Guida per i docenti. Pile e batterie: chi le usa, le riporta. Moduli didattici «Pile e batterie»

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1 Pile e batterie: chi le usa, le riporta. Moduli didattici «Pile e batterie» Guida per i docenti Un progetto dell Organizzazione per lo smaltimento delle batterie INOBAT In collaborazione con Praktischer Umweltschutz Schweiz Pusch

2 Il ciclo di vita di pile e batterie Produzione, distribuzione Materie prime, fonti energetiche Acquisto Utilizzo Produzione Consumo Materie prime secondarie Scorie, rifiuti, messa in discarica Trattamento Smaltimento, riciclaggio Restituzione Incenerimento Trasporto gratuito Accesso alla banca dati: 2

3 Sommario Premessa 4 Struttura dei moduli didattici «Pile e batterie» 5 Parte I: Nozioni generali sulle batterie 7 Definizioni La storia della batteria Struttura e funzionamento di una batteria Tipologia e forme delle batterie Materie prime e produzione Parte II: I vari tipi di batteria e i loro vantaggi e svantaggi 13 Batterie primarie Batterie secondarie Parte III: Il riciclaggio delle batterie in Svizzera 17 L Organizzazione d interesse per lo smaltimento delle batterie INOBAT Il riciclaggio delle batterie esauste: da rifiuto a materia prima Impressum 20 Accesso alla banca dati: 3

4 Premessa Le usiamo tutti, tutti i giorni e nelle occasioni più diverse: pile e batterie sono parte integrante della nostra vita quotidiana e la tendenza a usarle in misura sempre maggiore non conosce soste. Le batterie ci aiutano a essere più mobili e indipendenti, ma sono anche un tema ambientale, come l alluminio, il vetro, il cartone, la carta o il PET. Promuovere la riflessione sul nostro consumo di batterie e la sensibilizzazione per le tematiche ambientali costituisce dunque un importante passo verso un uso ragionevole e il corretto smaltimento di questi piccoli fornitori di energia. Essendo considerati rifiuti speciali, infatti, il loro riciclaggio è di primaria importanza. Ecco perché desideriamo animarvi a trattare questo argomento anche all interno delle vostre lezioni di studio dell ambiente. E questo non in modo isolato e occasionale bensì come esempio di altri cicli di vita e nell ambito della promozione di un comportamento ecoconsapevole. In effetti, pile e batterie consentono di illustrare in modo ideale il ciclo di vita di un prodotto, dalla fabbricazione fino allo smaltimento e al riutilizzo. Particolarmente importante è la fase dello smaltimento che dev essere eseguito a regola d arte. I moduli didattici «Pile e batterie» sono frutto di un iniziativa avviata dall Organizzazione per lo smaltimento delle batterie INOBAT in collaborazione con la fondazione Praktischer Umweltschutz Schweiz Pusch. Si basano su idee sviluppate dal Laboratorio batterie dell Ufficio di coordinamento di ecologia generale (IKAÖ) dell Università di Berna che qui cogliamo l occasione di ringraziare sentitamente. Speriamo che numerosi docenti accolgano il nostro invito e svolgano il tema batterie nelle loro classi. A tutti loro siamo lieti di mettere a disposizione 15 moduli didattici per le lezioni di studio dell ambiente concepiti in funzione dei vari livelli scolastici e finalizzati all applicazione pratica. Accesso alla banca dati: 4

