Cristian Gallo, Martin Diaz | Seguridad, Higiene y Medio Ambiente | 23 de abril de 2014

Bateras IMPACTO AMBIENTAL

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INDICE

1) Introduccin 2

2) Principio de funcionamiento 2

3) Composicin de las celdas ms comunes 3

3.1) Celdas primarias 3

3.2) Celdas secundarias 3

4) Volmenes de produccin 4

5) Impacto ambiental 4

5.1) Efectos ambientales del Plomo 4

5.2) Efectos ambientales del Cadmio 5

5.3) Efectos ambientales del Hidrxido de Potasio 5

5.4) Efectos ambientales del Mercurio 5

5.5) Efectos ambientales del Nquel 6

6) Efectos sobre la salud 6

6.1) Efectos del Cadmio 6

6.2) Efecto del Nquel 6

6.3) Efecto del Mercurio 6

6.4) Efecto del Plomo 6

7) Prevencin 7

8) Reciclado 8

8.1) Situacin en la Argentina 9

8.1.2) La Ley de Basura Electrnica 10

8.1.2.1) Situacin de la ley 10

8.2) Situacin en otros pases 11

9) Conclusin 11

10) Bibliografa 12

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1) Introduccin

Estamos rodeados por una sorprendente coleccin de mecanismos electrnicos

porttiles como telfonos celulares, reproductores de msica porttil, computadoras porttiles y

dispositivos para juegos. Sin embargo, en ausencia de bateras, todos los mecanismos

inalmbricos electrnicos actuales no seran ms que un peso extra. Por lo tanto se han

desarrollado una variedad de bateras de tamaos, composiciones y voltajes diferentes. En la

actualidad se llevan a cabo grandes investigaciones para el desarrollo de nuevas bateras con

ms energa, capacidad de recarga ms rpida, ms ligeras y a menor precio. Por ejemplo, en

un esfuerzo para desarrollar una batera que dure lo suficiente para un da completo de

funcionamiento, los fabricantes de bateras intentan aumentar su capacidad sin incrementar su

masa.

Pero un importante punto de anlisis a tener en cuenta, a la par del mencionado

desarrollo, es el impacto ambiental que genera el mal tratamiento de la batera, cualesquiera

sean los reactivos involucrados en su fabricacin, una vez agotada su vida til.

2) Principio de funcionamiento

Una batera es una fuente de energa electroqumica porttil y autosuficiente que consta

de una o ms celdas voltaicas, siendo la celda voltaica el dispositivo en l cual se produce una

reaccin qumica denominada oxidacin-reduccin. En resumen, y en este contexto, esta

reaccin consta de la perdida de electrones por parte del reactivo colocado en el nodo

(oxidacin), los cuales son transferidos por medio de una ruta externa al ctodo, logrando as

que estos sean captados por al reactivo (reduccin) en el cual se haya sumergido dicho

electrodo, de esta forma es posible aprovechar el trabajo elctrico. Cabe destacar que ambas

regiones estn aisladas elctricamente, de no ser as, esta trasferencia de electrones se dara en

el medio mismo.

Por ejemplo, las bateras comunes de 1.5V que se utilizan para suministrar energa a la

linterna de mano y muchos dispositivos electrnicos comerciales utilizan una sola celda voltaica.

Se pueden lograr mayores voltajes mediante mltiples celdas voltaicas en una sola batera,

como en el caso de las bateras de 12 V de los automviles. Cuando las celdas se conectan en

serie (con el ctodo de una unido al nodo de la otra), la batera produce un voltaje que es la

suma de los voltajes de las celdas individuales. El ctodo est convencionalmente identificado

con un signo de ms y el nodo con un signo de menos.

Aunque cualquier reaccin de oxidacin-reduccin espontanea puede funcionar como

base para una celda voltaica, fabricar una batera comercial que tenga caractersticas

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especficas de rendimiento puede requerir bastante ingenio. Las sustancias que se oxidan en el

nodo y que se reducen en el ctodo determinan el voltaje de una batera, y la vida til de la

batera depende de las cantidades de estas sustancias presentes. Diversas aplicaciones

requieren bateras con diferentes propiedades. Por ejemplo, la batera necesaria para encender

un automvil debe ser capaz de suministrar una gran corriente elctrica durante un tiempo corto.

