ambiental, pues cumplen con la normatividad vigente (Normatividad) colombiana, pero muchas de las que se consumen en el medio son de contrabando, algunas llegan de países que se suponen cumplen con estándares de calidad, y otras que aparentemente son de similares características, no satisfacen las necesidades de los usuarios.

No tenemos conocimiento de los estudios que nos muestre el comportamiento de los habitantes de Cali con respecto a la utilización y eliminación de estas en la vida cotidiana, (queda por verificar si hay información sobre este tema en las universidades locales).

1.1.1. Información general

Santiago de Cali es la Capital del departamento del Valle del Cauca esta situada en el sur occidente colombiano en el valle geográfico del río Cauca, entre las cordilleras central y occidental:

Posicionamiento Geográfico

Latitud norte
3°27'26" (Meridiano de Greenwich)
Longitud oeste
76°31'42" (Meridiano de Greenwich)
Altitud

Altura sobre el nivel del mar
(Coordenadas 110.000N, 110.000E) 1,070
Altura máxima
(Farallones) 4,070 m
Altura mínima
(Oriente) 950 m
Superficie

Total del Municipio
560.3 Km2
De las Comunas
120.9 Km2
De los Corregimientos
437.2 Km2
Protección Río Cauca
2.2 Km2
Suelo

Urbano
120.9 Km2
Rural
410.9 Km2
De expansión
16.5 Km2
Suburbano
9.7 Km2
Suelo de protección Río Cauca
2.2 Km2
Temperatura

Temperatura promedio
24.8 °C
Precipitación

Anual
1,169.4 mm
FUENTE : IGAC, DAP, CVC, IDEAM[1]

1.1.1.1. Límites municipales

Al norte: municipios de Yumbo y La Cumbre
Al oriente: municipios de Palmira y Candelaria
Al sur: municipio de Jamundí
Al occidente: municipios de Buenaventura y Dagua

1.1.1.2. Localización Geográfica de Santiago de Cali

Localización de Santiago de Cali

1.1.1.3. Población de la ciudad de Cali

La población de Santiago de Cali esta distribuida entre la zona rural y la zona Urbana que es de 2’083.169 habitantes para 2008 distribuidos en la zona urbana en las 22 comunas de acuerdo a datos obtenidos en el informe del DAP[2]

1.2. Justificación

La utilización cada vez más masiva de las pilas por la comunidad en general, tenemos que depender cada vez mas del celular, los datos los mantenemos en nuestras agendas electrónicas, tenemos toda la información necesaria para el desarrollo de nuestra actividad diaria en el computador personal, la memoria del MP3, la música gravada en el MP4, o en el iPod, la linterna y el radio de pilas en los estratos 1 y 2 es un elemento básico de la canasta familiar, nos hace mirar seriamente hacia los posibles problemas que se nos podrán presentar con el incremento de la población de estos productores de energía y los riesgos para la salud del ser humano y al ambiente en que vivimos.

Si analizamos la grafica anterior podemos darnos cuenta del crecimiento que ha tenido la ciudad de Cali desde 1.910 con 26.358 habitantes a 1.958 con 470.000habitantes solo 50 años, de esta fecha hasta el momento que son otros 49 años tenemos una población de 2’264.256 habitantes, cuantas toneladas de pilas estamos llevando a un proceso de líquidos lixiviados? que cantidad de metales pesados están contaminando nuestros ríos y nuestras aguas profundas sabiendo que si una pila botón de mercurio el 30% de su peso es de Hg, no conocemos la tendencia en el consumo de estos artilugios de energía.

La constitución colombiana reza que quien contamina paga pero no hay disposiciones adecuadas para eliminar sin toxicidad en el medio ambiente.

La información que se conoce de los elementos que constituyen los residuos sólidos es escasa, es por tanto necesario conocer cual toxicidad que es eliminada en los residuos sólidos domiciliarios.

Cuando nos venden una pila que prima primero, el precio o por quien fue manufacturado el producto?

Conocemos alternativas para eliminar estos artilugios energéticos de una forma que no causen contaminación al ambiente?

Que podemos hacer para controlar esta tendencia?

2. Objetivos:

2.1. Objetivo general

Lograr el conocimiento necesario de la tendencia de los caleños en el consumo de las pilas o baterías, para educar sobre las complicaciones que traen el mal manejo ambiental de los residuos sólidos de estas y proponer alternativas que nos lleven a un cambio en la cultura cotidiana de estos.