5 Struttura dei moduli didattici «Pile e batterie» I moduli didattici «Pile e batterie» si compongono di questa guida per i docenti e di una raccolta di schede con 15 compiti già predisposti per la classe. I materiali necessari per lo svolgimento di tali compiti sono solitamente di facile reperibilità. La suddivisione in guida e compiti, con rimandi incrociati tra l uno e gli altri, permette all insegnante di ottenere con relativa facilità una visione generale dell argomento, per poi definire le priorità didattiche secondo le proprie preferenze. > Osservazioni sulla guida per i docenti La guida, che serve da introduzione alla materia, contiene le principali informazioni su pile e batterie. Redatta in un linguaggio conciso e facilmente comprensibile, essa funge da solida base di partenza per l uso dei moduli. Nonostante lo stile sintetico ed essenziale, anche chi ha conoscenze limitate sull argomento potrà imparare molto e soprattutto ciò che è veramente necessario sapere. > Osservazioni sui moduli didattici La raccolta di schede si articola in 15 moduli completi di istruzioni e fogli di lavoro pronti per l uso in classe. Oltre al ciclo di vita, essi illustrano anche vari altri aspetti relativi a pile e batterie, dalla produzione al consumo, dallo smaltimento al riciclaggio. Poiché il tema si presta a essere affrontato a tutti i livelli scolastici, ogni compito è classificato in funzione della rispettiva categoria di età. La collaborazione degli studenti è essenziale! Ogni modulo didattico è suddiviso in 2 sezioni compito e informazioni per l insegnante di cui la prima costituisce una breve introduzione al rispettivo ambito tematico e, oltre a indicazioni sull obiettivo didattico e sugli strumenti ausiliari, fornisce le istruzioni per l applicazione pratica di quanto proposto. Per alcuni compiti sono state predisposte delle schede informative (fogli di lavoro) che gli allievi potranno utilizzare come aiuto e mezzo di autocontrollo. Le informazioni contestuali per il docente, oltre ad avere una funzione esplicativa e di supporto, intendono fornire lo spunto per ulteriori approfondimenti. > Impiego dei moduli La sede di lavoro è prevalentemente l aula, ma è anche previsto l uso della medioteca o della biblioteca. Taluni compiti implicano che si debba lasciare l aula e uscire tra la gente, ad esempio per un sondaggio. I compiti si prestano a varie forme di insegnamento come lavoro di gruppo o laboratorio (workshop). > Per scaricare i moduli: Tutte le proposte didattiche, fogli di lavoro compresi, sono accessibili in internet, accanto a link, indirizzi e indicazioni bibliografiche utili per la consultazione di letteratura specializzata. Accesso alla banca dati: 5

6 > Obiettivi dei moduli Trasmettere conoscenze di base sulle batterie, la loro struttura e il loro funzionamento (conoscenze ambientali) Creare consapevolezza per quanto riguarda la salvaguardia di risorse e fonti energetiche (atteggiamento ecosensibile) Insegnare un uso corretto di pile e batterie (comportamento ecoconsapevole) Da questi obiettivi primari è possibile ricavare una serie di obiettivi secondari, come ad esempio imparare a fare un uso intelligente di pile e batterie, sapere quali alternative esistono alle batterie, avviare un processo di autosensibilizzazione verso il proprio comportamento. Compito 4: Energia mobile: a qualunque prezzo? Compito 6: Alla ricerca di alternative alle batterie Accesso alla banca dati: 6

7 Parte I: Nozioni generali sulle batterie Definizioni «Pila» (o batteria) è in realtà l abbreviazione del termine «pila a secco». Secondo una classificazione classica si è soliti distinguere tra batterie primarie e batterie secondarie, a dipendenza della reversibilità o meno delle reazioni chimiche. Le batterie primarie sono utilizzabili una sola volta, fino al loro totale esaurimento, mentre quelle secondarie dette anche accumulatori possono essere ricaricate e quindi riutilizzate. Nel linguaggio corrente sia le pile a secco che gli accumulatori vengono definiti «batterie». Durante il loro ciclo di scarica, pile e batterie erogano indipendentemente dalla rete di alimentazione l energia elettrica necessaria per far funzionare un apparecchio o dispositivo (cellulare, radio, torcia elettrica, ecc.). La storia della batteria La storia della batteria inizia con le ricerche sull elettricità condotte dal naturalista e docente di anatomia italiano Luigi Galvani ( ). Correva l anno 1789 quando Galvani, nel corso dei suoi esperimenti, scoprì casualmente il principio alla base della batteria. Dopo aver utilizzato degli uncini di rame per agganciare delle cosce di rana alla balaustra di ferro del suo balcone, egli osservò che queste si contraevano ogni volta che toccavano la ringhiera. Galvani pensava che l energia elettrica risiedesse nella rana, un ipotesi che però dieci anni dopo venne contraddetta dal fisico Alessandro Volta ( ). Quest ultimo osservò infatti che l elettricità veniva prodotta solo quando le zampe della rana toccavano contemporaneamente due metalli diversi e ne dedusse quindi che l energia proveniva dai metalli. Volta accertò anche che la generazione del flusso di corrente era prevalentemente determinata dalla combinazione di un metallo nobile con uno comune e, basandosi su queste nozioni, sviluppò l elemento galvanico, il precursore della batteria. L elemento galvanico si componeva di due strisce di metalli diversi che Volta immergeva in una soluzione acida: collegando le due strisce metalliche tramite un circuito conduttore veniva generata una forte scarica elettrica. Negli anni successivi quella scoperta venne gradualmente perfezionata, portando all invenzione di batterie sempre più efficienti (v. capitolo «I vari tipi di batteria e i loro vantaggi e svantaggi»). Compito 1: Costruiamo una pila Accesso alla banca dati: 7

