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INDICE DEDICATORIA INTRODUCCIÓN CAPITULO I EL PROBLEMA Planteamiento del Problema Interrogantes De la Investigación Objetivo de la Investigación Objetivo General Objetivos Específicos Justificación de la Investigación II MARCO TEORICO Antecedentes de la Investigación Bases Teóricas La Batería Automotriz. La Energía Química Energía Eléctrica Acumuladores eléctricos Caracterí erístic ticas Técnica icas de las Baterías. Componentes. Baterías Automotrices. Composición de una batería. Misión de la batería Como funciona la batería Consejos de montaje Prescripciones de seguridad Riesgos y medidas de seguridad Los riesgos más importantes y sus efectos son. Las Baterías en Venezuela Marco legal Regulación Gubernamental Instrumento Legal Tipo Aspecto Regulado Definición de Términos Básicos III CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones Recomendaciones Técnica de Reciclado Drenaje del electrolito Trituración y separación de partes Reducción del plomo QUE SE DEBE HACER EN CASO DE REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS AGRADECIMIENTOS ANEXOS
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03 04 06 06 06 08 08 08 08 09 10 10 14 14 14 15 16 17 18 18 19 20 20 21 21 24 26 26 29 31 33 33 35 36 37 37 38 38 40 41 42
DEDICATORIA A Dios por habernos permitido llegar hasta este punto y habernos dado salud para lograr nuestros objetivos, además de su infinita bondad y amor. A nuestros padres quienes no han apoyado con esfuerzo y abnegación, en recono reconocim cimien iento to a su consta constante nte apo apoyo yo y dedica dedicació ción, n, por guiarn guiarnos os en nue nuestr stros os estudios cada día por que han sabido no solo se padres sino grandes amigos
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INTRODUCCIÓN Una batería o acumulador eléctrico es un dispositivo electroquímico que permite permite almacenar almacenar energía energía en forma química química mediante mediante el proceso proceso de carga, carga, y liberarl liberarlaa como como energía energía eléctri eléctrica, ca, durant durantee la desca descarga rga,,
mediant mediantee
reacci reaccione oness
químicas reversibles cuando se conecta con un circuito de consumo consumo externo. Todas Todas las baterías baterías son similares similares en su constru construcción cción y están están formadas formadas por un número número de celdas celdas comp compue uesta stass
de elect electrod rodos os positi positivos vos y negati negativos vos,,
separa separador dores es y de
electrolito. electrolito. El tamaño, tamaño, el diseño interno y los materiales materiales utilizados utilizados controlan controlan la cantidad de energía disponible de cada celda. El tipo de acumulador más usado en la actualidad, dado su bajo costo, es la batería de plomo ácido. En ella, los dos electrodos están hechos de plomo y el electrolito es una solución de agua destilada y ácido sulfúrico. Las batería bateríass de plomo plomo ácido usadas usadas correspond corresponden en a baterías baterías que no son son susceptibles susceptibles de recarga recarga o que no son utilizables utilizables a consecue consecuencia ncia de rotura, corte, corte, desga desgaste ste o cualqu cualquier ier otro motivo motivo.. Estas Estas
baterí baterías as
contie contienen nen
compo componen nentes tes
potencialme potencialmente nte contaminant contaminantes, es, lo cual hace necesario necesario establece establecerr medidas medidas para su manejo adecua do una vez que termine su vida útil. El estudio de la situación actual del flujo de Baterías de Ácido-Plomo usad usadas as en Ve Vene nezu zuel elaa cau causo un prof profun undo do inte interé réss toma tomand ndoo en cue cuenta nta
las las
características del Sistema Nacional de Manejo y Reciclaje de Baterías Usadas Ácidas a partir de su división en los sectores formal e informal, identificando los tipos de actores que participan en la cadena de producción – venta – consumo – recolección – transporte – almacenamiento – reciclaje y aprovechamiento, sus características generales, tecnologías, impactos, relaciones y participación dentro de la dinámica del comercio nacional e internacional. En el caso venezolano es de resaltar el peso del sector formal en las operaciones de recolección y reciclado, sirvi sirvien endo do inclu incluso so como como inter interfac facee para para acto actore ress mino minorit ritar arios ios infor informa male les. s. La localización preferente de los flujos de baterías ácidas sobre ejes geográficos específicos, la utilización de tecnología, así como la tendencia decreciente en las labores de fundición y reacondicionamiento en pequeña escala como producto de la 4
coyunt coy untura ura econó económic micaa y el compo comporta rtamie miento nto del del mercad mercadoo en la actual actualida idadd son cara caract cter eríst ístic icas as resa resalta ltante ntess del del siste sistema ma actu actual al.. Por Por tal tal motiv motivoo este este proy proyec ecto to establecerá la guía de ejecución de su adecuado uso y posterior desecho para contribuir con este mundo tan contaminado por la mano del hombre.
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CAPITULO I EL PROBLEMA Planteamiento del Problema
En el mundo de hoy, la energía eléctrica es un elemento tan importante que cuesta imaginar la vida sin ella. Los trastornos causados en las grandes ciudades por los cortes eléctricos son un ejemplo bastante claro de esto. La energía eléctrica puede puede generarse generarse de muchas muchas maneras, maneras, pero independiente independientemente mente de esto, esto, se nos presenta presenta de dos formas principales, principales, como Corriente Alterna (llamada comúnment comúnmentee “AC”), y como Corriente Continua (llamada comúnmente “DC”). La AC es la que todos conocemos, ya que hace funcionar prácticamente todos los electrodomésticos de las casas, la iluminación en general, etc. La DC es otra forma de administrar la energía eléctrica, que entre otras cosas, es posible almace almacenar, nar, como como si fueran fueran de cajas cajas o latas ,lo que común comúnmen mente te es llamad llamadoo Baterías, aunque realmente su nombre real o general más apropiada es la de Acumuladores Eléctricos. Los acumuladores eléctricos tienen la característica de recibir y almacenar la energía eléctrica, siendo capaces de entregarla cuando sea requerida pesar del gran esfue esfuerzo rzo realiza realizado do en investig investigaci ación ón de los diferen diferentes tes tipos tipos de materia materiales les los acumuladores o baterías de plomo-acido son las preferidas e insuperables por el amplio rango de aplicaciones que tienen. El plomo es abundante y no demasiado caro y es por esta razón es idóneo para la producción de baterías de buena calidad en grandes cantidades. Las baterías de plomo acido están presente muy frecuentemente en la vidas diaria , ya que arrancan millones de automóviles todos los días, brindan energía de 6
emergencia a los sistemas de maniobras de las centrales eléctricas que iluminan nuestras casas y da energía a las fabricas, mejoran la calidad y confiabilidad de las teleco telecomun munica icacio ciones nes,, funcio funcionan nan como como backu backupp de energía energía de las comput computado adoras ras,, brindan brindan iluminación iluminación de emergencia emergencia,, son el corazón corazón de los sistemas sistemas de alarmas, alarmas, inter intervie viene nenn en la ener energí gíaa nece necesa saria ria para para el func funcio iona nami mien ento to de ferro ferroca carri rrile les, s, subterráneos y aviones, empujan a miles de auto elevadores eléctricos en plantas industriales industriales,, arrancan arrancan grupos grupos electrógen electrógenos os Diesel, Diesel, proveen proveen para señalamiento señalamiento y balizamiento balizamiento marítimo, marítimo, almacen almacenan an energía energía solar solar y eólica para su su posterior posterior uso, uso, entre otras aplicaciones que sería muy largo de enumerar. En el caso especifico de las baterías de automóviles se puede decir que son tan comunes comunes que una vez vez utilizadas, utilizadas, es decir que su vida útil ya ha cesado cesado estos estos interesantes e importantes artículos se vuelven en contra ya que sus componentes químicos químicos que hacen hacen su funcionamiento funcionamiento físico es decir decir la transformación transformación de la energía, son altamente contaminantes tanto al medio ambiente como al contacto físico en los humanos o animales. El problema de la inadecuada presencia de estas estas baterías baterías en la basura basura común común , así así como como en quebrad quebradas as o sencillam sencillamente ente se coloca coloca en el patio de la casa habla duch duchoo acerca acerca de la poca cultura cultura para desechar desechar reciclar reciclar o sencillamente entender el uso que estos materiales deben de pasar cuando ya no son útiles ,y de cómo o donde deben ser tratadas para evitar importantes daños al ambi ambien ente te así así como como múlti múltiple pless enfe enferme rmeda dade dess prod produc ucto to del del esca escape pe de esto estoss componente, sin mencionar el impacto ambiental que estas producen . Venezuela es un país rico en energía fósil pero sin lugar a dudad este tipo de mecanismos son utilizadas comúnmente como uno de los engranajes que ponen en marc marcha ha los los vehíc vehícul ulos os,, aunq aunque ue se ha menc mencio iona nado do que que se esta esta estu estudia diand ndoo la realización de una batería para autos que contenga menos carga de plomo y otros compon component entes, es, aun esta esta figura sigue sigue siendo siendo el puntero puntero en cuanto cuanto a su uso y de manera preocupante, preocupante, es mas común su descarte y desincorporación.