2.2. Objetivos específicos

Determinar cual es el tipo de pila o batería que más se consume en nuestro medio

Por medio del conocimiento de cuales son las más consumidas, determinar el riesgo ambiental que estamos sometidos los caleños.

Definir cuales son los criterios para una educación adecuada para los caleños y caleñas en con la investigación realizada.

3. Marco referencial

3.1. Historia

La primera pila creada por Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta en 1801 era el resultado diez años de investigaciones que iniciaron con los experimentos de Galvani. Éste había advertido que las patas de las ranas se convulsionaban al tocarlas con un gancho de cobre, de lo que dedujo que la rana generaba electricidad. Volta propuso una explicación alternativa: la electricidad surgía de una reacción química entre los tejidos húmedos de la rana, el gancho de cobre y la placa de hierro sobre la que estaba colocado el animal, luego llegó a otra conclusión en 1794: que no era necesaria la participación de los músculos de los animales para producir corriente. Este hallazgo le produjo una multiplicidad de conflictos, no sólo con su amigo Galvani, sino con la mayoría de los físicos de la época, que aceptaban la idea de que la electricidad sólo se producía a través del contacto de dos metales diferentes con la musculatura de los animales. Sin embargo, cuando Volta logró construir la primera pila eléctrica, demostró que se encontraba en lo cierto, habiendo ganado la batalla, frente a sus colegas.

Para demostrar su teoría, Volta realizó numerosos experimentos combinando 30 discos de metal separados por paños húmedos con agua con sal (Pila Voltaica). Incluso llegó a introducirse metales en la boca para ver qué reacción producían. Al final, llegó a la conclusión de que la mejor combinación era la formada por plata, cinc y agua salada. Y con esos elementos construyó su pila: una torre de 60 discos alternos de plata y cinc separados por cartones humedecidos en agua salada. Probó la intensidad de la corriente con un dedo humedecido, tocando un alambre de la base de la pila y otro de la parte superior. Sin embargo, la descarga era mayor cuando sumergía los alambres en diferentes vasijas de agua.

La pila de Volta sirvió de base para otros muchos descubrimientos científicos asociados con la electricidad, como el electromagnetismo, descubierto por el físico danés Hans Christian Oersted, o la electrólisis, -o descomposición química por medio de la corriente eléctrica- descubierta por Faraday. La medida del voltio fue puesta en honor suyo. La pila de Volta ha sido el modelo de las pilas utilizadas hasta nuestros días, aunque hoy se basan generalmente en una reacción entre cinc y cloruros[3].

La pila es el resultado de una reacción química graduada. Está diseñado para ser descargada o utilizada a través de un circuito externo, es simplemente una reacción redox en lo cual los electrones circulan por afuera, y van desde un electrodo a otro. (En esos electrodos se producen las reacciones). Así que están presentes todos los elementos de una reacción electroquímica: un oxidante (en el cátodo), un reductor (en el ánodo), electrolitos y electrodos.

3.2. Tipos de pilas de uso común:

3.2.1. Zinc carbón: Son las pilas comunes, las llamadas secas, estas se fabrican desde principio de siglo. Se conocen también como pilas salinas o de leclanché. Estas constan de 5 unidades principales: las mezcla despolarizada, la pasta gelatinosa, el elemento de carbono, la capa de zinc y elemento sellado. Estas pilas contienen muy poco mercurio (aproximadamente 0,01%) o directamente no contienen. En este saco se comercializan con designación que hacen referencia a éstas características como “verdes”, “ecológicas”, “green”.

3.2.2. Pilas alcalinas: Son de larga duración o larga vida. Casi todas viven blindadas, sirven para aparatos complejos, de alto consumo. Contienen el 0,04% de mercurio (175 mil litros contaminan más de lo que bebe una persona en toda su vida). El electrodo positivo o ánodo está formado por zinc dividido, mientras que el cátodo contiene dióxido de magneto. Electrolito es un álcalis, de donde viene el nombre de pilas alcalinas.

3.2.3. Pilas en miniaturas o pilas botón: Son chatas, redondas y de tamaños reducidos, como botones. La industria electrónica requiere de ella, dad vez más. Se utilizan para audífonos, marcapaso, aparatos médicos, relojes y calculadoras. Entre ellas se puede encontrar:

3.2.3.1.Pilas botón de mercurio: pueden identificarse con la sigla MR. Garantizan energía por largo tiempo, contienen un 30% de mercurio. Puede contaminar 600 mil litros de agua.