8 Struttura e funzionamento di una batteria La batteria è una fonte di energia elettrochimica la cui erogazione avviene per effetto delle reazioni chimiche che si svolgono al suo interno (ciclo di scarica) e quindi indipendentemente da una rete di alimentazione elettrica. L unità più piccola di una batteria si chiama cella (galvanica). Solitamente una batteria è composta da più celle elettricamente interconnesse a formare un insieme unitario. La conversione dell energia da chimica in elettrica è resa possibile dalla presenza di due elettrodi che all interno della cella sono collegati reciprocamente tramite un fluido elettroconduttore (elettrolita). Un elettrodo è costituito da un metallo (per esempio zinco o litio) che a contatto con l elettrolita crea un potenziale negativo, il cosiddetto polo negativo della cella (anodo). Il secondo elettrodo è invece costituito da un composto (a conduzione di elettroni) e ricco d ossigeno (per esempio idrossido di nichel, biossido di manganese oppure ossido d argento) che a contatto con l elettrolita genera un potenziale positivo, formando così il polo positivo della cella (catodo). Etichetta Contenitore in acciaio Collettore Guarnizione Polo positivo Polo negativo Catodo Separatore Anodo Membrana di sovrappressione Lo schema mostra la struttura di una batteria alcalina al manganese. Accesso alla banca dati: 8

9 Procediamo ora a una descrizione semplificata dei processi chimico-fisici che si svolgono all interno di una batteria. Per illustrare il principio della conversione dell energia chimica in energia elettrica prendiamo come esempio un elemento di rame/zinco (pila Daniell): il prelievo di energia elettrica da una batteria fa sì che gli atomi di zinco (polo negativo) liberino una certa quantità di elettroni (ossidazione) che attraversano la soluzione sotto forma di ioni di zinco. Tramite un conduttore esterno, gli elettroni arrivano all utenza (per esempio una torcia elettrica) e poi al polo positivo della batteria, dove gli ioni di rame assorbono gli elettroni (riduzione). Nel linguaggio tecnico questa migrazione di elettroni è definita ossidoriduzione. La chiusura del circuito elettrico avviene per effetto del flusso interno di ioni da un elettrodo all altro attraverso il conduttore elettrolitico. Tale scambio di elettroni tra reagenti di tipo adatto è all origine della tensione elettrica che nella pila Daniell è di 1,1 Volt. Traduzione: - Anode: Anodo - Elektronen-Strom: Flusso di elettroni - Kathode: Catodo - Stoffoxidation während der Entladung: Ossidazione del materiale durante la scarica - Stoffreduktion während der Entladung: Riduzione del materiale durante la scarica - Ionen-Strom: Flusso di ioni In corrispondenza del catodo si genera quindi una reazione di riduzione, mentre sull anodo si verifica un ossidazione: Riduzione (assorbimento di elettroni) del catodo: Cu e- Cu Ossidazione (cessione di elettroni) dell anodo: Zn Zn e- L intera reazione (ossidoriduzione) è espressa dalla seguente equazione: Cu 2+ + Zn Cu + Zn 2+ Compito 2: Come si genera la corrente nella batteria? Compito 9: Misurare la tensione di una batteria Accesso alla banca dati: 9