Por otro lado, la batera que da energa a un marcapasos cardiaco debe ser muy pequea y

capaz de suministrar una pequea pero estable corriente sobre un periodo largo. Algunas

bateras son celdas primarias, lo que significa que no se pueden recargar. Una celda primaria se

debe desechar o reciclar una vez que su voltaje llega a cero. Una celda secundaria se puede

cargar desde una fuente de energa externa una vez que dicho voltaje se agota.

3) Composicin de las celdas ms comunes

3.1) Celdas primarias

Bateras de plomo y acido: El nodo est compuesto de plomo mientras que el ctodo de

cada celda consta de dixido de plomo. Ambos electrodos estn sumergidos en cido sulfrico.

Estas celdas son utilizadas en las bateras de automviles.

Bateras alcalinas: El nodo consta de metal zinc en polvo inmovilizado en un gel de

contacto con una disolucin concentrada de hidrxido de potasio. El ctodo es una mezcla de

dixido de manganeso y grafito.

Bateras de zinc y mercurio: El nodo est compuesto de zinc mientras que el ctodo de

xido de mercurio y es utilizada una pequea cantidad de hidrxido de potasio como electrolito.

3.2) Celdas secundarias

Bateras de nquel-cadmio: El nodo est compuesto por hidrxido de nquel y el ctodo

por cadmio metlico.

Batera de nquel-metal hidruro: El nodo est compuesto por hidrxido de nquel, al

igual que en la batera de nquel cadmio, pero cuyo ctodo es una aleacin de hidruro metlico.

Ion-Litio: Un electrodo es de grafito o de otro material basado en carbono, y el otro est

por lo general hecho de xido de litio y cobalto.

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4) Volmenes de produccin

El crecimiento impresionante de dispositivos electrnicos porttiles de gran demanda de

energa, como los telfonos celulares, los computadores porttiles y las grabadoras de video ha

incrementado la demanda de bateras, lo cual implica enormes volmenes de produccin. La

batera primaria ms comn es la batera compuesta por celdas alcalinas de las cuales al ao se

producen ms de 1010 (10.000.000.000) bateras alcalinas. En cambio, una de las bateras

recargables ms comunes es la de nquel-cadmio de las que se producen un total aproximado de

1.5*109 (1.500.000.000). Las bateras de nquel-cadmio presentan algunos inconvenientes. El

cadmio es un metal pesado toxico. Su uso incrementa el peso de las bateras y representa un

riesgo para el ambiente. Algunos de este problema se han resuelto mediante el desarrollo de

bateras de nquel e hidruro metlico.

La batera recargable ms reciente que tiene un gran uso en los dispositivos electrnicos

domsticos es la de ion litio. Estas bateras se encuentran en los telfonos celulares y

computadores porttiles. Debido a que el litio es un elemento muy ligero, las bateras de ion litio

alcanzan una densidad de energa ms grande, la cantidad de energa almacenada por unidad

de masa, que en las bateras basadas en nquel.

5) Impacto ambiental

5.1) Efectos ambientales del Plomo

El plomo de las bateras usadas suele ser reinsertado en el mercado por los trabajadores

informales, quienes lo revenden; no obstante, en el proceso de extraccin de este txico eliminan

a los drenajes o a la tierra el cido con plomo disuelto y sedimentos del mismo.

El plomo se acumula tanto en los organismos acuticos y como en los del suelo

experimentando efectos en su salud por envenenamiento. Los efectos sobre la salud de los

crustceos pueden tener lugar incluso cuando slo hay pequeas concentraciones de plomo

presente en el ambiente, limitando tambin la sntesis cloroflica de las plantas. No obstante, las

plantas pueden absorber del suelo altos niveles de plomo, hasta 500 ppm, sin perjudicar el

crecimiento de las mismas. Mediante la absorcin por parte de estas, el plomo es introducido en

la cadena alimenticia.