3.2.3.1.1. Pilas botón de zinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie, fue concebida a principios de los 70´ como alternativa a las pilas botón de mercurio como ofrece mejores prestaciones y mayor capacidad, pero cuenta con una importante limitación como que para funcionar debe estar en contacto con el aire, por lo que sus aplicaciones son registradas. En el campo de la medicina, éstas pilas ocupan prótesis mecánicas. Contamina 12 mil litros de agua.

3.2.3.1.2. Pilas botón litio: Son las más grandes tipo botón. Producen tensiones altas de 3 rilteos. Sirven para calculadoras y relojes.

3.2.3.1.3. Pilas botón de oxido de plata: Son diminutas y se distinguen por la sigla SR se las encuentra muy poco en los comercios ya que por su alto precio no constituyen una alternativa económica, contienen 1% de mercurio.

3.2.4. Pilas Recargables de nicad, níquel y cadmio: Recientemente se ha empleado con mayor frecuencia un nuevo tipo de pila seca- Nicad que puede ser recargada, por lo tanto tiene una vida útil mucho más prolongada que las pilas secas comunes(leclanché) - Se emplean en calculadoras, pulseras, relojes y equipos fotográficos. El ánodo es de cadmio y cátodo de óxido de níquel.

3.3. Peligrosidad de las pilas

Las pilas utilizan elementos químicos: metales pesados, con riesgos para la salud de los seres vivos.

3.3.1. El Mercurio:
Es un elemento químico ampliamente utilizado desde la antigüedad, para la Industria la minería la siderurgia y la producción de Cloro, puede encontrarse en la naturaleza en dos formas Inorgánico en forma de vapor metálico; unido a otros átomos como el Cloro, el azufre, o el oxigeno, y orgánico como metil mercurio o el fenil mercurio (Mario Yarto Ramírez/ Arturo gavilán García /José Castro Díaz 2004).

Este es considerado un veneno ambiental, este contaminante nunca desaparece del ambiente, asegurando que la contaminación de hoy perdurara para siempre y será un problema del futuro[4]. esta presente en las pilas de botón el peso de mercurio equivale al 30% del peso de la pila[5], estas son las más vendidas por que son las que más se consumen, y su toxicidad depende de niveles o umbrales críticos, el grado de toxicidad fijado por la organización de las naciones Unidas es de 50 partes por millón (ppm), pero se recomienda que no se sobrepase de 5 ppm.

Las pilas son eliminadas en los residuos sólidos y estos vertidos a los basuros, las pilas comienzan un proceso de descomposición que va hasta la generación de líquidos lixiviados los cuales caen a los ríos, la legislación española permite hasta 1x10-6 gramos de mercurio por litro de agua, en Irak en 1971 – 1972 se presento una contaminación por mercurio que afecto a 6.500 personas causando 459 muertes, el mercurio llega a los humanos principalmente por el consumo de pescado.

En los últimos años ha habido un incremento de enfermedades degenerativas del sistema nervioso central entre las que se destacan: el autismo y propiciar , el Alzheimer y la diabetes, especialmente las neuronales[6]. La media de niños tejanos afectados por el autismo paso de un niño de cada 2000 a uno de cada 166 señala el estudio, realizado en Tejas, en la que se ha relacionado con los niveles de mercurio, en este estudio están relacionando el mercurio utilizado en vacunas para los niños pero este puede llegar por el consumo de pescado contaminado con este.

En este estudio Palmer y su equipo analizaron datos de la agencia de protección del medio ambiente norteamericano (EPA) referidos a la contaminación de mercurio en 254 condados de Tejas en el 2001 y los compararon con el número de niños autistas que siguen un programa de educación especial en 1.200 academias del estado.

Este estudio les permitió asociar de manera estadística significativa, cada 453 kilos de mercurio lanzados a la naturaleza con un aumento de un 43% de los servicios de educación especial y un 61% de las tasas de autismo en que estos residuos habían sido vertidos. California tiene los niveles de Autismo más elevados del mundo y esta posee los niveles más altos de mercurio por acción del mercurio que les llega de las corrientes marinas que les vienen de China..

3.3.1.1.Otras fuente de contaminación por mercurio son:

Su uso más antiguo, aparte de la extracción de oro y plata, fue en la confección de espejos, que aún hoy día se aplica. Se utiliza también en instrumentos de medición principalmente termometros, tensiometros encchufes, rectificadores eléctricos, interruptores, lámparas fluorescentes y como catalizador.