10 Tipologia e forme delle batterie Le batterie sono disponibili in commercio in una grande varietà di forme e dimensioni. Questo ne rende possibile l impiego negli ambiti più diversi. Solitamente si distingue tra quattro forme di batteria: a) Pile cilindriche (batterie primarie e accumulatori) Questo tipo di batteria è quello più diffuso in assoluto e, a seconda della tecnologia adottata, può essere composto da elettrodi monopiastra o avvolti a spirale. Quest ultimo tipo di struttura consente di realizzare la massima superficie di contatto in uno spazio minimo e quindi di ottenere un elevata densità energetica. Le pile (o celle) cilindriche più in uso sono reperibili in commercio in sette formati diversi, tutti normalizzati nelle rispettive dimensioni e denominazioni commerciali: Denominazione commerciale Dimensioni (mm) E90 Ø 12,0 altezza 30,2 AAA Ø 10,5 altezza 44,5 AA Ø 14,5 altezza 50,5 C Ø 26,6 altezza 50,0 D Ø 34,2 altezza 61,5 9V lunghezza 26,5 larghezza 17,5 altezza 48,8 4,5V lunghezza 62,0 larghezza 22,0 altezza 67,0 IEC / altre denominazioni Tensione (Volt) Campo d impiego tipico LR 1/Lady 1,5 Macchine fotografiche LR 3, R 3/Micro 1,5 Telecomandi LR 6, R 6/Mignon 1,5 Lettori CD portatili LR 14, R 14/Baby 1,5 Radio portatili LR 20, R 20/Mono 1,5 Impianti hi-fi portatili 6 LR 61, 6 F 22/ E-Block 3LR12, 3R12/ piatta (non disponibile come accumulatore) 6 x 1,5 = 9 Telecomandi 4,5 Torce elettriche Illustrazione: Claudio Köppel, infel 2001 In generale, le confezioni riportano le denominazioni elencate nella prima colonna. Inoltre, per ogni batteria vengono indicati nome del produttore, tipo di batteria e tensione. Le batterie ricaricabili recano solitamente la dicitura «batteria ricaricabile». Accesso alla banca dati: 10

11 b) Pile a bottone (batterie primarie e accumulatori) Queste batterie hanno un diametro equivalente o superiore alla loro altezza. Vengono soprattutto utilizzate per apparecchiature che richiedono una fonte energetica piccola, leggera e nello stesso tempo efficiente. Tipo di batteria Tensione nominale (Volt) Campi d impiego tipici Litio-manganese 3,0 Calcolatrici tascabili, orologi, telecomandi Ossido d argento-zinco 1,55 Orologi, macchine fotografiche, calcolatrici tascabili Alcalino-manganesezinco 1,5 Calcolatrici tascabili Zinco-aria 1,4 Apparecchi acustici, cercapersone Ossido di mercuriozinco Nichel-cadmio (ricaricabile) Nichel-idruro metallico (ricaricabile) 1,35 Macchine fotografiche, apparecchi acustici, orologi 1,2 Protezione della memoria di computer 1,2 Cercapersone Fonte: «Batt-Info-Set» della fondazione GRS, Amburgo, c) Pile prismatiche (batterie primarie e accumulatori) Queste batterie presentano una base rettangolare, come ad esempio la batteria a pacco da 9 Volt. d) Power Pack I moderni apparecchi elettronici, come ad esempio i notebook o i cellulari, sono alimentati dai cosiddetti Power Pack (accumulatori) i cui elettrodi sono costituiti da piastre piatte. Dato che possono essere realizzate in forma estremamente appiattita, queste batterie sono particolarmente adatte per apparecchiature tanto sottili da non consentire l uso di pile cilindriche. Compito 5: Pile e batterie nella vita di tutti i giorni Compito 7: Tipi di batteria il mondo delle pile e delle batterie Accesso alla banca dati: 11