5.2) Efectos ambientales del Cadmio

El cadmio es fuertemente adsorbido por la materia orgnica del suelo, introducindolo

fcilmente en la cadena alimenticia de los animales debido a la alta retencin por parte de las

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plantas, fuente de alimento de estos, logrando as su progresiva acumulacin en los cuerpos de

los depredadores que conforman la cadena alimenticia. Las lombrices y otros animales

esenciales para el suelo son extremadamente sensibles al envenenamiento por cadmio ya que

pueden morir a muy bajas concentraciones. Cuando las concentraciones de cadmio en el suelo

son altas, puede influir en los procesos naturales de los microorganismos y amenazar a todo el

ecosistema del mismo.

En ecosistemas acuticos el cadmio puede bioacumularse ( proceso de acumulacin

de sustancias qumicas en organismos de forma que estos alcanzan concentraciones ms

elevadas que las concentraciones en el medio ambiente) en mejillones, ostras, gambas,

langostas y peces. La susceptibilidad al cadmio puede variar ampliamente entre organismos

acuticos.

5.3) Efectos ambientales del hidrxido de potasio

El peligro ambiental del hidrxido de potasio es debido al hecho de que elevar el pH en

el suelo, empobreciendo su estructura hacindola ms densa, bajando as su capacidad de

infiltracin y lenta permeabilidad, por ende, los suelos alcalinos no se dejan usar fcilmente en la

agricultura. A causa de la baja capacidad de infiltracin el agua de lluvia se estanca en la

superficie.

Altas concentraciones en el agua dar lugar a efectos txicos para los organismos

acuticos. Sin embargo, a bajas concentraciones en el agua no dar lugar a ningn efecto

debido a que el hidrxido de potasio se neutralizar por otras sustancias presentes en el mismo

(por ejemplo dixido de carbono disuelto, cidos orgnicos) y por lo tanto el pH no aumentar.

5.4) Efectos ambientales del mercurio

A nivel de superficie terrestre, el mercurio que se acumula en el suelo es degradado por

microorganismos (biometilacin). La metilacin produce metilmercurio que escapa a la atmsfera

y se descompone formando mercurio elemental; ste es arrastrado por las precipitaciones.

El mayor efecto negativo de la contaminacin ambiental por mercurio se produce a nivel

acutico, debido a que el metilmercurio (toxina muy potente para el pescado) es bioacumulable

tanto en el plancton como en la fauna acutica, llegando a concentraciones y niveles de hasta

500 veces la concentracin existente en el agua de mar. Al ir remontando las cadenas

alimentarias, las dosis medidas en los depredadores van por consiguiente en aumento.

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5.5) Efectos ambientales del nquel

Una gran cantidad de nquel liberada al ambiente termina en el suelo o en sedimento en

donde se adhiere fuertemente a partculas que contienen hierro o manganeso. Las condiciones acidas

favorecen la movilizacin del nquel en el suelo y facilitan su filtracin hacia el agua subterrnea. El

nquel no parece concentrarse en peces. Hay estudios que demuestran que algunas plantas pueden

incorporar y acumular nquel. Sin embargo, se ha demostrado que el nquel no se acumula en

pequeos organismos que habitan terrenos tratados con lodo que contiene nquel.

6) Efectos sobre la salud

6.1) Efectos del cadmio

El cadmio es un metal pesado que produce efectos txicos en los organismos vivos, aun en

concentraciones muy pequeas. Segn el nivel de exposicin se pueden mencionar los siguientes

efectos en el organismo: diarreas, dolor de estmago y vmitos severos, debilitamiento seo, fallos en

la reproduccin y posibilidad incluso de infertilidad, dao al sistema nervioso central, dao al sistema

inmune, desrdenes psicolgicos, posible dao en el ADN o desarrollo de cncer.

6.2) Efectos del nquel

El efecto adverso ms comn de la exposicin al nquel es una reaccin alrgica. Los efectos

ms graves a la salud por exposicin al nquel, por ejemplo bronquitis crnica, disminucin de la

funcin pulmonar y cncer de los pulmones y los senos nasales. La exposicin a niveles altos de

compuestos de nquel fcilmente solubles en agua tambin puede producir cncer.