Otro uso del mercurio es en la denominada lámpara de vapor de mercurio como fuente de luz ultravioleta o esterilizador de agua, así como la iluminación de calles y autopistas. El vapor de mercurio se utiliza también en los motores de turbinas, reemplazando al vapor de agua de las calderas.

También ha tenido usos en medicina a través de mercoquinol (oxiquinolinsulfonato de mercurio) y del hidrargirol (parafeniltoniato o parafenolsulfonato de mercurio), este último como antiséptico, al igual que otro muchos como el hidrargol, el hidrargiroseptol, el yoduro mercúrico, el cloroyoduro mercúrico, el mercuriol, etc[7].

3.3.2. El Litio
El litio encabeza la familia de los metales alcalinos en la tabla periódica. En la naturaleza se encuentra como una mezcla de los isótopos Li6 y Li7. Es el metal sólido más ligero, es blando, de bajo punto de fusión y reactivo. Muchas propiedades físicas y químicas son tan o más parecidas a las de los metales alcalinotérreos que a las de su grupo.
Entre las propiedades físicas más notables del litio están el alto calor específico (capacidad calorifica), el gran intervalo de temperatura de la fase líquida, alta conductividad térmica, baja viscosidad y muy baja densidad. El litio metálico es soluble en aminas alifáticas de cadena corta, como la etilamina. Es insoluble en los hidrocarburos.

El litio experimenta un gran número de reacciones, tanto con reactivos orgánicos como inorgánicos. Reacciona con el oxígeno para formar el monóxido y el peróxido. Es el único metal alcalino que reacciona con el nitrógeno a temperatura ambiente para producir un nitruro, el cual es de color negro. Reacciona fácilmente con el hidrógeno a casi 500ºC (930ºF) para formar hidruro de litio. La reacción del litio metálico con agua es un extrmo vigorosa. El litio reacciona en forma directa con el carbono para producir el carburo. Se combina fácilmente con los halógenos y forma halogenuros con emisión de luz. Aunque no reacciona con hidrocarburos parafínicos, experimenta reacciones de adición con alquenos sustituidos por grupos arilo y dienos. También reacciona con compuestos acetilénicos, formando acetiluros de litio, los cuales son importantes en la síntesis de la vitamina A.

3.3.2.1.Riesgos a la Salud

Efectos de la exposición al litio: Fuego: Inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o explosión. Libera vapores (o gases) irritantes y tóxicos en un incendio.
Explosión: Riesgo de incendio y explosión en contacto con sustancias combustibles y agua. Inhalación: Sensación de quemadura. Tos. Respiración trabajosa. Falta de aire. Dolor de garganta. Los síntomas pueden ser retrasados. Piel: Enrojecimiento. Quemaduras cutáneas. Dolor. Ampollas. Ojos: Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras severas y profundas. Ingestión: Calambres abdominales. Dolor abdominal. Sensación de quemadura. Náuseas. Shock o colapso. Vómitos. Debilidad. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación de su aerosol y por ingestión. Riesgo de inhalación: La evaporación a 20°C es insignificante; sin embargo cuando se dispersa se puede alcanzar rápidamente una concentración peligrosa de partículas suspendidas en el aire. Efectos de la exposición a corto plazo: La sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Corrosivo si es ingerido. La inhalación de la sustancia puede causar edema pulmonar. Normalmente los síntomas del edema pulmonar no se manifiestan hasta después de unas horas y son agravados por el esfuerzo físico. El reposo y la observación médica son por lo tanto esenciales. Debe ser considerada la administración inmediata de un spray apropiado, por un médico o una persona autorizada por él.

3.3.2.2. Riesgos químicos:

Su calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión. La sustancia puede arder espontáneamente en contacto con el aire cuando se dispersa en finas partículas. Cuando se calienta se forman vapores tóxicos. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes, ácidos y muchos compuestos (hidrocarburos, halógenos, halones, cemento, arena y asbestos) provocando peligro de incendio y explosión. Reacciona violentamente con el agua, formando gas hidrógeno altamente inflamable y vapores corrosivos de hidróxido de litio.

3.3.2.3. Efectos ambientales del Litio:

El litio metálico reacciona con el nitrógeno, el oxígeno, y el vapor de agua en el aire. Consecuentemente, la superficie del litio se recubre de una mezcla de hidróxido de litio (LiOH), carbonato de litio (Li2CO3), y nitrato de litio (Li3N). El hidróxido de litio representa un peligro potencialmente significativo porque es extremadamente corrosivo. Se debe prestar especial atención a los organismos acuáticos[8].