12 Materie prime e produzione In Svizzera esiste un solo fabbricante di batterie per uso domestico: la società Energizer, che a La Chaux-de-Fonds produce batterie alcalino-manganese. La tabella seguente indica la provenienza dei materiali usati per la produzione di queste batterie e le loro modalità di trasporto in Svizzera: Materia prima Provenienza Trasporto Biossido di manganese Grecia Ferrovia/camion Zinco in polvere Belgio Camion Grafite Svizzera Camion Separatore (membrana divisoria) Giappone Nave/camion Contenitore in acciaio Germania Camion Etichetta (label) Germania Camion Compito 3: Di cosa sono fatte pile e batterie? Accesso alla banca dati: 12

13 Parte II: I vari tipi di batterie e i loro vantaggi e svantaggi Pile e batterie si suddividono in due grandi categorie: batterie primarie e batterie secondarie. Le batterie primarie si scaricano una sola volta, dopodiché sono da considerarsi completamente esauste. Le batterie secondarie (dette anche accumulatori) possono invece essere rigenerate più volte dopo l uso mediante un apposito dispositivo di ricarica, detto caricabatterie. In questo processo di ricarica l energia elettrica fornita da una fonte esterna viene nuovamente accumulata sotto forma di energia chimica. Le reazioni chimiche delle batterie secondarie sono quindi reversibili. Una batteria si compone di un anodo, un catodo, una membrana divisoria (separatore) e un elettrolita. I sistemi elettrochimici sono molteplici e le loro denominazioni dipendono dai materiali che vengono utilizzati come elettrodi ed elettrolita. In generale, le batterie prendono il nome dal materiale impiegato rispettivamente per il polo positivo (catodo) e per quello negativo (anodo). Le varie batterie primarie e secondarie si differenziano per tensione, capacità e rendimento. Queste caratteristiche determinano il tipo di applicazione e di apparecchiature a cui sono destinate. Batterie primarie Le batterie primarie più diffuse sono le pile cilindriche alcalino-manganese (per apparecchi con maggiore fabbisogno di energia) e quelle zinco-carbone (per impieghi a basso consumo energetico). Insieme coprono oltre l 80% del volume complessivo di batterie vendute. Si evidenzia una tendenza al calo nell impiego delle batterie zinco-carbone a vantaggio delle batterie alcalino-manganese e dei dispositivi ricaricabili. a) Batteria zinco-carbone L elettrodo positivo (catodo) si compone di biossido di manganese (pirolusite compressa) mescolato con polvere di grafite per ottenere una migliore conducibilità; una barretta di carbone funge da collettore. L elettrodo negativo (anodo) è di zinco. Tra la massa positiva e lo zinco viene interposta una membrana di carta che serve a impedire il contatto elettrico diretto tra gli elettrodi. L elettrolita è costituito da una soluzione alcalina. La tecnologia della batteria zinco-carbone detta anche «pila Leclanché» dal nome del suo inventore Georges Lionel Leclanché (brevetto del 1866) è la più antica in assoluto. Questo classico sistema è tuttora una soluzione conveniente soprattutto per alimentare dispositivi a basso assorbimento di potenza o che vengono usati solo saltuariamente (per esempio orologi da cucina o torce elettriche). Le batterie zinco-carbone hanno però uno scarso rendimento alle basse temperature e dagli anni 80 vengono sempre più rimpiazzate dalle più efficienti batterie alcalino-manganese. b) Batteria alcalino-manganese La batteria alcalina al biossido di manganese presenta una struttura analoga a quella della batteria zinco-carbone. L elettrodo positivo è costituito da biossido di manganese a cui è stata aggiunta della polvere di grafite, mentre quello negativo si compone di polvere di zinco e di un perno metallico come ricevitore di corrente, il tutto racchiuso in un contenitore d acciaio. Contrariamente alla batteria zinco-carbone (il cui elettrolita è basico), l elettrolita di questo sistema è composto da idrossido di potassio basico (potassa caustica). I due elettrodi sono separati da una membrana microporosa che è permeabile agli ioni dell elettrolita ma non a Accesso alla banca dati: 13