Interrogantes De la Investigación 7
De lo antes expuesto expuesto surgen las siguientes siguientes interrogantes: ¿Qué es una batería de automóviles? ¿Cuáles es el proceso proceso de transformación de la energía energía química en electriza? ¿Cuáles Se pueden reciclar las baterías? ¿Cómo ¿Cómo es el proce proceso so de transfo transforma rmació ciónn de energí energíaa químic químicaa a energía energía eléctrica en una batería de automóvil al medio ambiente? ¿Cuáles son los impactos causados al desechar una batería de automóvil? ¿Qué ¿Q ué cons consec ecue uenc ncia iass trae trae a la salu saludd el dese desech choo de las las mate materi rias as de automóviles?
Objetivo de la Investigación Objetivo General Describir el proceso de transformación de la energía química en eléctrica en la batería de automóviles, y el daño que estas ocasionan tanto al medio ambiente como a los seres que lo rodean una vez que han perdido su vida útil.
Objetivos Específicos •
Explicar que es un batería de automóvil.
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Defin finir los elem lemento ntos que inte interv rvie iene nenn en el proceso de transformación de energía química y eléctrica.
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Explica Explicarr los compo compone nente ntess que posee posee una batería batería de automó automóvil vil vincula vinculados dos al proce proceso so de transfo transforma rmació ciónn de energía energía químic químicaa en energía eléctrica.
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Detallar el proceso de transformación de energía química a energía eléctrica en una batería de automóvil.
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Expl Explica icarr el impa impact ctoo caus causad adoo por por el dese desech choo de una una bate batería ría de automóvil al medio ambiente específicamente tomando el sector de los Eucalitos de la Parroquia caricuao del Municipio Libertador. 8
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Comprobar que los componentes de una batería de automóvil puede generar graves daños a la salud del ser humano.
Justificación de la Investigación Este proyecto se justicia en el sentido que brinda un aporte relacionado con la transformación de la energía a través del estudio de los componentes de las baterías baterías de automóviles, automóviles, con miras a la utilización utilización de éstas, éstas, el análisis análisis se centra en la caracterización de las etapas industriales ligadas al ciclo de vida de la batería , su impacto ambiental y en las alternativas de reciclado al final de la vida útil de la misma. Con la estructura realizada, se consigue tanto la caracterización de la indus industri triaa como como de las las alte alterna rnativ tivas as de reci recicl claje aje,, conc conclu luye yendo ndo el anál análisi isiss y comparación de las alternativas en base a las tendencias de la industria asociada. La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). De ella se desprenden otros tipos de energía, como la química y la eléctrica las cuales se vinculan al trabajo que se pretende realizar, relacionado con el proceso de transformación de la energía química en eléctrica en los acumuladores de energía de la batería de automóviles.
CAPITULO II MARCO TEORICO 9
Antecedentes de la Investigacion Según Hurtado (1999:45), los antecedentes de una investigación se refiere a los trabajos, investigaciones, artículos bibliohemerograficos, entre otras fuentes, que que teng tengan an rela relació ciónn dire direct ctaa o cuyo cuyoss títul títulos os u obje objetiv tivos os sean sean simil similar ares es a la investigación que se esta realizando. Al respecto, en este segmento del estudio se citaran algunos antecedentes, los cuales se basan principalmente en investigaciones previas. previas. De la revisión y análisis bibliográfico efectuado por diferentes autores y trabajos de investigación vinculados a la temática de estudio, se establecen como precedente precedentess los trabajo trabajoss que a continuac continuación ión se mencionen mencionen:: Los orígenes de lo que actualmente llamamos una batería se remontan probableme probablemente nte al año 250 250 AC.. AC.. Las primeras primeras pruebas pruebas de baterías baterías fueron fueron encontra encontradas das por arqueólogo arqueólogoss en excavacio excavaciones nes en Bagdad, Bagdad, Irak. Desde Desde entonces, entonces, la batería batería ha tenido tenido muchas muchas signific significativ ativas as mejora mejorass y diferen diferentes tes avance avancess han contrib contribuid uidoo a traernos donde estamos hoy en día. En 1748, Benjamín Franklin fue el primero en usar la palabra "la batería" para describ describir ir un conde condensado nsadorr simple simple que consiste consiste en en vasos vasos de vidrio vidrio cargad cargados. os. El siguiente gran descubrimiento fue hecho alrededor de 1780 por Luigi Galvani. Galvani observó que cuando se conectaban pedazos de hierro y bronce y fueron aplicados a la pierna de una rana, esto le causó un movimiento nervioso Este preparó preparó el terreno terreno para la investigac investigación ión adicional adicional en la electricidad electricidad “voltaica”. “voltaica”. En 1800, Alessandro Volta inventó la primera “batería de célula mojada” que produjo una corriente confiable. Volta investigó los efectos de metales distintos cuando sé exponían al agua salada. Esta pila de metales fue llamada “la pila Voltaica.” John Daniel hizo una mejora significativa a la célula voltaica en 1836. Esta nueva célula, llamada la célula de Daniel, consistió en cobre, vasos de zinc y 10
sulfatos de zinc y cobre. Esta era más segura que la célula de Volta, y fue usada para hacer hacer funcio funcionar nar telégrafo telégrafoss y timbres. timbres. En los años 1860, Raymond Gastón Plante inventó la primera batería de plomo que podría ser recargada recargada muchas muchas veces. veces. Él sumergió sumergió dos vasos de plomo sólidos delgados separados por hojas de goma en una solución ácida sulfúrica diluida. Lamentablemente, su versión tenía un tiempo de durabilidad muy corto en bodega bodega y no era era muy pode poderosa. rosa. Desde entonces muchas otras mejoras han sido hechas a la tecnología de baterías baterías de plomo plomo así como otros tipos de baterías: baterías: como alcalinas, alcalinas, níquel, níquel, las células de mercurio, células de combustible y células solares. Entre los avances más grandes en la construcción de las baterías de plomo es la mejor mejoraa de aleac aleacion iones es de rejil rejilla la de plom plomo. o. En el pasa pasado do,, las las bate batería ríass principalme principalmente nte confiaron en el antimonio antimonio como elemento elemento de aleación aleación para dureza. dureza. Sin embargo, a mayor concentración de antimonio en la aleación de rejilla, mayor pérdida pérdida de agua y rápida descarga. descarga. La batería batería de plomo popular popular de hoy es una batería batería de pérdida de agua baja. Las rejillas de una batería de pérdida acuosa baja (sin mantenimiento) contienen poco o ningún antimonio. Los metales como el Calc Calcio io son son subs substit titui uido doss a fin de prop propor orci cion onar ar la fuerz fuerzaa mecá mecánic nicaa nece necesa saria ria,, reduciendo escape de gases y auto descarga. Otro avance en la composición de rejilla implicó la adición de plata en la aleación de plomo y calcio. Esta nueva aleación de plata resultó ser muy resistente a crecimiento y corrosión y alarga considerablemente la duración de la batería cuando trabaja en climas calientes o en condiciones extremas. Con los vehículos de hoy que tienen demandas de servicio más severas y las temperaturas bajo el capo son más altas, la aleación de plata se hizo una adición muy popular. Otras mejoras en la manera que las baterías de plomo son fabricadas han contribuido considerablemente a la vida más larga y con más poder por libra. Los avances en el óxido, pegamentos, correa reforzada, ensamblaje, relleno de ácido, y proceso proceso de formación, formación, todos han contribuido contribuido a las baterías baterías mejoradas mejoradas que Ud. ve hoy. 11
Las baterías de plomo también han avanzado en el modo que ellas utilizan el electrolito, haciéndolos completamente a prueba de derrames. El primer tipo de batería batería a prueba prueba de derrame derrame fue desarrollad desarrolladoo a mediados mediados de los años 1960 en Alemania. Los llamaron “Células de Gel” debido a sus electrolitos gelatinosos muy únicos. El electrolito ácido tenía la consistencia "de Jalea de Petróleo" y fue hecho mezc mezcla lando ndo el ácid ácidoo sulfú sulfúric ricoo con con el polv polvoo de sílic sílice. e. Esta Estass bate batería ríass tamb tambié iénn presentan presentan un sistema sistema de descarga presurizado presurizado que casi eliminó la pérdida pérdida de agua por un proceso proceso llamado llamado la nueva recombinació recombinaciónn de oxígeno. oxígeno. A finales de los años 70, otro tipo de batería a prueba de derrames fue desarrollado. En vez de usar gelatina-electrolito, este tipo de la batería usó un separador único muy absorbente para sostener el ácido como una esponja. Estas baterías baterías utilizaron utilizaron un separador separador no-tejido hecho de tiras de micro fibras de cristal que absorben y sostienen el ácido. Estas baterías fueron apropiadamente llamadas Baterías Opacas de Cristal Absorbente o Baterías AGM. Como baterías de gel, ellos también funcionan en el principio de la nueva combinación de oxígeno. Aunque la tecnología siga cambiando, las baterías de plomo tienen un futuro muy prometedor. Ellas son completamente reciclables, relativamente baratas, y pueden pueden ser hechos hechos para proporciona proporcionarr el pode poderr confiable confiable con casi cualquier cualquier aplicación. Nuevos avances en la tecnología de plomo ácida, como el separador de vidrio absorbente y diseños gelatinosos, han reforzando las capacidades de las baterías baterías de plomo como una fuente fuente de de poder poder serio. serio. Los sistemas de acumulación de energía, si bien constituyen una imagen moderna y propia de nuestros tiempos, constituyeron elementos estratégicos a lo largo de la historia de la humanidad. A modo de ejemplo veamos algunos hechos importantes en el desarrollo de las baterías: 1796 Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta, un profesor de la Universidadde Pavia,Italia; construye la primer celda, la "pila voltaica". Lleva ese nombre por haber "apilado" discos de plata y cinc separados entre si por un separador embebido enelectrolito.