3.3.3. Oxido de Plata

La Plata
Elemento químico, símbolo Ag, número atómico es de 47 y masa atómica de 107.870. Es un metal de color blanco-grisáceo. Desde el punto de vista químico, es un metal pesado y noble; se le considera un metal precioso. Hay 25 isótopos de la plata en total. Sus masas atómicas se encuentran entre 102 y 117.

Para las diferentes aplicaciones, la plata es aleada con otros metales. La plata, posee las más altas conductividad térmica y eléctrica de todos los metales, por este motivo es utilizada para contacto eléctricos y electrónicos. Se le considera un metal preciosos por ser empleada en joyas y piezas diversas, que son vendidas a muy alto valor económico.

Entre la aleaciones mas frecuentemente utilizadas, están las amalgamas dentales y metales para cojinetes y pistones de motores.

La plata es un elemento muy escaso en la naturaleza. Se encuentra como elemento libre (plata nativa) o mezclada con otros metales. Sin embargo, la mayor parte de las veces se encuentra en minerales que contienen compuestos de plata. Los principales minerales de plata son la argentita, la cerargirita o cuerno de plata y varios minerales en los cuales el sulfuro de plata está combinado con los sulfuros de otros metales. Aproximadamente tres cuartas partes de la plata producida son un subproducto de la extracción de otros minerales, sobre todo de cobre y de plomo.

La plata no reacciona con ácidos diluidos no oxidantes (ácidos clorhídrico o sulfúrico) ni con bases fuertes (hidróxido de sodio). Sin embargo, los ácidos oxidantes (ácido nítrico o ácido sulfúrico concentrado) la disuelven al reaccionar para formar el ion positivo de la plata, Ag+. Este ion, que está presente en todas las soluciones simples de compuestos de plata solubles, se reduce fácilmente a metal libre, como sucede en la deposición de espejos de plata por agentes reductores orgánicos.

La plata casi siempre es monovalente en sus compuestos, pero se conocen óxidos, fluoruro y sulfuro divalentes. Algunos compuesto de coordinación de la plata contienen plata divalente y trivalente. Aunque la plata no se oxida cuando se calienta, puede ser oxidada química o electrolíticamente para formar óxido o peróxido de plata, un agente oxidante poderoso. Por esta actividad, se utiliza mucho como catalizador oxidante en la producción de ciertos materiales orgánicos.[9]

Efectos de la Plata sobre la salud

Las sales solubles de plata, especialmente el nitrato de plata (AgNO3), son letales en concentraciones de hasta 2 g. Los compuestos de plata pueden ser absorbidos lentamente por los tejidos corporales, con la consecuente pigmentación azulada o negruzca de la piel (argiria).

Contacto con los ojos: Puede causar graves daños en la córnea si el líquido se pone en contacto con los ojos.

Contacto con la piel: Puede causar irritación de la piel. Contacto repetido y prolongado con le piel puede causar dermatitis alérgica.

Peligros de la inhalación: Exposición a altas concentraciones del vapor puede causar mareos, dificultades para respirar, dolores de cabeza o irritación respiratoria.

Concentraciones extremadamente altas pueden causar somnolencia, espasmos, confusión, inconsciencia, coma o muerte.

El líquido o el vapor pueden irritar la piel, los ojos, la garganta o los pulmones. El mal uso intencionado consistente en la concentración deliberada de este producto e inhalación de su contenido puede ser dañino o mortal.

Peligros de la ingestión: Moderadamente tóxico. Puede causar molestias estomacales, náuseas, vómitos, diarrea y narcosis. Si el material se traga y es aspirado en los pulmones o si se produce el vómito, puede causar neumonitis química, que puede ser mortal.

Órganos de destino: La sobre-exposición crónica a un componente o varios componentes de la plata tiene los siguientes efectos en los animales de laboratorio:
Daños renales
Daños oculares
Daños pulmonares
Daños hepáticos
Anemia
Daños cerebrales

La sobre-exposición crónica a un componente o varios componentes de la plata se supone que tiene los siguientes efectos en los humanos:

Anormalidades cardiacas

Se ha informado de la relación entre sobre-exposiciones repetidas y prolongadas a disolventes y daños cerebrales y del sistema nervioso permanentes.

La respiración repetida o el contacto con la piel de la metil-etil-cetona puede aumentar la potencia de las neurotoxinas tales como el hexano si la exposición tiene lugar al mismo tiempo.