6.3) Efecto del mercurio

El sistema nervioso es muy sensible a muchas de las formas de mercurio. El metilmercurio y

los vapores de mercurio metlico son ms nocivos que otras formas, ya que ms mercurio llega al

cerebro en estas formas. La exposicin a altos niveles de metilmercurio puede daar

permanentemente el cerebro, los riones y al feto en desarrollo. Se pueden mencionar adems los

siguientes efectos: irritabilidad, timidez, temblores, cambios en los problemas de visin o audicin, y

en la memoria.

6.4) Efecto del plomo

El plomo se va acumulando en el organismo perjudicando el cerebro, los riones, el hgado y

dems organismos humanos. Segn los niveles de exposicin se pueden mencionar los siguientes

efectos: perturbacin de la biosntesis de hemoglobina y anemia, incremento de la presin sangunea,

dao a los riones, aborto espontneo, perturbacin del sistema nervioso, dao al cerebro,

disminucin de las habilidades de aprendizaje de los nios, perturbacin en el comportamiento de los

nios, como es agresin, comportamiento impulsivo e hipersensibilidad.

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7) Prevencin

El tiempo de biodegradacin de las pilas es de ms de 1 000 aos. A los 50 aos de

desechada comienza su degradacin, pero seguirn siendo nocivos durante ms de mil aos. En

trminos generales, las pilas, al ser desechadas se oxidan con el paso del tiempo por la

descomposicin de sus elementos y de la materia orgnica que las circunda, lo que provoca

daos a la carcasa o envoltura y, por consiguiente, la liberacin al ambiente de sus componentes

txicos a los suelos cercanos y a los cuerpos de agua superficiales o subterrneos. Por ende, al

ser usuarios consumidores de bateras y pilas adquirimos una responsabilidad directa en el

cuidado del medio ambiente, ello implica adoptar actitudes que reducen el impacto ambiental,

como ser:

No consumir pilas de origen dudoso ya que es muy probable que contaminen

ms que otras, debido a que su tiempo de duracin es muy corto, por lo que se

desechan ms rpidamente. Adems al no tener marca no cuentan con una

compaa que se haga responsable del cumplimiento de la legislacin vigente.

Utilizar pilas recargables. Una pila recargable puede sustituir hasta 300

desechables, gracias a ello tiempo se ahorran los recursos naturales que exige

su produccin.

No tirar las pilas con la basura ya que estos residuos son contaminantes. Los

fabricantes deben hacerse responsables de la recoleccin, tratamiento y

reciclado de todos los residuos de las pilas y bateras que han colocado en el

mercado.

En tanto no exista un sistema de recuperacin de pilas por parte de las

empresas, exigir al municipio que provea de un sistema de gestin de pilas

como desechos peligrosos.

Por otro lado, las actitudes que NUNCA deben adoptarse ante la inquietud de qu hacer con las

mismas son:

Arrojar los residuos de pilas y bateras con la basura comn para que sean

dispuestos en rellenos sanitarios o basurales. Todas las pilas son txicas y

deben separarse del flujo de los residuos domiciliarios.

Las campaas de recoleccin de pilas y bateras sin saber cual ser el

destino de lo acopiado. Hoy en Argentina solo es confiable la exportacin de

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esta clase de residuos para su reciclado en aquellos pases donde cuentan con

la tecnologa (pases de la Unin Europea o Canad). Son especialmente

desaconsejables las campaas de recoleccin de pilas en escuelas.

Incineracin, ya que es un mtodo que genera un gran impacto sobre el

ambiente y la salud y representa un desperdicio de recursos.

Las tecnologas de vitrificacin, cementacin y/o ceramizacin como

tratamiento de residuos de pilas y bateras. El Instituto de Tecnologa

Industrial (INTI) no recomienda la prctica de confinar pilas y bateras agotadas

en elementos constructivos (bancos de plaza, estatuas, vigas, etc.), ya que an

cuando se utilicen productos qumicos para inmovilizarlas, los procesos

qumicos pueden continuar y fisurar tales elementos. Asimismo, estos ltimos

pueden fisurarse durante un accidente, por ejemplo, dejando al descubierto el

contenido peligroso.

8) Reciclado

Todas las pilas y bateras pueden y deben reciclarse con la mejor tecnologa disponible.