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1813 Sir Humphry Davy, utiliza una batería gigantesca.(20.000 pares!), donada por Napoleon, en el sótano de la Sociedad Real Británica y la utiliza para experimentos de electrólisis. 1859 Raymond Gastón Planté, inventa el acumulador de plomo (batería plomo plomo- ácido), ácido), pero no fue de gran utilidad..no utilidad..no se había inventado inventado "la electricidad"..no había nada que acumular!. 1866 George Leclanché, inventa en Francia la "pila seca" (Zinc-Dióxido de Manganeso);sistema que aún domina el mercado mundial de las baterías primarias. 1871 Se inventa la dínamo, comienza la producción industrial de baterías. 1887 El gobierno francés utiliza baterías para movilizar un bote submarino, (primeros vehículos eléctricos) 1893 Funciona un trolebús en la 5ta. Avenida, New York. 1900 Tomas Alva Edison, el gran inventor, patenta la batería níquel-hierro, entre otros usos, la emplea para propulsar su vehículo eléctrico!. Jugner, un inventor sueco, patenta la batería de níquel-cadmio. 1947 Se desarrolla de celda de mercurio, donde en la descarga se emplea un cátodo deHgO, que si bien le proporciona buenas características a la batería, tiene altocosto y finalmente por consideraciones ambientales fue dejada de lado. 1960 Investigadores alemanes desarrollan las batería plomo-ácido con el electrolito inmovilizado (en forma de gel). 1967 La Gates Corporation desarrolla la batería de plomo-ácido "libre mante mantenim nimie iento nto"" o"se o"sella llada da". ". El dise diseño ño perm permite ite que que los los gase gasess liber liberad ados os en la sobrecarga se recombinen en el interior de la batería. Cuenta también con una válvula de seguridad para llos os casos de una excesiva sobrecarga. 1970 A finales de esta década Sony introduce la primer batería empleando ánodos de Li. En1990 esta empresa comercializa mundialmente la primer batería de Litio/ión. Dada la alta densidad de energía que presenta este sistema, produce el doble de voltaje que una batería alcalina.
Bases Teóricas
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Las bases teóricas que fundamentan los enfoques conceptuales del problema a investigar fueron objeto de una profunda revisión bibliografía, lo que permitió relacionar la teoría con la realidad donde se encuentran los elementos influyentes en el problema.
La Batería Automotriz. Es un dispositivo que almacena energía química para ser liberada después en forma de energía eléctrica en el momento de poner en marcha el motor del vehículo. Cuando la batería se conecta a un consumo externo de corriente, como un motor, la energía química se convierte en energía eléctrica y fluye a través del circuito. Una vez encendido el vehículo el alternador se encarga de recargar la batería batería conv convirtiendo irtiendo la energía energía eléctrica eléctrica en energía energía química química nuevamente nuevamente (proceso (proceso reversible).
La Energía Química La energía es un recurso natural con distintos elementos asociados que permiten permiten hacer hacer una utilización utilización industrial industrial del mismo. mismo. El concepto concepto refiere a la capacidad de poner en movimiento o transformar algo. La química, por su parte, hace referencia la composición, la estructura y las propiedade propiedadess de la materia. materia. El término también también permite nombrar nombrar a la ciencia ciencia que estud estudia ia estos estos aspec aspectos tos junto junto a las modific modificaci acione oness que que exper experime imenta nta la materi materiaa durante las denominadas reacciones químicas. La energía energía químic química, a, por lo tanto, tanto, es aquel aquella la produc producida ida por reacci reaccione oness quím química icas. s. Un ejem ejempl ploo de ener energí gíaa quími química ca es la que que desp despre rend ndee el carb carbón ón al quemarse. Las pilas y las baterías también poseen energía química. El calor que se genera o la violencia de la reacción química producen movimiento o permiten desarrollar un trabajo. Es importante destacar que los 14
alimentos también son fuente de energía química ya que, al ser procesados por el organismo, ofrecen calor (calorías), proteínas y vitaminas. La energía química, en definitiva, es una de las tantas manifestaciones de la energía. Si bien este tipo de energía está siempre presente en la materia, sólo se manifiesta cuando se registra una alteración de ésta. Los automóviles, los aviones y millones de máquinas se movilizan gracias a la energía química desprendida durante la combustión del carbón o del petróleo. La configuración de los motores, con sus cilindros y otros elementos, resulta clave en todo el proceso. Este tipo de energía incluso es la que posibilita los viajes al espacio exterior, lo que demuestra su importancia en diversos ámbitos del accionar humano.
Energía Eléctrica Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se les coloca en contacto por medio de un cond conduc ucto torr elé eléctri ctrico co para para obte obtene nerr trab trabaj ajo. o. La ene energía rgía elé eléctri ctrica ca pue puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica. Su uso es una de las bases de la tecnología utilizada por el ser humano en la actualidad. La energía eléctrica se manifie manifiesta sta como como corrie corriente nte eléctri eléctrica, ca, es decir, decir, como como el movim movimien iento to desca descarga rgass eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos. Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato. 15
Acumuladores eléctricos Hablar de la relación entre la electroquímica y la energía nos conduce a una relaci relación ón masqu masquee obv obvia, ia, pue puesto sto que en definit definitiva iva un proce proceso so electro electroquí químic micoo cualquiera lleva implícito un cambio de energía. Desde el punto de vista del aprovechamiento por el hombre de la energía nos permite centrar el estudio en la energía eléctrica. Este tipo de energía como sabemos puede ser producida de diversas maneras, por combustión de un combustible adecuado (centrales térmicas), apro aprove vech chan ando do la caíd caídaa de un curs cursoo de agua agua (cen (centr tral ales es hidr hidroe oelé léct ctri rica cas) s),, aprovechando la energía liberada por una reacción de descomposición radioactiva (centrales atómicas), etc., como las principales tecnologías empleadas actualmente, a las que se suman otras como las geotérmicas, eólicas, fotovoltaicas, etc. Un punto clave para el aprovechamiento de la energía generada es la mayor o menor facilidad para utilizar esa energía, es decir que en algunos casos una forma de produc produccio ciones nes econó económic micaa siempr siempree y cuando cuando la energía energía sea utiliza utilizada da en el momento, el problema surge cuando se plantea la posibilidad de almacenar esa energía eléctrica. Es aquí donde toman especial relevancia los acumuladores de energía. Como definición de estos sistemas podemos emplear aquella que dice que "son sistemas que permiten la acumulación de energía" ,pero tal vez nos quede mas claro si decimos que son sistemas donde ocurre conversión de energía química (almacenada) en energía eléctrica y viceversa. Los dos procesos importantes relacionados con el funcionamiento de las baterías baterías son respectiv respectivament amentee la carga y descarg descargaa de las mismas. mismas. Durante Durante la carga carga el sistema se aleja del equilibrio termo dinámico mediante la aplicación de energía externa. En el caso de las baterías no recargables esto se produce en el momento de su manufactura. En la etapa de descarga el sistema trata de alcanzar el equilibrio, se producen producen reaccione reaccioness espontáneas espontáneas y los electrone electroness intercambiados intercambiados son son aprovecha aprovechados dos mediante un circuito externo.
Características Técnicas Técnicas de las Baterías. Baterías. Componentes. 16
Electrolito: Soluc olució iónn dilu iluida ida de ácid cido sulfú ulfúri ricco en agua (33, (33,5% 5% aproximadamente) que puede encontrarse en tres estados: líquido, gelificados o absorbidos.
Placas o electrodos: Estas se componen de la materia activa y la rejilla. La materia activa que rellena las rejillas de las placas positivas es dióxido de plomo, en tanto la materia activa de las placas negativas es plomo esponjoso. En estas últimas también se emplean pequeñas cantidades de sustancias tales como sulfato de bario, negro de humo y lignina. Se distinguen las placas Planté y las placas empastadas; éstas últimas pueden ser planas o tubulares.
Rejillas: La rejilla es el elemento estructural que soporta la materia activa. Su construcción es a base de una aleación de plomo con algún agente endurecedor como el antimonio o el calcio. Otros metales como el arsénico, el estaño, el selenio y la plata son también utilizados en pequeñas cantidades en las aleaciones. Las rejillas se fabrican en forma plana o tubular.
Separadores: Los separadores son elementos de material micro poroso que se colocan entre las placas de polaridad opuesta para evitar un corto circuito. Entre los materiales utilizados en los separadores tipo hoja se encuentran los celulósicos, los de fibra de vidrio y los de PVC. Los materiales utilizados en los separadores tipo sobre son poliméricos siendo el más utilizado el PE.