En las mediciones más recientes de las concentraciones de plata en ríos, lagos y estuarios utilizando técnicas limpias se observan concentraciones de alrededor de 0,01 µg/l en zonas prístinas no contaminadas y de 0,01-0,1 µg/l en zonas urbanas e industrializadas. Las concentraciones de plata notificadas antes de la utilización de un sistema de muestreo de metales ultralimpio, que comenzó a aplicarse a finales de los años ochenta, se deben tomar con precaución.

Las concentraciones máximas de plata total registradas durante los años setenta y ochenta en determinados materiales no biológicos fueron de 36,5 ng/m3 en el aire próximo a una fundición; 2,0 µg/m3 en el polvo suspendido en la atmósfera; 0,1 µg/l en las salmueras de los pozos petrolíferos; 4,5 µg/l en la lluvia de nubes creadas con yoduro de plata; 6,0 µg/l en el agua freática cercana a un vertedero de residuos peligrosos; 8,9 µg/l en el agua de mar de la bahía de Galveston, Estados Unidos; 260 µg/l cerca de zonas de eliminación de residuos de fabricación de material fotográfico; 300 µg/l en pozos de vapor; 300 µg/l en aguas residuales de procedimientos fototipográficos sometidas a tratamiento; 31 mg/kg en el suelo; 43 mg/l en el agua de ciertas fuentes termales; 50 mg/kg en el granito; hasta 100 mg/kg en el petróleo bruto; y 150 mg/kg en sedimentos fluviales.

Hay que señalar que las concentraciones de plata en el medio ambiente han disminuido; por ejemplo, en la parte baja del río Genesee, Estados Unidos, cerca de una fábrica de material fotográfico, su concentración se redujo de 260 µg/l en los años setenta a un valor inferior al límite de detección (<10 title="" style="mso-footnote-id: ftn10" href="http://www.blogger.com/post-create.g?blogID=4640550787740780310#_ftn10" name="_ftnref10">[10].

3.3.4. Níquel
Símbolo Ni, número atómico 28, metal duro, blanco plateado, dúctil y maleable. La masa atómica del níquel presente en la naturaleza es 58.71.

El níquel tiene cinco isótopos naturales con masas atómicas de 58, 60, 61, 62, 64. También se han identificado siete isótopos radiactivos, con números de masa de 56, 57, 59, 63, 65, 66 y 67.

La mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión. También es importante en monedas como sustituto de la plata. El níquel finamente dividido se emplea como catalizador de hidrogenación.

El níquel es un elemento bastante abundante, constituye cerca de 0.008% de la corteza terrestre y 0.01% de las rocas ígneas. En algunos tipos de meteoritos hay cantidades apreciables de níquel, y se piensa que existen grandes cantidades en el núcleo terrestre. Dos minerales importantes son los sulfuros de hierro y níquel, pentlandita y pirrotita (Ni, Fe)xSy; el mineral garnierita, (Ni, Mg)SiO3.nH2O, también es importante en el comercio. El níquel se presenta en pequeñas cantidades en plantas y animales. Está presente en pequeñas cantidades en el agua de mar, el petróleo y en la mayor parte del carbón.

3.3.4.1.Efectos del Níquel sobre la salud

El níquel es un elemento que ocurre en el ambiente sólo en muy pequeños niveles. Los humanos usan el níquel para muchas aplicaciones diferentes. La aplicación más común del níquel es el uso como ingrediente del acero y otros productos metálicos. Este puede ser encontrado en productos metálicos comunes como es la joyería.

Los alimentos naturalmente contienen pequeñas cantidades de níquel. El chocolate y las grasas son conocidos por contener altas cantidades. El níquel es tomado y este aumentará cuando la gente come grandes cantidades de vegetales procedentes de suelos contaminados.

Es conocido que las plantas acumulan níquel y como resultado la toma de níquel de los vegetales será eminente. Los fumadores tiene un alto grado de exposición al níquel a través de sus pulmones. Finalmente, el níquel puede ser encontrado en detergentes.

El contacto de la piel con suelo contaminado por níquel o agua o con la exposición al níquel. En pequeñas cantidades el níquel es esencial, pero cuando es tomado en muy altas cantidades este puede ser peligroso par la salud humana.

La toma de altas cantidades de níquel tienen las siguientes consecuencias:
Elevadas probabilidades de desarrollar cáncer de pulmón, nariz, laringe y próstata.
Enfermedades y mareos después de la exposición al gas de níquel.
Embolia de pulmón.
Fallos respiratorios.
Defectos de nacimiento.
Asma y bronquitis crónica.
Reacciones alérgicas como son erupciones cutáneas, mayormente de las joyas.
Desordenes del corazón.

