Proponen científicos de Coahuila método para reciclaje de pilas

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 30 de marzo de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos del Instituto Tecnológico de Saltillo (ITS) —que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)— y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), unidad Saltillo, estudian el aprovechamiento de residuos peligrosos, particularmente compuestos extraídos de pilas eléctricas desechadas, para su aplicación en la industria del aluminio.

El proyecto, asesorado por los doctores Alfredo Flores Valdés y Jesús Torres Torres, busca reutilizar los componentes de las pilas eléctricas, de las cuales cuando están descargadas se obtienen compuestos diferentes, particularmente óxido de zinc (ZnO) y óxido de manganeso (MnO₂).

Reducción aluminotérmica

La investigación se enfoca hacia las pilas eléctricas desechables, aunque actualmente se tiende más a utilizar pilas recargables, las pilas desechables se siguen comercializando y utilizando en diferentes artículos como relojes, juguetes para niños, aparatos como los controles remoto, etcétera.

“La idea es utilizar estos componentes en la metalurgia del aluminio en un proceso llamado reducción aluminotérmica, que consiste en reducir óxidos en aluminio líquido a altas temperaturas, después de 700 u 800 grados Celsius. La idea es, por separado, hacer una fusión de aluminio líquido y ahí introducir el óxido de manganeso que, dentro del baño, va a ocurrir una reacción de oxidación-reducción. Vamos a obtener el manganeso, que se va a aliar con el aluminio disponible y el aluminio va a tomar ese oxígeno y se va a formar un compuesto llamado alúmina”, explicó la doctora Rocío Maricela Ochoa Palacios, profesora  investigadora del ITS.

La científica señaló que, desde el punto científico e industrial, este proyecto es importante debido a que el aluminio tiene grandes aplicaciones para la industria automotriz, aeronáutica, utensilios de cocina, utensilios médicos, etcétera. Sin embargo, México no es un productor primario de aluminio y se usa de aluminio secundario al recolectar chatarra de aluminio de cualquier circunstancia como perfiles, latas, desechos de automóvil, etcétera.

“Para la industria es importante porque, aunque México es recolector de chatarra de aluminio, aquí no se refina, se manda al extranjero, sobre todo a Estados Unidos, y de allá lo volvemos a importar como aluminio limpio, ya primario. Es una muy buena oportunidad para hacer uso de la chatarra con un proceso novedoso como es el de reducción aluminotérmica y, además, hacer uso de un desecho peligroso como son las pilas eléctricas”, destacó la investigadora Ochoa Palacios.

Desechos tóxicos

La especialista indicó que las pilas son un desecho muy contaminante que afecta el agua, aire y suelo y, al no existir un proceso de recolección, la mayoría de la gente tira estas pilas a la basura propiciando daños medioambientales.

Fuente: Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat).La investigadora agregó que en experimentos de laboratorio previos relacionados con el tema, han obtenido resultados alentadores.

“Los experimentos de laboratorio han tenido buenos resultados, se ha obtenido un porcentaje de zinc de hasta cinco por ciento, entran en la categoría de las aleaciones de la serie 7000 que los rangos de composición están en dos y ocho por ciento de zinc, entonces es una muy buena composición para este tipo de aleaciones. También tienen buenas propiedades de dureza y propiedades mecánicas”, puntualizó la científica Ochoa Palacios.

Además de este resultado, la doctora añadió que se obtuvo hasta 1.3 por ciento de manganeso, que también está dentro de las aleaciones de la serie 3000, en la misma categoría de aleaciones de conformado.

En cuanto al futuro del proyecto, la científica del ITS mencionó que buscarán un escalamiento del proceso. “Una de las ideas es realizar una planta piloto de este proceso para ver la factibilidad en lo económico y también en lo ambiental, para poder realizar estos materiales como es la aleación aluminio-zinc o aluminio-manganeso a partir de la reducción aluminotérmica con latas o pilas alcalinas”, especificó la investigadora.

Los investigadores Rocío Ochoa, Alfredo Flores y Jesús Torres han publicado los resultados y avances de sus investigaciones en revistas especializadas. - “Effect of magnesium on the aluminothermic reduction rate of zinc oxide obtained from spent alkaline battery anodes for the preparation of Al–Zn–Mg alloys”. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 23(2016), p. 458-465.  Journal ISSN: 1674-4799 (versión impresa) 1869-103X (versión electrónica)  DOI: 10.1007/s12613-016-1256-6 - "Manufacture of Al-Zn-Mg alloys using spent alkaline batteries and cans". Los investigadores: R. Ochoa, A. Flores, J. Torres, J. Escobedo, publicaron sus resultados en Materials Today: Proceedings, Aluminium Two Thousand World Congress and International Conference on Extrusion and Benchmark ICEB, 2(2015), p. 4971-4977.  DOI: 10.1016/J.MATPR.2015.10.076 http://dx.doi.org/10.1016/j.matpr.2015.10.076  - "Elaboration of Al-Mn alloys by aluminothermic reduction of Mn2O3".  Los investigadores: A. Flores Valdés, J. Torres y R. Ochoa Palacios (2012), publicaron sus resultados en Aluminium Alloys - New Trends in Fabrication and Applications, Prof. Zaki Ahmad (Ed.), InTech, Chapter 12.  DOI: 10.5772/50682  http://www.intechopen.com/books/aluminium-alloys-new-trends-in-fabrication-and-applications/elaboration-of-al-mn-alloys-by-aluminothermic-reduction-of-mn2o3

 

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