Carcasa: Es fabricada generalmente de PP y en algunos casos de ebonita (cauc (caucho ho end endure urecido cido); ); en alguna algunass baterí baterías as estac estaciona ionarias rias se utiliza utiliza el estire estireno no acrilonitrilo (SAN) que es transparente y permite ver el nivel del electrolito. En el fondo de la carcasa o caja hay un espacio vacío que actúa como cámara colectora de materia activa que se desprende de las placas.
Conectores: Piezas Piezas destina destinadas das a con conec ectar tar eléctri eléctricam camente ente los elemen elementos tos internos de una batería; están hechos con aleaciones de plomo-antimonio o plomo cobre.
Terminales: Bornes o postes de la batería a los cuales se conecta el circuito externo. Generalmente las terminales se fabrican con aleaciones de plomo.
Baterías Automotrices. Composición de una batería. 17
Las características eléctricas de la batería dependen del tamaño y de la composición de los elementos. Un elemento esta constituido por un apilamiento de placas placas positivas positivas y negativas, negativas, aisladas entre entre si por los separadores, separadores, y a la vez unidas las de cada celda por conexiones ínter elemento. La potencia de una batería depende de la supe superf rfic icie ie de inte interc rcam ambi bioo entr entree plac placas as,, es deci decirr que que la pote potenc ncia ia es aproximadamente proporcional al numero de placas que formen un elemento .La aptitud al ciclaje de una batería es proporcional al espesor de las placas que formen los elementos. Una batería aporta una tensión de 12 Voltios, son necesarios 6 elementos conexionados en serie. Este tipo de baterías son diseñadas especialmente para arrancar arrancar los motores de combustión, combustión, son utilizadas en automóviles automóviles,, camiones, camiones, motos, tractores, embarcaciones y aeronaves, entre otros. Las baterías de arranque están diseñadas para suministrar gran intensidad de corriente en pocos segundos y resistir profundidades de descarga6 no mayores del 10-20%.
Misión de la batería La principal función de una batería es arrancar el vehículo y generar la energía energía eléctrica eléctrica necesaria mientras mientras el vehículo esta con el motor parado (luces de posición, posición, faros, microproce microprocesado sador, r, etc.). La aptitud de arranque arranque necesario necesario depende depende del del tipo tipo de vehíc vehícul ulo, o, del del núme número ro de cilin cilindr dros os del del moto motorr de arra arranqu nque, e, de la temperatura. La segunda función es la de completar la energía que produce el altern alternado adorr cuando cuando la energía energía neces necesaria aria de los con consum sumidor idores es es superi superior or a la generada por el alternador. Cuando se está circulando la energía del alternador cubre sobradamente las necesidades del circuito. Esto no es simple verdad así sucede cuando circula en ciudad y en invierno particularmente. En este caso la batería va a soportar su apoyo para alimentar alimentar a los numerosos numerosos consumidore consumidoress del circuito. circuito. La batería batería esta igualmente solicitada para los numerosos consumidores del circuito. La batería esta igualm igualment entee solicit solicitada ada para para la aliment alimentaci ación ón de los con consum sumido idores res perman permanen entes tes,, 18
mientras dura la inmovilización del vehículo la batería puede descargarse hasta 30 Ah en un mes de vehículo parado, es decir el 60 % de su estado de carga original.
Como funciona la batería La eficacia de la batería de plomo depende de los elementos químicos que la forman y que son: El dióxido de plomo, materia activa de la placa. El plomo esponjoso, materia activa de la placa negativa. El ácido sulfúrico, electrolito. La energía eléctrica resulta de las reacciones electroquímicas muy complejas que intervienen entre los materiales y el ácido sulfúrico del electrolito. Dura Du rant ntee la desc descar argga, el plom plomoo espo sponjos njosoo y el dióx dióxid idoo de plom plomoo se transforma en sulfato de plomo .el electrolito se enriquece en agua se empobrece en sulfato y como consecuencia la densidad disminuye. Durante la carga (funcionando el motor), las reacciones son inversas al de la descarga. El sulfato de plomo se vuelve dióxido de plomo sobre la placa positiva y el plomo esponjoso sobre la negativa. El sulfato de plomo abandona las placas, regenerando el ácido sulfúrico. La densidad del electrolito aumenta, la tensión se restablece. Al fin de la descarga, aparece un desprendimiento gaseoso de hidrógeno y de oxígeno debido a la descomposición del agua. Este consumo de agua se acelera enormemente con el calor. Este desprendimiento gaseoso es el responsable del consumo de agua.
Consejos de montaje Desconectar todos los consumidores eléctricos del vehículo. Desconectar la batería batería del circuito circuito eléctrico, eléctrico, comenzand comenzandoo con el cable negativo, negativo, conectado conectado a la masa. Desmontar la batería, soltar los sistemas de fijación y extraer la batería defectuosa. Si es necesario limpiar el soporte de la batería y los cables de conexión 19
del vehículo. Colocar la nueva batería y fijarla. Conectar de nuevo la batería, comenzando con el cable positivo unido al motor de arranque. Después de apretar los terminales, cubrir los bornes con grasa neutra. A continuación asegúrese del buen funcionam funcionamiento iento del circuito circuito de carga carga del vehículo, vehículo, poner el motor a 150 15000 vueltas para medir la tensión de carga del vehículo en los bornes de la batería. Esta tensión deberá estar próxima a los 14,35 Voltios.
Prescripciones de seguridad Aunque la batería puede soportar un ángulo de vuelco de 45ª, es un producto que es necesario manipularlo con mucha precaución. La batería está rellena de ácido sulfúrico, lo que puede representar un peligro. Es necesario en el transcurso de las operaciones de montaje, desmontaje, o transporte, evitar que se vuelque, ya que puede quemar la ropa y la piel. Durante la manipulación es necesario llevar puestas puestas las gafas de protección, protección, en caso de proyección, proyección, neutralizar neutralizar inmediatame inmediatamente nte con una solución de amoníaco con agua, y enjuagándose con abundante agua. En caso de contacto con los ojos enjuagar con agua clara y llamar a un médico. En el transc transcurs ursoo del del funciona funcionamie miento nto una baterí bateríaa produce produce hidróg hidrógeno eno y oxíge oxígeno. no. La asociación de estos dos gases forma una mezcla detonante. La presencia de una llama o una chispa puede originar una explosión.
Riesgos y medidas de seguridad Las baterías poseen dos sustancias peligrosas: el electrolito ácido y el plomo. plomo. El primero primero es corrosivo, corrosivo, tiene alto contenido de plomo disuelto disuelto y en forma de partículas,y puede causar quemaduras en la piel y los ojos. El plomo y sus compuestos (dióxido de plomo y sulfato de plomo entre otros) son altamente tóxicos para la salud humana, ingresan al organismo por ingestión o inhalación y se trans transpo porta rtann por por la corri corrien ente te sang sanguí uíne neaa acum acumul ulán ándo dose se en todo todoss los los órga órganos nos,, especialmente en los huesos. La exposición prolongada puede afectar el sistema 20
nervio nervioso so central central,, cuy cuyos os efecto efectoss van van desde desde sutile sutiless cambio cambioss psicol psicológ ógicos icos y de comportamiento, hasta graves efectos neurológicos, siendo los niños la población en mayor riesgo. Cuan Cu ando do el plom plomoo entr entraa al medi medioo ambie mbient ntee no se degr degrad ada, a, pero pero los los compuestos de plomo son transformados por la luz natural, el aire y el agua. El plomo puede puede permanece permanecerr adherido a partículas partículas del suelo o de sedimento sedimento en el agua durante muchos años.
Los riesgos más importantes y sus efectos son: • Inhalación: Ácido sulfúrico: Respirar vapores o niebla de ácido sulfúrico puede causar irritación en las vías respiratorias.
Compuestos de plomo: La inhalación del polvo o vapores puede causar irritación en vías respiratorias y pulmones.
• Ingestión: Ácido sulfúrico: Puede causar una irritación severa en boca, garganta, esófago y estómago.
Compuestos de plomo: Su ingestión puede causar severo dolor abdominal, nausea, vómito, diarrea y calambres. La ingestión aguda puede llevar rápidamente a toxicidad sistémica. • Contacto con la piel:
Acido sulfúrico: El ácido sulfúrico causa quemaduras, úlceras e irritación severa.
Compuestos de plomo: No se absorben por la piel. • Contacto con los ojos:
Acido sulfúrico: Causa irritación severa, quemaduras, daño a las córneas y ceguera.
Compuestos de plomo: Pueden causar irritación. • Sobre exposición aguda (por una vez):
Acido sulfúrico: Irritación severa de la piel, daño a las córneas que puede causar ceguera, e irritación al tracto respiratorio superior. 21
Compuestos de plomo: Síntomas de toxicidad incluyen dolor de cabeza, fatiga, dolor abdominal, pérdida de apetito, dolor muscular y debilidad, cambios de patrones patrones de sueño sueño e irritabilidad irritabilidad.. • Sobre exposición crónica (largo plazo):
Ácido sulfúrico: Posible erosión del esmalte de los dientes, inflamación de nariz, garganta y tubos bronquiales.