3.3.4.2.Efectos ambientales del Níquel

El níquel es liberado al aire por las plantas de energía y las incineradoras de basuras. Este se depositará en el suelo o por la lluvia acida. Usualmente lleva un largo periodo de tiempo para que el níquel sea eliminado del aire. El níquel puede también terminar en la superficie del agua cuando es parte de las aguas residuales. La mayor parte de todos los compuestos del níquel que son liberados al ambiente se absorberán por los sedimentos o partículas del suelo y llegará a inmovilizarse. En suelos ácidos, el níquel se vuelve móvil y a menudo alcanza el agua subterránea.

Sobre los efectos del níquel sobre los organismos y los humanos. Sabemos que altas concentraciones de níquel en suelos arenosos pueden dañar a las plantas y altas concentraciones de níquel en aguas superficiales puede disminuir el rango de crecimiento de algas y microorganismos, aunque también pueden desarrollar resistencia a el. Para los animales el níquel, es un elemento esencial en pequeñas cantidades, para el funcionamiento de enzimas. puede ser también peligroso cuando se excede la máxima cantidad tolerable.

Esto puede causar varios tipos de cánceres en diferentes lugares de los cuerpos de los animales, mayormente en aquellos que viven cerca de refinerías. No es conocido que el níquel se acumule en plantas o animales. Como resultado el níquel no se biomagnifica en la cadena alimentaria[11].

3.3.5. Cadmio

Elemento químico relativamente raro, símbolo Cd, número atómico 48; tiene relación estrecha con el zinc, con el que se encuentra asociado en la naturaleza. Es un metal dúctil, de color blanco argentino con un ligero matiz azulado. Es más blando y maleable que el zinc, pero poco más duro que el estaño. Peso atómico de 112.40 y densidad relativa de 8.65 a 20ºC (68ºF). Su punto de fusión de 320.9ºC (610ºF) y de ebullición de 765ºC (1410ºF) son inferiores a los del zinc.

Hay ocho isótopos estables en la naturaleza y se han descrito once radioisótopos inestables de tipo artificial. El cadmio es miembro del grupo IIb (zinc, cadmio y mercurio) en la tabla periódica, y presenta propiedades químicas intermedias entre las del zinc metálico en soluciones ácidas de sulfato. El cadmio es divalente en todos sus compuestos estables y su Ion es incoloro.

El cadmio no se encuentra en estado libre en la naturaleza, y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. Casi todo el que se produce es obtenido como subproducto de la fundición y refinamiento de los minerales de zinc, los cuales por lo general contienen de 0.2 a 0.4%. Estados Unidos, Canadá, México, Australia, Bélgica, Luxemburgo y República de Corea son fuentes importantes, aunque no todos son productores.

3.3.5.1.Efectos del Cadmio sobre la salud

El Cadmio puede ser encontrado mayoritariamente en la corteza terrestre. Este siempre ocurre en combinación con el Zinc. El Cadmio también consiste en las industrias como inevitable subproducto del Zinc, plomo y cobre extracciones. Después de ser aplicado este entra en el ambiente mayormente a través del suelo, porque es encontrado en estiércoles y pesticidas.

La toma por los humanos de Cadmio tiene lugar mayormente a través de la comida. Los alimentos que son ricos en Cadmio pueden en gran medida incrementar la concentración de Cadmio en los humanos. Ejemplos son patés, champiñones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas.

Una exposición a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. El humo del tabaco transporta el Cadmio a los pulmones. La sangre transportará el Cadmio al resto del cuerpo donde puede incrementar los efectos por potenciación del Cadmio que está ya presente por comer comida rico en Cadmio. Otra alta exposición puede ocurrir con gente que vive cerca de los vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan Cadmio en el aire y gente que trabaja en las industrias de refinerías del metal. Cuando la gente respira el Cadmio este puede dañar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte.
El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas pora formar complejos que son transportados hacia los riñones. El Cadmio se acumula en los riñones, donde causa un daño en el mecanismo de filtración. Esto causa la excreción de proteínas esenciales y azúcares del cuerpo y el consecuente daño de los riñones. Lleva bastante tiempo antes de que el Cadmio que ha sido acumulado en los riñones sea excretado del cuerpo humano.

3.3.5.2.Otros efectos sobre la salud son:

Diarreas, dolor de estómago y vómitos severos
Fractura de huesos
Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad
Daño al sistema nervioso central
Daño al sistema inmune
Desordenes psicológicos
Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer.