14 quelli degli elettrodi. Questo tipo di batteria offre un miglior rapporto prezzo/rendimento rispetto alle batterie zinco-carbone e per di più, contrariamente a queste ultime, non è soggetto a corrosione. Le batterie alcaline al manganese sono adatte per apparecchi a forte consumo energetico e di uso frequente come macchine fotografiche, walkman o flash. c) Batteria al litio È un tipo di batteria che sta affermandosi sempre più grazie alla capacità di questo metallo leggero di produrre una tensione da tre a quattro volte maggiore rispetto ad altri materiali. L anodo è di litio, il catodo ad esempio di biossido di manganese e l elettrolita è costituito da potassa caustica. Le batterie al litio presentano un livello di autoscarica praticamente nullo e trovano impiego in macchine fotografiche, orologi da polso, calcolatrici tascabili, computer per bicicletta e via dicendo. d) Pila a bottone all ossido d argento Si tratta di una pila a bottone con capacità di carica da media a elevata. L anodo è polvere di zinco, il catodo ossido d argento e l elettrolita una lisciva di potassa organica. Queste batterie sono indicate per il funzionamento di orologi da polso, macchine fotografiche, calcolatrici tascabili, apparecchi medicali (iniettori di insulina per diabetici), ecc. Un accenno al mercurio Negli ultimi anni si sono fatti molti progressi nella fabbricazione delle batterie. Già dalla prima metà degli anni 90, tutti i principali produttori europei non impiegano più il mercurio nella fabbricazione di batterie alcalino-manganese e zinco-carbone. A partire dal 2000, anche le pile a mercurio del tipo a bottone, utilizzate soprattutto per apparecchi acustici ad alta capacità, sono state sostituite da sistemi ecocompatibili come le pile a bottone zinco-aria. L Allegato 2.15 all Ordinanza sulla riduzione dei rischi inerenti ai prodotti chimici (ORRPChim) della Confederazione fissa inoltre come valore massimo di mercurio nei sistemi alcalinomanganese la percentuale in massa dello 0,0005. Le batterie attualmente in commercio contengono dunque una quantità di mercurio quasi nulla. Tuttavia occorre tenere presente che sono ancora in circolazione batterie di vecchi stock con un contenuto di mercurio più elevato. Compito 10: Le batterie sono dannose per l ambiente? Accesso alla banca dati: 14

15 Batterie secondarie Nonostante siano più costose rispetto a quelle primarie, le batterie ricaricabili (o accumulatori) risultano convenienti per applicazioni che ne prevedono un impiego frequente e continuo. Infatti consentono di risparmiare materie prime ed energia a condizione tuttavia che vengano usate in modo corretto. Ad esempio scaricandole completamente a intervalli regolari per ridurre il cosiddetto effetto memoria, ossia quel fenomeno per cui una batteria ricaricata quando non è ancora completamente scarica si ricorda di questa piccola carica residua riducendo di conseguenza la sua capacità. Altra precauzione importante è quella di ricaricare gli accumulatori solo con dispositivi adeguati. Nel caso delle batterie secondarie si è soliti fare una distinzione tra batterie a secco (ad esempio gli accumulatori usati nei telefoni cellulari) e batterie a liquido (batterie per auto), Tuttavia, i moduli didattici Pile e batterie sono dedicati unicamente alle batterie per uso domestico e non trattano quindi quelle per autoveicoli. Queste ultime, infatti, oltre a presentare una struttura tecnicamente diversa dalle batterie di uso comune, sono anche integrate in un circuito di smaltimento indipendente che ne prevede la diretta riconsegna all autofficina. a) Accumulatori al nichel-cadmio Assieme a quelle al nichel-metall-idruro e a quelle agli ioni di litio, queste sono le batterie ricaricabili più diffuse. La corrente è generata da due lamierini, uno di nichel e l altro di cadmio, separati da un materiale isolante e immersi in potassa caustica. Si tratta di un sistema conveniente e molto indicato per apparecchiature a forte consumo energetico (elettroutensili, videocamere, giocattoli, ecc.) e per l impiego a basse temperature. Gli accumulatori al nichel-cadmio sono robusti e, se usati in modo corretto, hanno una durata utile molto lunga (sopportano fino a 1000 ricariche). Rispetto ad altri sistemi, tuttavia, presentano una serie di svantaggi: hanno una minore capacità e a causa dell elettrodo di cadmio sono più soggetti all effetto memoria; inoltre il cadmio è un metallo pesante estremamente tossico per l ambiente e difficile da smaltire. Il loro impiego è quindi ragionevole solo a condizione che se ne sfrutti appieno la lunga durata e si possa garantirne un efficace smaltimento. Tutti questi inconvenienti hanno fatto sì che gli accumulatori al nichel-cadmio abbiano perso terreno a favore di quelli al nichel-metall-idruro. b) Accumulatori al nichel-idruro metallico Invece del cadmio, queste batterie contengono una lega metallica in grado di assorbire l idrogeno, il che consente loro di disporre di una notevole capacità di accumulo elettrochimico pur occupando poco spazio. La loro capacità è doppia rispetto a quella dei sistemi al nichelcadmio e, analogamente agli accumulatori a ioni di litio, non sono soggetti all effetto memoria. Le batterie NiMH permettono anche di compensare lievi cadute della tensione di carica: di tanto in tanto basta infatti scaricarle completamente e poi ricaricarle. Sono particolarmente adatte per giocattoli, videocamere e apparecchi radio. A temperatura ambiente (15-20 C) sono soggette a un autoscarica pari a circa l 1% al giorno; è quindi consigliabile ricaricarle brevemente prima dell uso. Accesso alla banca dati: 15