Compuestos de plomo: Anemia; neuropatía, particularmente de los nervios motores, caída de la muñeca; daño a los riñones y cambios reproductivos en hombres y mujeres.
• Carcinogenicidad: Acido sulfúrico: La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) ha clasificado la exposición ocupacional a vapores de ácidos inorgánicos fuertes que contienen ácido sulfúrico, como carcinogénica para los humanos (Grupo 1). Esta clasificación no aplica al electrolito de las baterías, sin embargo, las reca recarg rgas as con con corr corrie ient ntees exce excesi siva vame ment ntee alta altass dura durant ntee peri period odos os de tiem tiempo po prolongado prolongados, s, de baterías baterías sin las tapas de venteo venteo bien puestas, puestas, puede crear crear una atmósfera de neblina de ácido inorgánico fuerte con contenido de ácido sulfúrico.
Compuestos de plomo: La IARC clasifica el plomo y sus compuestos dentro del Grupo 2B “posiblemente carcinogénicos en humanos”.
Arsénico: El arséni arsénico co es una sustan sustancia cia cance canceríge rígena na humana humana conoc conocida ida;; clasificado por la IARC en el Grupo Grupo 1. 1.
• Fuego y explosión: La liberación de hidrógeno, incluso con la batería en estado de reposo, es inherente a la reacción química que se produce en aquella, por lo tanto la emanación de este gas inflamable es inevitable. La emanación de hidrógeno y proximidad de un foco de ignición (cigarro encendido, flama o chispa) pueden causar la explosión de una batería con la proyección violenta tanto de fragmentos de la caja como del electrolito líquido corrosivo. Las chispas se pueden producir internamente en el seno de la batería por cortocircuitos causados por un deficiente estado de la misma, 22
ya sea sea por por desp despre rend ndim imie iento nto de mate materia ria activ activa, a, por por acum acumula ulaci ción ón de algu alguna nass impurezas, por comunicación entre los apoyos o por deformaciones de éstas, así como por avería en algún separador; circunstancias que pueden deberse a defectos de fabricación, mantenimiento incompleto o al trato dispensado a la batería. Las chispa chispass exter externas nas tienen tienen lugar lugar por la manipul manipulaci ación ón de herram herramien ientas tas durant durantee el mont montaje aje o desm desmon onta taje je,, la cone conexió xiónn de pinza pinzass de cabl cables es de emer emerge genc ncia ia,, la electricidad estática, las abrazaderas flojas, la carga insuficiente, la sobrecarga y por dejar objetos metálicos encima de la batería.
• Reactividad: Ácido sulfúrico: El contacto del electrolito con combustibles y materiales orgánicos puede causar fuego y explosión. También reacciona violentamente con agentes reductores fuertes, metales, gas trióxido de azufre, oxidantes fuertes y agua. El contacto con metales puede producir humos tóxicos de dióxido de azufre y puede liberar gas hidrógeno inflamable.
Compuestos de plomo: Se debe evitar el contacto con ácidos fuertes, bases, haluro haluros, s, haloge halogenad nados, os, nitrato nitrato de potasi potasio, o, perma permanga nganat nato, o, peróx peróxidos idos y agente agentess reductores. En consideración a los riesgos que representan las baterías de plomo ácido se aconseja adoptar, durante su almacenamiento y manipulación, las medidas de seguridad que se indican a continuación, además de todas las indicadas por el fabricante o proveedor.
Las Baterías en Venezuela Venezuela es un país eminentemente urbano, con un porcentaje mayor al 87% de población asentada en ciudades. La densidad de ocupación privilegia la zona de la costa (norte – occidente – oriente), a lo largo de la cual se han situado importantes ejes industriales, así como de explotación petrolera y de desarrollo petroquímico petroquímico.. Las actividades relacionadas con el flujo comercial de baterías ácido – plomo, plomo, tanto del sector sector formal como del sector sector informal, informal, se asientan asientan también también de 23
manera preponderante en estos ejes y, en menor escala, en la zona de Los Andes, al occidente del país, en las áreas fronterizas. Esta tendencia pudo verificarse en el estudio de campo, para el cual fueron seleccionadas ciudades representativas de la dinámica de interfase formal – informal de los flujos de baterías usadas ácido -plomo, tales como el Área Metropolitana de Caracas (municipios conurbanos) y los grandes centros urbanos, Maracay – Edo. Aragua, Valencia – Edo. Carabobo, Barquisimeto – Edo. Lara y Barcelona – Edo. Anzoátegui (junto con sus zonas de influencia), así como el eje de ciudades medias El Tigre, El Tigrito – Edo. Anzoátegui, expresión de la influencia del sector petrolero en el problema del comercio ilegal de recuperación. Desde una óptica cuantitativa, la participación de las zonas rurales en el manejo de las baterías usadas no resulta relevante, si bien, no se desconoce su importancia en términos de las prácticas inadecuadas para la salud y el ambiente que conllevan las actividades de fundición y utilización alterna de las baterías usadas y el plomo recuperado en este contexto. El negocio de la recuperación del plomo proveniente de Baterías Usadas Ácidas se concentra en dos empresas que operan así bajo condiciones de oligopolio. Estas recuperadoras formales se localizan en la zona central del país y presentan la tecnología más avanzada dentro de los actores del proceso de reciclaje. Existen en la cadena de recolección – transporte – reacondicionamiento o reciclaje otros actores de carácter informal y menor envergadura, que tratan de competir en menor escala con los grandes productores y recicladores, reduciendo costos de producción a costa de mayores impactos para el ambiente y perjuicios a la salud. En Venezuela, la incer incertid tidum umbr bree y dese desequ quili ilibri brios os de la econ econom omía, ía, la crisi crisiss instit instituc ucio iona nal, l, la variabilidad en el comportamiento del mercado, tienden a hacer cada vez menos rentable el negocio minorista de los pequeños fundidores y recicladores, los cuales actualmente no tienen un peso significativo dentro del flujo del sistema. Según estudios realizados, el mercado de reacondicionamiento de baterías es muy limitado, en el nivel de economía de subsistencia. Existen no más de 20 establecimientos de este tipo en todo el país. 24
Los pequeños fundidores se localizan en zonas de pobreza crítica, en locales no adecuados, de uso compartido con otras actividades, incluyendo vivienda, y bajo condiciones de insalubridad. No constituyen cuantitativamente un problema debido a que la actividad resulta cada vez menos rentable en el contexto económico del país. El porcentaje porcentaje de recupe recuperación ración de de plomo plomo es del del 40% o inferior, inferior, y la adquisic adquisición ión de materia prima debe competir con los actores formales que ofrecen mejores precios. precios. El estudio de la situación actual del flujo de Baterías de Ácido-Plomo usadas en Venezuela adoptó un enfoque sistémico, definiéndose las características del Sistema Nacional de Manejo y Reciclaje de Baterías Usadas Ácidas a partir de su división en los sectores formal e informal, identificando los tipos de actores que participan participan en en la cadena cadena de producc producción ión – venta venta – consumo consumo – recole recolección cción – transporte transporte – almacenamie almacenamiento nto – reciclaje reciclaje y aprovechamie aprovechamiento, nto, sus característic características as generales, generales, tecn tecnol olog ogía ías, s, impa impact ctos os,, rela relaci cion ones es y parti partici cipa paci ción ón dentr dentroo de la diná dinámic micaa del del comercio nacional e internacional. En el caso venezolano es de resaltar el peso del sector formal en las operaciones de recolección y reciclado, sirviendo incluso como interfase para actores minoritarios informales. La localización preferente de los flujos flujos de baterí baterías as ácidas ácidas sobre sobre ejes ejes geogr geográfic áficos os espec específic íficos, os, la utiliza utilizació ciónn de tecn tecnol olog ogía ía,, así así como como la tend tenden enci ciaa decr decrec ecie iente nte en las las labo labore ress de fund fundic ición ión y reacondicionamiento en pequeña escala como producto de la coyuntura económica y el comportamiento del mercado en la actualidad son características resaltantes del sistema actual. La indust industria ria nacion nacional al recupe recuperad radora ora de Plomo Plomo dispon disponee de la capac capacida idadd sufi sufici cien ente te para para el reci recicl claj ajee de las las Bate Baterí rías as Usad Usadas as Ác Ácid idoo – Plom Plomoo que que se desincorporan en el país. Sin embargo, las condiciones económicas actuales parecen p arecen estar incidiendo en el auge de las exportaciones de chatarra de plomo proveniente de baterías usadas, las cuales salen fuera de los límites de la nación ocasionando a la vez daños ambientales debido a derrames fronterizos y económicos, al deprimir el mercado afectando a pequeños y grandes recicladores. Se hace necesario generar mecanismos e incentivos que permitan contener el flujo de las baterías usadas 25
dentro del país, considerando las variaciones del mercado sub regional altamente susceptible a fluctuaciones cambiarias Lo anterior, sumado a la reciente devaluación de la moneda, han convertido la exportación ilegal de baterías en el negocio informal de mayor rentabilidad. Este tráfico tiene como destino preferente a Colombia.