3.3.5.3.Efectos ambientales del Cadmio

De forma natural grandes cantidades de Cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al año. La mitad de este Cadmio es liberado en los ríos a través de la descomposición de rocas y algún Cadmio es liberado al aire a través de fuegos forestales y volcanes. El resto del Cadmio es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturación.

Las aguas residuales con Cadmio procedentes de las industrias mayoritariamente termian en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son por ejemplo la producción de Zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del estiércol. El Cadmio de las corrientes residuales pueden también entrar en el aire a través de la quema de residuos urbanos y de la quema de combustibles fósiles. Debido a las regulaciones sólo una pequeña cantidad de Cadmio entra ahora en el agua a través del vertido de aguas residuales de casas o industrias.

Otra fuente importante de emisión de Cadmio es la producción de fertilizantes fosfatados artificiales. Parte del Cadmio terminará en el suelo después de que el fertilizante es aplicado en las granjas y el resto del Cadmio terminará en las aguas superficiales cuando los residuos del fertilizante es vertido por las compañías productoras.

El Cadmio puede ser transportado a grandes distancias cuando es absorbido por el lodo. Este lodo rico en Cadmio puede contaminar las aguas superficiales y los suelos.

El Cadmio es fuertemente adsorbido por la materia orgánica del suelo. Cuando el Cadmio está presente en el suelo este puede ser extremadamente peligroso, y la toma a través de la comida puede incrementar. Los suelo que son ácidos aumentan la toma de Cadmio por las plantas. Esto es un daño potencial para los animales que dependen de las plantas para sobrevivir. El Cadmio puede acumularse en sus cuerpos, especialmente cuando estos comen muchas plantas diferentes. Las vacas pueden tener grandes cantidades de Cadmio en sus riñones debido a esto.
Las lombrices y otros animales esenciales para el suelo son extremadamente sensibles al envenenamiento por Cadmio. Pueden morir a muy bajas concentraciones y esto tiene consecuencias en la estructura del suelo. Cuando las concentraciones de Cadmio en el suelo son altas esto puede influir en los procesos del suelo de microorganismos y amenazar a todo el ecosistema del suelo.

En ecosistemas acuáticos el Cadmio puede bioacumularse en mejillones, ostras, gambas, langostas y peces. Las subceptibilidad al Cadmio puede variar ampliamente entre organismos acuáticos. Organismos de agua salada se sabe que son más resistentes al envenenamiento por Cadmio que organismos de agua dulce. Animales que comen o beben Cadmio algunas veces tienen la presión sanguínea alta, daños del hígado y daños en nervios y el cerebro[12].

4. Diseño metodológico preliminar

La población o universo de la muestra es la utilización de pilas en la ciudad de Cali por lo tanto la consideraremos un muestra finita, los datos de entrada podrán ser recolectados en áreas de mercadeo de los grandes distribuidores, estos datos pueden ser muy confiables, la dificultad esta es para lograr conocer: cual es el tipo de batería que consume y que hace la persona con la pila cuando ya no tiene carga, por razones económicas en una población tan grande como Cali se deberá recurrir a un estudio de muestras.

El tipo de muestra no puede ser aleatoria simple pues la utilización de los artículos que consumen pilas varían con los estratos económicos, por lo que debemos utilizar un muestreo aleatorio estratificado en la cual la población se divide de acuerdo a los estratos.

Las variables serán cuantitativas, con los datos de entrada a la investigación pero para poder acceder a las respuestas tendrán que crearse formularios para la recolección de la información siendo este proceso del orden cualitativo, esto nos lleva a una investigación que manejara los dos variables.

Como se va a obtener la muestra todavía no se pensado, tampoco como se va a tabular esta información lo más seguro es trabajar mediante tablas dinámicas de Excel, que nos permiten analizar los resultados y poder ver la información mediante gráficos, hay que definir el cuestionario, no se sabe todavía como se va a procesar la información si es personalizada, por teléfono o por correo, cada una de ellas deberá tener unas instrucciones muy precisas.

Cuando se concluya pasaremos a procesar el tipo de educación debemos impartir a los caleños

5. Nombre del Investigador
Jorge Hernán Villegas Jaramillo

6. Recursos disponibles

7. Cronograma

8. Bibliografía

www.greenpeace.org/mexico/campaigns/t-xicos/pilas-y-bater-as-t-xicos-muy

[1] http://planeacion.cali.gov.co/Publicaciones/Cali_en_Cifras/Caliencifras2007a.pdf