Los mejores mtodos de gestin de residuos de pilas y bateras son aquellos en los que se

recuperan materiales valorizables para reintroducirlos en el circuito productivo. Por ejemplo, en

las bateras recargables puede recuperarse hasta un 90% de sus materiales, en tanto que de las

pilas comunes cerca de un 50%.

Generalmente, en contra del proceso de reciclado, las industrias productoras de pilas y

bateras argumentan que el proceso de reciclaje lleva acarreado un gasto de energa y recursos

innecesarios, siendo que en realidad, la produccin misma de pilas genera gastos innecesarios

debido a que para producir una pila se consume aproximadamente 50 veces ms energa de la

que genera. En particular, la produccin de pilas no recargables es la que maximiza esta psima

relacin, ya que si hacemos un balance entre la energa que consume su produccin y la que

realmente genera luego da claramente negativo. El reciclado es un tratamiento que tambin

consume energa, lo que da un peor balance energtico a las pilas que si son recargables.

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8.1) Situacin en la Argentina

En Argentina no hay tecnologa de reciclado disponible, con lo cual, no existen empresas

empresas abocadas al reciclado y en consecuencia estos residuos deben ser exportados y

tratados en los pases donde esta tecnologa ya est operando (pases de Europa y Canad).

Existe una empresa denominada IDM SA. que es promocionada por las industrias

importadoras y que se dedicada al desarrollo de nuevas tecnologas tanto para el procesamiento

de residuos industriales como para la industria qumica pero no tiene la habilitacin de la SAyDS

(Secretaria de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nacin) para tratar esta corriente de

residuos peligrosos.

Hasta que se sancione la Ley de Basura Electrnica, las empresas deben comenzar a

desarrollar programas de recoleccin de TODA CLASE de pilas y bateras usadas para darles el

tratamiento adecuado donde corresponda, avalado este hecho por la resolucin 544/94 de

residuos peligrosos, la cual establece los siguientes puntos relevantes:

Los vendedores de acumuladores elctricos en la operacin de venta estn

obligados a recibir el acumulador usado.

El circuito se inicia en el transportista de los acumuladores elctricos usados con

destino a su reciclaje.

Debe registrarse toda la informacin relativa al movimiento y control de gestin

de los acumuladores elctricos usados.

El tiempo mximo de almacenaje contado desde la entrega del acumulador

elctrico usado por parte del usuario al minorista hasta la llegada a destino en la

planta del tratamiento, ser de diez das.

8.1.2) La Ley de Basura Electrnica

La Ley de Basura Electrnica tiene como objetivo incentivar a los productores de

aparatos electrnicos y elctricos al eco diseo, esto significa producir aparatos cada

vez ms fciles de reciclar, reutilizar, libres de sustancias txicas y con una mayor

durabilidad. Esta establece:

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La eliminacin de sustancias peligrosas en el diseo de los aparatos, que

daan el ambiente y ponen en riesgo la salud de los trabajadores y el pblico.

La Responsabilidad Individual del Productor, lo que significa que los

productores (fabricantes, importadores, comercializadores, etc.) son

responsables legal y financieramente del ciclo completo de sus propios

productos, incluyendo el reciclado y reutilizacin de los residuos de sus aparatos

una vez que el consumidor los desecha.

La reutilizacin y el reciclado como mtodos de valorizacin de los residuos de

aparatos elctricos y electrnicos.

Un sistema de gestin a nivel nacional de la basura electrnica que permite a los

consumidores deshacerse, de manera segura, de sus aparatos una vez

finalizada su vida til.

8.1.2.1) Situacin de la ley

El 28 de noviembre del 2012, la ley de basura electrnica perdi estado parlamentario,

segn se describe en la siguiente cita del diario La Nacin, edicin digital del 29 de Noviembre

del 2012:

El tratamiento de la ley de basura electrnica, en estudio desde 2008, perdio ayer estado

parlamentario y el proyecto que haba logrado media sancin en la Cmara de Senadores volvi a foja cero

ya que no pudo ser tratado en Diputados.

De esta forma qued desechada la propuesta que tena como fin regular la disposicin final de los

residuos electrnicos y elctricos y delegaba esa responsabilidad a los productores de los artculos.