Marco legal Regulación Gubernamental Gubernamental En Venezuela, las Baterías Ácido Plomo están clasificadas como material peligroso peligroso recuperable recuperable,, conforme al Decreto Decreto 2.635 sobre Normas Normas para el Control de la Recuperación de Materiales Peligrosos (Gaceta Oficial N° 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de 1998 – como Reforma Parcial del Decreto 2.289). En este sentido, se regula su manejo y transporte, definiéndose los parámetros adecuados para un uso ambientalmente seguro. Cabe destacar sin embargo que se trata de una norma técnica genérica, amplia, incluyente pero que no considera las particularidades de operac ope ración ión de este este tipo de materi material. al. A los fines fines de regular regulariza izar, r, estan estandar dariza izarr y monitorear procedimientos, métodos, equipos y beneficios esperados, con miras a la incorporación de los actores informales a la estructura legal del sistema, resulta conveniente la creación de regulaciones de índole técnica y tributaria para este sector en particular. Bajo las siguientes premisas:
Recuperación: Sólo podrá llevarse a cabo, si el producto resultante reúne las condiciones sanitarias, de seguridad y de calidad, exigidas por los usuarios direc directo toss o por por las las norm normas as de fabr fabric icac ació iónn exist existen ente tes, s, el proc proces esoo se real realiz izaa en conc concor orda danc ncia ia con con las las regu regula laci cion ones es ambi ambien enta tale less y cumpl umplee con con las las demá demáss regulaciones establecidas para materiales controlados por motivos de seguridad, defensa y usos restringidos. Se hacen especificaciones para los procesos y equipos utilizados a fines de la recuperación. 26
- Almacenamiento: Debe cumplir condiciones de clasificación por tipo de desecho, diseño adecuado, tamaño, capacidad, tipo de material, cantidad y tiempo de almacenamiento. Las baterías se definen y clasifican en las leyes venezolanas como materiales peligrosos recuperables, de acuerdo con el Decreto 2635 sobre Normas Normas para el control control de la recuperación recuperación de materiales materiales peligrosos peligrosos (Gaceta (Gaceta Oficial Nº 5.212 (E), de fecha 12 de febrero febrero de 1998 – como Reforma Parcial Parcial del Decreto 2289). Este decreto regula las operaciones para la recuperación de metales como el plomo, plomo, definiendo definiendo parámetros parámetros para la recolecció recolección, n, transporte transporte,, reciclado reciclado y disposición de los materiales peligrosos contentivos de este material, así como para su importación y exportación. Los aspectos más resaltantes de esta norma técnica se señalan a continuación
- Control: sobre actores: Los generadores de materiales peligrosos y las empre empresa sass recu recupe pera rado dora rass debe deberá ránn esta estarr inscr inscrito itoss en el regi regist stro ro de activ activida idadd susceptible de degradar el ambiente que lleva el MARN. El transporte deberá llev llevar arse se a cabo cabo bajo bajo supe superv rvis isió iónn del del gene genera rado dorr del del mate materi rial al peli peligr gros osoo y preferibleme preferiblemente nte por parte de empresas empresas especializa especializadas. das. Las empresas empresas deberán deberán también estar registradas en el MARN.
- Co Cond ndic icio ione ness de Co Com merc erciali ializa zaci ción ón::
Los Los mate materia riale less pelig peligro roso soss
recuperables podrán ser objeto de comercialización para procesamiento posterior, cump cumpli lieendo ndo con con las las cond condic icio ione ness estab stable leci cida dass para para el mane manejo jo y para para los los recuperadores.
- Exportación: Si el material va a ser exportado, la exportadora deberá notificarlo al Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales, indicando el destino, transporte, almacenamiento o empaque, empresa que procesará el material, producto producto final y conformida conformidadd del país del destino destino respecto respecto al ingreso ingreso de la mercancía. El exportador podrá solicitar al Ministerio del Ambiente y de los Recu Recurs rsos os Na Natu tura rale less una una cons consta tanc ncia ia de cump cumpli limi mien ento to de las las regu regula laci cion ones es ambientales establecidas en este Decreto, si la exige el país de destino. Además deberá cumplir con las disposiciones establecidas por los entes competentes en asuntos comerciales, sanitarios y de seguridad y defensa. 27
- Impor Importac tación ión:: Los Los inter interes esad ados os en impo import rtar ar mate materia riale less pelig peligro roso soss recuperables que presenten propiedades útiles aprovechables para un uso específico, deberán solicitar la autorización del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales, Naturales, antes de ingresar ingresar la mercancía mercancía al país, anexando anexando toda la información información relativ relativaa al materia material,l, cantida cantidad, d, compo composic sición ión,, caract caracterís erística ticass peligr peligrosa osas, s, origen origen,, motivo de la importación, proceso a que será sometido el material, empresa que lo procesará, procesará, inscripción inscripción de la empresa empresa como actividad actividad susceptible susceptible de degradar degradar el ambiente, apta para manejar dicho material, medio de transporte, estado físico y empaque, material y garantía que no se trata de un desecho peligroso y que efectivamente será convertido en un producto de consumo o de uso en el país. El Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales podrá solicitar información al gobierno del país de procedencia, antes de otorgar la autorización para importar materiales peligrosos recuperables. Si el material está sujeto a otros controles por razo razone ness sanit sanitar arias ias y de segu segurid ridad ad y defe defens nsaa debe deberá rá tramit tramitar ar la auto autoriz rizac ació iónn correspondiente ante las autoridades autori dades competentes.
- Prohibiciones: Se prohíbe la importación de desechos peligrosos para ser tratados, destruidos o dispuestos en el país, así como el vertido de desechos peligrosos peligrosos en el el suelo, subsue subsuelo lo o cuerpo cuerpo de agua, agua, sin cumplir cumplir con las disposic disposiciones iones establecidas por el Decreto. Los Los aspe aspect ctos os regu regula lado doss por por el De Decr cret etoo ante anterio riorme rmente nte citad citadoo han han sido sido reforzados en una Ley Ordinaria: Ley sobre Sustancias, Materiales y Desechos Peligrosos, publicada en Gaceta Oficial N° 5.554 de fecha 13 de noviembre de 2.001. El Convenio nio de Basile ilea sobre el Contro trol de los Movimie imienntos Tran Transf sfron ronte teriz rizos os de los los De Dese sech chos os Pelig Peligros rosos os fue ratif ratific icad adoo por por Ve Vene nezu zuel ela, a, publicándo publicándose se la Ley Aprobat Aprobatoria oria en Gaceta Gaceta Oficial Oficial No 36.396 del del 16 de Febrero Febrero de 1998. El MARN junto con Guardería Ambiental de la Guardia Nacional, son los organismos encargados de velar por su cumplimiento. Se espera que, con base en los resultados del Programa Nacional para el Manejo Ambientalmente Seguro de 28
Bate Batería ríass Usad Usadas as Ac Acid idoo – Plom Plomo, o, el Minis Ministe terio rio pued puedaa desa desarro rrolla llarr un sist sistem emaa integ integra rado do de infor informa maci ción ón y cont control rol para para atac atacar ar el prob proble lema ma actu actual al (aún (aún no cuantificado) de la salida ilegal de baterías hacia Colombia. A continuación se presenta un inventario del marco regulatorio ambiental dentro del cual se circunscribe el manejo de las baterías ácido – plomo en el país.
Instr nstrum umen ento to Lega egal Tipo ipo Aspec specto to Reg Regulado lado Cons Co nstit tituc ución ión de la Rep Repúb úblic licaa Bol Boliva ivaria riana na de Ve Vene nezu zuel elaa
Naci Na cion onal al
Insp Inspira irada da en la De Decl clar arac ación ión de Río, Río, desd desdee su proe proemi mioo incl incluy uyee como como finalidad la protección ambiental y la garantía de derechos de esta índole Ley Ley Orgánic Orgánicaa del Ambient Ambientee Ley Orgánic Orgánicaa Norma Norma Marco Marco de la regulac regulación ión ambiental Ley Ley sobre sobre Sust Sustan ancia cias, s, Mate Materia riale less y De Dese sech chos os Pelig Peligro roso soss
Ley Ley
Ordin Ordinar aria ia
Controla y Sanciona la importación, exportación, generación y manejo de materiales peligrosos sin los permisos adecuados Ley Orgánic Orgánicaa de Régime Régimenn Municipal Municipal Ley Orgánic Orgánicaa Otorga Otorga a los municipios municipios facultades para la gestión de desechos y la protección del ambiente Ley Ley Orgánica Orgánica de de Ciencia Ciencia,, Tecnol Tecnologí ogíaa e Innovac Innovación ión Ley Orgá Orgánica nica Otorga Otorga incentivos y confiere obligaciones para las empresas con el fin de que inviertan en tecnología e investigación para la protección del ambiente y la mejora de sus procesos procesos Decreto 883 – Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerp uerpos os de Agua y Vertid rtidoos o Eflue fluent ntees Líqu íquidos idos.. Norma orma Técn Técnic icaa
Regu egula
las actividades de aquellas industrias cuyos vertidos contengan elementos tóxicos o nocivos, como en el caso de las recuperadoras de plomo. Decreto 638 – Normas sobre la Calidad del Aire y el Control de la Contamina inación ión Atmosféri féricca Norma rma Técnica ica
Confie fiere los límit ímitees máximo imos
para contamina contaminantes ntes atmosféric atmosféricos os entre los que se cuentan cuentan derivados derivados de la acción acción de la industria de la recuperación del plomo. 29
Ara Arance ncel de Adua duanas nas, SENIA ENIAT T, Nota ota 10
Nota ota en Có Códdigo igo Aranc ranceelari larioo
Se requiere permiso del MARN para la importación
Definición de Términos Básicos Acumulador eléctrico: Dispositivo constituido por un electrolito, un elemento y un contenedor que permite permite almacenar almacenar la energía energía eléctrica eléctrica en forma de energía energía química química y liberar liberar la cuando se conecta con un circuito de consumo externo.