16 c) Accumulatori a ioni di litio e a polimeri di litio Gli accumulatori a ioni di litio e a polimeri di litio rappresentano l ultimissima generazione di batterie ricaricabili. Oltre a offrire una notevole capacità di accumulo, sono soggette a una ridottissima percentuale di autoscarica anche restando inutilizzate per parecchi mesi. Si prestano all uso in telefoni cellulari, notebook, fotocamere digitali, ecc. Compito 7: Tipi di batteria Il mondo delle pile e delle batterie Compito 8: Quale batteria per il mio apparecchio? Accesso alla banca dati: 16

17 Parte III: Il riciclaggio delle batterie in Svizzera Le batterie contengono in parte dei metalli pesanti come piombo, cadmio o mercurio, il che le qualifica come rifiuti speciali 1. Un processo di smaltimento inadeguato può causare la dispersione di queste sostanze nocive nell ambiente e quindi compromettere la salute di esseri umani, animali e piante. La presenza di metalli pesanti è da evitare anche nelle scorie e nel filtrato degli impianti di incenerimento. Oltre ai rischi ecologici, la mancata immissione delle batterie esauste nel processo di riciclaggio comporta pure lo spreco di preziose materie prime. La raccolta separata delle batterie è obbligatoria dal Tutte le pile e le batterie devono quindi essere riconsegnate ai punti di vendita o di raccolta, i quali hanno l obbligo di ritirare gratuitamente pile e batterie di qualsiasi marca e di avviarle allo smaltimento. I punti di vendita hanno anche il dovere di informare i clienti di questa possibilità di restituzione mediante apposito avviso collocato in un luogo ben visibile. Compito 10: Le batterie sono dannose per l ambiente? Dal 1991 al 2001, il riciclaggio di pile e batterie era finanziato tramite un sistema volontario gestito direttamente dagli operatori del settore. Dal 2001, il prezzo di vendita di ogni pila comprende invece una tassa di smaltimento anticipata (TSA) stabilita per legge. Dal 1 gennaio 2004 la TSA ammonta a CHF 3.20 al chilo. A titolo di esempio, la TSA pagata dai consumatori su una pila zinco-carbone (R6, Mignon) è di 5 centesimi, quella su una pila alcalino-manganese (LR6, Mignon) di 10 centesimi. In altre parole, chi getta pile o batterie nei rifiuti domestici paga per qualcosa che poi non utilizza. L Organizzazione d interesse per lo smaltimento delle batterie INOBAT La TSA serve a finanziare la raccolta, il trasporto e il riciclaggio delle batterie, ma anche le attività e gli strumenti per l informazione della popolazione e dei commercianti. L Ufficio federale dell ambiente, delle foreste e del paesaggio (UFAFP) ha affidato la gestione della TSA all Organizzazione d interesse per lo smaltimento delle batterie (INOBAT). Tutti gli anni vengono vendute in Svizzera circa 130'000'000 batterie e accumulatori (3600 tonnellate), con una percentuale di recupero attualmente pari a circa il 65%. La quantità restante continua a finire nella spazzatura ed è quindi indispensabile incrementare il volume di raccolta. Per riuscirci è necessario svolgere una continua opera di sensibilizzazione della popolazione ed esercitare un costante controllo nei punti vendita ai fini di una rigorosa osservanza dell obbligo di ripresa. Pile e batterie possono essere riconsegnate gratuitamente presso qualsiasi punto vendita che le offre, e ciò gratuitamente e indipendentemente dal fatto che siano state acquistate in quella sede. In Svizzera esistono dai ai punti di raccolta, composti da: negozi di vendita al dettaglio grandi magazzini negozi specializzati in fotografia, elettronica e comunicazione mobile chioschi, shop di stazioni di rifornimento, uffici postali ecc. 1 Sono rifiuti speciali tutti quei materiali che per via della loro composizione o consistenza non devono essere smaltiti insieme ai rifiuti domestici. In quanto tali vanno raccolti separatamente. Se non sono riciclati vanno trattati e resi insolubili per un deposito in discarica. Accesso alla banca dati: 17

