Contribuição à engenharia e ao ecodesign na avaliação do potencial de reuso de células de baterias descartadas de NiMH e Li-Íon de telefonia celular

Abstract

A sociedade atual vive diante de um paradoxo que precisa ser resolvido em curto prazo. A produção crescente em um mercado que oferece equipamentos high-tech cada vez mais acessíveis (computadores mais velozes, telefones celulares com diversas utilidades, entre outros) associada a um grande desperdício de recursos naturais e à contaminação do meio ambiente causada tanto pelo processo de produção destes equipamentos quanto pelo rápido descarte dos mesmos. Dentre os aparelhos eletrônicos, os telefones celulares têm se destacado. Existem, atualmente, mais de 2,5 bilhões de celulares no mundo – o equivalente a mais de 40% da população global, e em 2010, serão 4 bilhões. A popularização desses aparelhos e a produção crescente dos mesmos têm aumentado a demanda por baterias recarregáveis as quais são descartadas, muitas vezes, antes mesmo do término de sua vida útil, gerando, com isso, um grande impacto ambiental associado ao desperdício de recursos naturais e à contaminação do meio ambiente. Nesse contexto está inserido o presente trabalho de doutoramento que teve como objetivo principal o desenvolvimento de uma metodologia de seleção e classificação quanto ao potencial para utilização de células de baterias de NiMH e Li-Íon descartadas. Para isso, avaliou-se a capacidade e estimou-se o percentual dessas células que ainda estavam em boas condições operacionais quando as baterias foram descartadas. Foram projetadas e desenvolvidas: uma linha de desmontagem de telefones celulares e baterias, e uma bancada de testes de células de baterias. Ao final do processo de avaliação, uma considerável quantidade dessas células apresentou capacidade para reuso, sendo consideradas aprovadas aproximadamente 40% e 45% do total das células testadas de NiMH e Li-Íon respectivamente. Os resultados obtidos nesse trabalho alertam quanto ao desperdício de recursos naturais com elevado valor agregado e propõem uma avaliação crítica do comportamento de fabricantes e consumidores desse tipo de dispositivo para conversão e estocagem de energia, visando estabelecer uma alternativa ambientalmente correta para diminuir a quantidade desse tipo de lixo eletrônico. Foi realizada também uma análise dos invólucros de algumas baterias originais, de maneira a projetar novos invólucros que fossem mais fáceis de montar e desmontar e possibilitassem maior flexibilidade na montagem e manutenção de células em uma bateria.

Modern society lives in front of a paradox that must be resolved in the short term. Increasing production in a market that offers high-tech equipment each time more available (faster computers, cell phones with various utilities, among others) with a huge waste of natural resources and environmental contamination caused by the production process of these equipments and the rapid disposal of them. Among the electronic devices, cell phones have highlight. There are currently over 2.5 billion mobile phones in the whole world - the equivalent of more than 40% of the global population and, in 2010, there will be 4 billion. The popularity of these devices and the growing production of them have increased the demand for rechargeable batteries which are often discarded, before the end of its useful life. This, in turn, leads to great waste in material and natural resources and to the contamination of the environment. This work is inserted in this context which aimed at the developing of a methodology for selection and assessment in terms of use potential for NiMH and Li-Ion discarded battery cells. In order to do so, the capacity of these cells, which were still in good operating conditions when the batteries were discarded, was assessed, and the percentage was estimated. A disassembly line of cell phones and batteries and cells batteries workbench tests were designed and developed. At the end of the assessment process, a considerable number of these cells still had reuse potential, with approximately 40% and 45% of all NiMH and Li-Ion discarded and tested cells being approved respectively. The present results warn about the natural resources waste and propose critical behavior assessment of producers and consumers of this type of device for conversion and energy storage, aiming to establish an environmentally correct alternative to reduce the amount of this sort of electronic trash. An analysis of some original batteries casings packs was also carried out in order to design new casings packs that could be easier to assemble and disassemble and provide more flexibility in the assembly and maintenance of cells in a battery.