Acumulador de plomo o una batería de plomo: Es un acumulador eléctrico en que el material activo de las placas positivas está stá form formaado por por compu ompueestos stos de plom plomoo y el de las las plac placaas neg negativ ativaas es 30
esencia esencialme lmente nte plomo plomo y el electro electrolito lito,, una solució soluciónn diluida diluida de ácido ácido sulfúri sulfúrico. co. (Glosario de términos sobre baterías)
Actividad: Desint De sinteg egrac ración ión de cierta cierta cantida cantidadd de un radion radionucl ucleid eidoo en determ determinad inadoo estado de energía en determinado tiempo, por intervalo de tiempo, en determinado momento
Agua desionizada o desmineralizada: de smineralizada: El agua agua que que no pres presen enta ta inte interfe rfere renc ncia ia en las las dete determ rmina inaci cion ones es de los los constituyentes que se van a analizar.
Almacenamiento: Acción Acción de almace almacenar nar,, reunir, reunir, con conser servar var,, gua guarda rdarr o depos deposita itarr sustan sustancia cias, s, residuos y desechos peligrosos en bodegas, almacenes o contenedores, bajo las condiciones adecuadas.
Batería: Aparat Apa ratoo electro electroquím químico ico que suminis suministra tra energí energíaa eléctri eléctrica ca a partir partir de la utilización controlada de reacciones químicas. Algunas utilizan reacciones químicas reversibles y pueden ser recargadas, como las de plomo; otras utilizan reacciones no reversibles y no tienen más que una vida útil.
Capacidad del acumulador: Cantidad de electricidad que el acumulador puede producir antes de que el voltaje se reduzca a un nivel inferior al límite de una carga de diez horas. La capacidad se expresa en amperios/hora (Ah).
Carga: Operación Operación mediante la cual una fuente externa suministra suministra energía energía eléctrica eléctrica que se convierte en energía química en el acumulador. 31
Chatarra de origen: Materi Materiale aless de chatar chatarra ra gener generado adoss in situ que no contie contienen nen pintur pinturas as ni recubrimientos sólidos.
Chatarra pronta: Chatarra que resulta de operaciones de manufactura o fabricación
Chatarra de producción: Materi Materiale aless de chatar chatarra ra gener generado adoss in situ situ media mediante nte fundic fundición ión,, extrus extrusión ión,, lamina laminado, do, separa separació ción, n, forjado forjado,, moldea moldeado/e do/esta stampa mpado, do, corte corte y recorte recorte,, y que no cont contie iene nenn pintu pintura ra ni reve revest stimi imien ento toss sólid sólidos os,, pero pero no mate materia riale less de chat chatar arra ra generados mediante torneadura, perforación, laminado y similares operaciones de maquinado, que se realimentan directamente en la operación.
Célula, o célula electroquímica: Se trata trata de un gene genera rado dorr eléc eléctri trico co const constitu ituid idoo por por no meno menoss de dos dos reacciones electroquímicas (llamadas reacciones semi celulares), una de los cuales es de carácter reductor y la otra de carácter oxidante.
CAPITULO III CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones El objetivo estratégico para la prevención y control de la contaminación es promover promover los cambios cambios de conduc conducta ta hacia los los procesos procesos productivo productivoss o de importació importaciónn de productos a través de mecanismos que garanticen un crecimiento económico compatible y equilibrado con el medio ambiente y los recursos naturales, ya que se reconoce que la contaminación influye en la disminución de la productividad del 32
país, con un alto costo económico económico y social social y que además la prevención prevención es menos onerosa que la inversión en saneamiento. Para cumplir con este objetivo clave se dicta el siguiente lineamiento: “Crear “Crear los mecan mecanism ismos, os, proce procedim dimien ientos tos e instrum instrument entos os neces necesario arioss para para prevenir, prevenir, mitigar, mitigar, controlar controlar y compensa compensarr los daño dañoss y contaminac contaminación ión ambiental ambiental provocados provocados por la actividad actividad humana humana a la naturale naturaleza” za” Partiendo de lo anterior, podemos decir que este proyecto logro detectar los principales principales problema problemass que conlleva el flujo de Baterías Baterías Usadas Ácido Ácido Plomo en el país, a través través de las etapas etapas de producció producciónn – consumo consumo – acopio acopio – transporte transporte – reac reacon ondic dicio iona namie mient ntoo o reci recicl clad ado, o, perm permiti itien endo do adem además ás subs subsan anar ar vací vacíos os de información existentes en los sectores acerca de las herramientas apropiadas de política, política, el uso de instrumentos instrumentos económicos económicos y legales, legales, así como de los requerimientos técnicos, comerciales y de gestión que permitan el desarrollo de estrat estrategi egias as locale localess y subre subregio gional nales es para para la minimiz minimizaci ación ón de la gener generaci ación ón de desechos peligrosos y su manejo ambientalmente seguro. En este sentido cobra importancia la falta de orientación de las comunidades con respecto a este material. El estudio de la situación actual del flujo de Baterías de Ácido-Plomo usadas en Venezuela mostro las características del Sistema Sistema Nacional de Manejo Manejo y Reciclaje de Baterías Usadas Ácidas poco eficiente, identificando los tipos de actores que participan en la cadena de producción – venta – consumo – recolección – transporte transporte – almacenam almacenamiento iento – reciclaje reciclaje y aprovecha aprovechamiento miento,, sus característ características icas generales, tecnologías, impactos .En el caso venezolano es de resaltar el peso del sector formal en las operaciones de recolección y reciclado. La indust industria ria nacion nacional al recupe recuperad radora ora de Plomo Plomo dispon disponee de la capac capacida idadd sufi sufici cien ente te para para el reci recicl claj ajee de las las Bate Baterí rías as Usad Usadas as Ác Ácid idoo – Plom Plomoo que que se desincorporan en el país. Sin embargo, las condiciones económicas actuales parecen p arecen estar incidiendo en el auge de las exportaciones de chatarra de plomo proveniente de baterías usadas, las cuales salen fuera de los límites de la nación ocasionando a la vez daños ambientales debido a derrames fronterizos y económicos, al deprimir el mercado afectando a pequeños y grandes recicladores. Se hace necesario generar 33
mecanismos e incentivos que permitan contener el flujo de las baterías usadas dentro del país. En cuanto a la integración del sector informal a la dinámica formal de reci recicla claje je con con la parti partici cipa pació ciónn de las las auto autorid ridad ades es ambi ambien enta tale les, s, pero pero con con la participació participaciónn activa de las industria industriass y la comunida comunidadd en general. general. En este sentido, sentido, los programas programas de educació educaciónn al usuario y de investigación investigación en materia materia de manejo seguro seguro de baterías usadas ácido – plomo (hacia los cuales Venezuela está comenzando a dar algunos pasos en materia legislativa) son propuestas obligadas. Según el estudio de campo, el mercado de reacondicionamiento de baterías es muy limitado, en el nivel de economía de subsistencia. Existen no más de 20 establecimientos de este tipo en todo el país. Los pequeños fundidores se localizan en zonas de pobreza crítica, en locales no adecuados, de uso compartido con otras actividades, incluyendo vivienda, y bajo condiciones de insalubridad. No constituyen cuantitativamente un problema debido a que la actividad resulta cada vez menos rentable en el contexto económico del país. El porcentaje porcentaje de recupe recuperación ración de de plomo plomo es del del 40% o inferior, inferior, y la adquisic adquisición ión de materia prima debe competir con los actores formales que ofrecen mejores precios. precios.
Recomendaciones Las Las bate batería ríass se defin definen en y clas clasifi ifica cann en las las leye leyess vene venezo zola lana nass como como materiales materiales peligrosos recuperables recuperables,, de acuerdo con el Decreto Decreto 2635 sobre Normas Normas para el el control de la recuperac recuperación ión de materiale materialess peligrosos peligrosos (Gaceta (Gaceta Oficial Oficial N° 5.212 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de 1998 – como Reforma Parcial del Decreto 2289). Este decreto regula las operaciones para la recuperación de metales como el plomo, definiendo parámetros para la recolección, transporte, reciclado y disposición de los materiales peligrosos l, así como para su importación y exportación. Sin duda estas medidas no han sido suficientes por lo que se comienda que: 34
•
Se real realic icee un un dis diseeño e imp imple leme ment ntac ació iónn de de Sis Siste tema ma inte integr gral al de gest gestió iónn
y control ambiental, que apoye a un programa nacional de manejo ambientalmente seguro de desechos peligrosos. Permitiría el registro, documentación y seguimiento de los flujos de baterías usadas de ácido - plomo por parte de las empresas y comercios del ramo en todo el país, así como el control sobre el otorgamiento de permisos permisos y otros hechos hechos significativ significativos os para el desarrollo desarrollo del del proceso proceso de recolección recolección – transporte transporte y reciclaje reciclaje bajo bajo parámet parámetros ros ambienta ambientalmente lmente seguros. seguros. •
2.