18 Compito 11: Smaltimento corretto: come funziona? Compito 12: Costruiamo un contenitore per la raccolta delle pile Compito 13: Uso di pile e batterie: interviste ai passanti Compito 14: Pile e batterie: chi le usa le riporta realizziamo un volantino Il riciclaggio delle batterie esauste: da rifiuto a materia prima La società Batrec con sede a Wimmis (BE) è l unica azienda svizzera specializzata nello smaltimento, trattamento e riciclaggio ecocompatibile delle batterie esauste. Il suo modernissimo impianto di riciclaggio consente di recuperare preziose materie prime che poi vengono reimmesse nel ciclo produttivo, contribuendo così a preservarne le fonti di approvvigionamento. La Batrec dispone anche di impianti per la distillazione di rifiuti contenenti mercurio e ha sviluppato un procedimento per il riciclaggio delle batterie al litio. L azienda possiede capacità tali da poter riciclare l intero volume di batterie usate raccolto in Svizzera e grazie a tecnologie altamente innovative è in grado di trattare contemporaneamente anche batterie esauste importate. Salvo rari casi, dal 1991 le pile e batterie consumate in Svizzera non vengono più inviate all estero per l incenerimento o la messa in discarica. Dopo una cernita delle batterie esauste presso la Batrec, durante la quale vengono separati gli additivi e le pile al piombo e al nichel-cadmio (entrambi questi tipi di batteria vengono riciclati presso speciali impianti localizzati all estero), un processo di riciclaggio in 5 fasi consente di recuperare i materiali pregiati. L acqua e il mercurio vengono fatti evaporare mediante pirolisi a temperature fino a 750 C, dopodiché un ulteriore trattamento in forno consente di decondensare il mercurio e di recuperarlo al suo stato puro. I residui delle pile, tra cui il ferro, il manganese e il nichel, vengono fusi in un forno a induzione alla temperatura di 1500 C e poi estratti, mentre lo zinco viene recuperato dopo il trattamento in condensatore. A processo concluso, rimangono solo delle scorie vetrose. I prodotti finali che si ricavano dal processo di riciclaggio sono ferromanganese, zinco e mercurio (provenienti anche da altre scorie contenenti mercurio che la Batrec importa e ricicla). Queste materie prime cosiddette secondarie vengono infine vendute alle industrie: il ferromanganese alle acciaierie, che provvedono a lavorarlo per trasformarlo ad esempio in tombini; lo zinco è destinato agli impianti di zincatura, mentre il mercurio può essere riutilizzato, per esempio, negli strumenti di misurazione. Le scorie vetrose finiscono invece in discarica. Compito 15: Il riciclaggio delle batterie: da rifiuto a materia prima Accesso alla banca dati: 18

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20 Impressum Ideazione e realizzazione INOBAT Organizzazione d interesse per lo smaltimento delle batterie Casella Postale Berna inobat@awo.ch e Praktischer Umweltschutz Schweiz Pusch Casella Postale Zurigo mail@umweltschutz.ch Maggio 2008 Accesso alla banca dati: 20