El proyecto qued trabado en las comisiones que deban sancionar su dictamen. Fue aprobado en la de

Ambiente y Desarrollo Sustentable, en la de Industria y Comercio, pero no fue tratada por la de

Presupuesto y Hacienda, presidida por el diputado del Frente para la Victoria, Roberto Feletti.

En la Argentina se generan 120.000 toneladas de basura electrnica por ao , si se cuenta los

desechos de bateras, computadoras, impresoras, telfonos, televisores, microondas, entre otros artculos.

En la Ciudad de Buenos Aires cada habitante desecha hasta siete kilos por ao lo que suma unas 20.000

toneladas en total. En el pas el promedio llega a 3 kilos.

El proyecto de ley intentaba darle un marco regulatorio y crear el Fondo Nacional de Gestin de

Residuos de Aparatos Electrnicos y Elctricos, desechos que aumentan exponencialmente ao tras aos y

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con productos txicos. Estableca que el fabricante o importador del artculo deba ser el responsable de la

gestin del material, garantizar el desarme y el reciclado de los componentes.

Si se hubiera aprobado, la ley de basura electrnica obligaba a las empresas a hacerse cargo de

la disposicin final de los residuos, ya sea envindolos a una planta de reciclaje o procesarlos en una

propia. Tambin las exhortaba, en un plazo de dos aos, a no comercializar productos que contengan

plomo, mercurio, cadmio y cromo, entro otros componentes.

8.2) Situacin en otros pases

En pases como Estados Unidos o los pases miembros de la Comunidad Europea ya

han implementado normativas que regulan la gestin y tratamiento adecuado de los residuos

electrnicos (entre ellos pilas y bateras) extendiendo la responsabilidad de la gestin a los

productores, importadores o fabricantes.

En la Comunidad Europea existe la Directiva 2002/96/CE del 27 enero de 2003: tiene

como objetivos reducir la cantidad de estos residuos y la peligrosidad de sus componentes,

fomentar la reutilizacin de los aparatos y la valorizacin de sus residuos y determinar una

gestin adecuada tratando de mejorar la eficacia de la proteccin ambiental.

Esta Directiva tiene un enfoque de gestin que exige que los fabricantes e importadores

(productores) de aparatos elctricos y electrnicos (AEE) tengan la responsabilidad de la

recoleccin, tratamiento y valorizacin de RAEE.

En la regin recientemente se ha implementado una Resolucin del Ministerio Ambiente

de Colombia que extiende la responsabilidad por la adecuada gestin de los residuos de Pilas y

Bateras a las empresas que importan, comercializan o producen todo tipo de pilas. (Resolucin

N1297 Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia).

9) Conclusin

El fuerte avance en materia de comunicaciones y entretenimiento nos obliga a la

utilizacin de todo tipo de bateras, sin las cuales, el estilo de vida que consideramos normal hoy

en da, sera muy distinto en ausencia de ellos. De esta forma, y como opinin del grupo de

trabajo, consideramos la existencia de dos vas para la mitigacin del problema de

contaminacin causado por los componentes contaminantes de estas, una de ellas y muy lejos

de nuestro alcance implica la utilizacin de componentes de menor impacto ambiental en la

fabricacin de las bateras, va que queda adjudicada a la evolucin de la ciencia y la tecnologa.

La otra, y directamente a nuestro alcance es la utilizacin a conciencia de las mismas y

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dejndolas a disposicin de empresas serias encargadas de su recoleccin una vez terminada la

vida til de las mismas.

10) Bibliografa

Qumica La ciencia central Brown 11a Edicin

http://www.infobae.com/2010/03/23/507256-crece-la-preocupacion-la-contaminacion-las-

baterias-plomo

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/pb.htm

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/cd.htm

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/hg.htm

www.infoleg.gov.ar

http://www.greenpeace.org/argentina/Global/argentina/report/2011/contaminacion/preguntas-

respuestas-pilas-baterias-1.pdf

http://www.lanacion.com.ar/1531665-acusan-al-kirchnerismo-de-archivar-el-tratamiento-de-la-ley-

de-basura-electronica

http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs15.pdf