Elaboración de de tr transportes
para la la re recolección y
establecimientos adecuados de baterías usadas de ácido – plomo, de manera legal con con regu regula laci ción ón precio precioss a nivel nivel naci nacion onal al,, el incen incentiv tivoo a los los reco recole lect ctor ores es y recicladores. •
3.
Diseño de de medidas tendientes a la in información y ed educación
de consumidores y trabajadores del sector, que enfoquen el problema del desecho de estas baterías. •
4.
Fomentar conciencia social en las comunidades acerca de que
se debe hacer con las baterías ya usadas. Con técnicas como el reciclaje que son tan útiles para el planeta como económicamente.
Técnica de Reciclado El reciclaje de Baterías de vehículos es obligatoria por ley, ya que se consideran desechos peligrosos, no debe disponerse al lado de las basuras normales de un hogar. Existen puntos especializados para ello , si el cambio de batería es realizado en casa, de debe guardar la batería aparte, evitando su maltrato y llevarla luego a un centro de acopio de este tipo de elementos. Si en cambio de la batería fue realizado por un centro profesional, profesional, estos estos deben deben tener tener centro centro de acopio acopio de este tipo de materiales para luego enviarlos al reciclador profesional, los negocios de reparación 35
de vehículos o talleres, normalmente tienen centro de recepción de este tipo de baterías. baterías. Es impo import rtan ante te el reci recicl claj ajee de las las bate baterí rías as ya que que son son suma sumame ment ntee contaminantes, el filtrado de los ácidos, químicos y metales que contiene la batería en la tierra puede ser altamente tóxico y contaminar por ejemplo el agua, además de provocar provocar explos explosiones. iones. Si tienes algunos conocimientos de electricidad es posible que la vieja batería batería del auto pueda servirle servirle para otros usos, ejemplo ejemplo alimentador alimentador de electricidad electricidad para luces luces de emerge emergencia. ncia. Cuando se recicla una batería gastada, todos los elementos se pueden retirar y reutilizar en baterías nuevas. El plomo, por ejemplo, es casi 100 por ciento de reciclable, y encuentra generalmente su uso nuevamente dentro de las baterías nuevas repetidamente una y otra vez. Los componentes plásticos también se pueden reciclar para crear las baterías nuevas y otros productos. El ácido sulfúrico se puede reciclar y utilizar en baterías nuevas; puede ser neutralizado, ser purificado y ser probado probado antes antes de ser lanzado lanzado como agua limpia; limpia; o puede puede ser ser convertido convertido al al sulfato sulfato de sodio, a un producto usado en fertilizante, a los tintes y a otros productos. Al final de su vida útil la batería contiene la misma cantidad de plomo que el producto producto nuevo. Por esta razón la batería batería usada adquiere adquiere un valor comercial comercial signif signific icat ativo ivo ya que que es posibl posiblee reci recicla clarr el plom plomoo a trav través és de un proc proces esoo de fundición. En la separac separación ión de las partes partes de la batería batería para para su reciclad recicladoo se generan generan tres corrientes corrientes de residuos: residuos: electrolito electrolito ácido, placas placas de plomo y plásticos, plásticos, cuyas cuyas opciones de recuperación, valorización o disposición final se esquematizan.
Drenaje del electrolito Las Las baterí baterías as deb deben en ser drenad drenadas as antes antes de entrar entrar en el proce proceso so de reciclado, reciclado, ya que el electrolito ácido complica complica el proceso proceso de fusión-reducció fusión-reducciónn del plomo. plomo. 36
El drenaje drenaje de de baterías baterías usadas usadas es una una operac operación ión de eliminac eliminación ión que que debe debe realizarrealizar- se exclusivam exclusivamente ente en instala instalacione cioness de eliminac eliminación ión que que cuente cuentenn con la respectiva autorización sanitaria. Esta es una actividad que puede ser peligrosa peligrosa para la salud humana y para el medio ambiente, que requiere no sólo herramientas y equipos de seguridad especial, sino también personal capacitado
Trituración y separación de partes Las Las baterí baterías as pasan pasan a las tritura triturador doras as de martillo martillo u otros otros mecanism mecanismos os de trituración que las dividen en pequeños trozos. Este procedimiento garantiza que que todos los componentes puedan puedan separarse fácilmente en en las etapas siguientes: • Los óxidos y sulfatos de plomo se separan hidráulicamente de los demás mate- riales y se envían al horno de fundición, si se va a utilizar una técnica pirometalúrgic pirometalúrgica, a, o se someten someten
a otros procesos, procesos, por ejemplo, ejemplo, técnicas técnicas
hidrometalurgias. • Las placas de plomo, plomo, las rejillas, los conectores y los bornes bornes se envían al horno de fundición. • Los residuos de polipropileno se lavan para extraer los restos de óxido de plomo y se trituran hasta hasta obtener obtener piezas piezas pequeñas, pequeñas, cuyas cuyas dimensione dimensioness dependen dependen de su uso futuro. • Los residuos residuos de ebonita ebonita pued pueden en ingresar ingresar el horno de fundición fundición como agente agente reductor. reductor. Si esto no es posible, posible, se deben deben extraer extraer los últimos últimos restos de plomo mediante mediante un segundo segundo lavado, lavado, preferiblem preferiblemente ente en una solución solución alcalina alcalina seguida de otro enjuague.
Reducción del plomo La chatarra obtenida a partir del del proceso proceso de apertura de los acumuladores cosiste en una mezcla de varias sustancias: plomo metálico, óxido de plomo, sulfato de plomo y otros metales, como calcio, cobre, antimonio, arsénico, estaño y, en ocasiones, plata. Para aislar aislar el plomo metálico de esa mezcla pueden aplicarse dos dos 37
métodos, métodos, procesos procesos hidrometalú hidrometalúrgicos rgicos
y
procesos procesos pirometalúrg pirometalúrgicos icos
tamb tambié iénn se puede puede utiliza utilizarr una una comb combina inació ciónn de ambos ambos,,
(aunque (aunque
en lo que que sería sería un
procedimient procedimientoo híbrido. híbrido.
QUE SE DEBE HACER EN CASO DE: Inhalación: Electrolito: Se deberá trasladar al afectado inmediatamente al aire fresco. Si su respiración se dificulta, se le deberá deberá suministrar oxígeno.
Compuestos de plomo: Se deber deberáá retirar retirar al afec afectad tadoo de la la fuent fuentee de de exposición. El afectado deberá hacer gárgaras, lavar su nariz y labios. Se deberá buscar buscar atención atención médica médica..
• Ingestión: Electrolito: El afectado afectado deberá deberá tomar abun abundante dante agua. agua. No se inducirá inducirá vómito. Se deberá buscar buscar atención médica. médica.
Compuestos de plomo: Se deberá buscar atención médica. • Contacto con la piel: Electrolito: El afecta afectado do deberá deberá lavarse lavarse con con abund abundante ante agua durante durante 15 15 minutos; deberá retirarse la ropa contaminada, inclusive los zapatos.
Compuestos de plomo : El afectado se deberá deberá lavar con jabón y agua. • Contacto con los ojos: Electrolito y compuestos de plomo: El afecta afectado do deb deberá erá lavarse lavarse con con abundante agua agua durante 15 minutos. Se deberá deberá buscar atención médica. médica.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS http://www.repsol.com/es_es/energia-casa/concienciasostenible/reportajes/reciclaje_de_baterias_de_autom.aspx http://aceer.uprm.edu/aceer/pdfs/reciclaje_baterias.pdf http://www.slideshare.net/search/slideshow? searchfrom=header&q=r searchfrom=h eader&q=reciclaje+de+ba eciclaje+de+baterias terias http://es.scribd.com/search? query=reciclaje+de+baterias+de query=reciclaje+de+ baterias+de+automo +automoviles viles http://es.scribd.com/collections/2609421/impacto-ambientalcontaminacion?page=3 http://es.scribd.com/collections/2609421/impacto-ambientalcontaminacion?page=3 http://es.scribd.com/doc/60545514/baterias
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AGRADECIMIENTOS
Gracias a todas y cada una de las personas que de una u otra forma participaron participaron en en la investigació investigaciónn realizada realizada ya que que invirtieron invirtieron tiempo tiempo y conocimie conocimiento nto para ayuda ayudarr a complet completar ar este proyecto. proyecto. Por Por ultim ultimoo a toda todass aque aquella llass pers person onas as que que sin sin espe espera rarr nada nada a camb cambio io interca intercambi mbiaro aronn informa informació ciónn valiosa valiosa llena llena de con conoci ocimie mientos ntos ,y no pod podría ríamos mos despedirnos sin agradecer al Liceo Roberto Martínez Centeno por habernos recibido en sus aulas y a sus profesores por tan insigne educación a todos un millón de gracias
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ANEXOS
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