Marco Teórico

Todos conocemos la facilidad con la que podemos usar una radio portátil, o una linterna empleando sus pilas o baterías, pero ¿sabemos cómo funciona una pila?      Las pilas eléctricas son conocidas desde finales del siglo XVIII gracias a las investigaciones sobre electricidad desarrolladas por Volta. Su principio de funcionamiento es químico, consiste en la unión de forma controlada de dos sustancias químicas, que se encuentran separadas. Al poner en contacto las dos sustancias mediante un conductor eléctrico, se produce el paso de electrones por el conductor con la consiguiente generación de una corriente eléctrica. Mientras las dos sustancias están aisladas eléctricamente no hay corriente y la energía eléctrica permanece almacenada.    Además de estos componentes se necesitan otros elementos para evitar que estas sustancias pierdan sus propiedades con el paso del tiempo y mejorar su control, cabe recordar que las primeras pilas eran sucesiones de chapas de cobre separadas por pequeños paños empapados de una sustancia ácida (pilas húmedas) y en la actualidad son unos elementos de reducido tamaño y completamente secos. Las pilas muy deterioradas suelen hincharse debido a que se producen reacciones químicas de oxidación que generan hidrógeno, lo que provoca esta hinchazón.    Para establecer con comodidad las conexiones las pilas han de tener unos elementos metálicos que permitan su incorporación a un circuito.    Dependiendo de los componentes que se empleen en la fabricación de la pila se puede almacenar una mayor energía en un menor tamaño física. En la actualidad se suele emplear litio o mercurio, estos elementos permiten almacenar una gran energía pero son extremadamente contaminantes y muy dañinos con el medio ambiente, como referencia baste decir que el contenido de una pila de botón lanzada al agua es capaz de contaminar 10.000 litros con lo cual debemos de darnos cuenta de que se han de tirar en recipientes adecuados para su posterior reciclaje y evitar daños al medio ambiente.    Como se puede ver el funcionamiento de una pila es muy simple, su utilidad es enorme pero hay que cuidar el medio ambiente y como desecho son un peligroso contaminante.  Tipos de Pilas y Baterías

• Pilas tipo Leclanché, o de cinc/carbono (Zn/C), o “Pilas secas” basadas en la oxidación del cinc en medio ligeramente ácido, están compuestas por cinc metálico, cloruro de amonio y dióxido de manganeso. Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo. • Pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2): la diferencia con la pila seca es el electrolito utilizado, en este caso, hidróxido de potasio, en vez de cloruro de amonio, y el cinc está en polvo. Son las de larga duración. Casi todas vienen blindadas, lo que dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duración ilimitada. • Pilas de níquel/cadmio (Ni/Cd): están basadas en un sistema formado por hidróxido de níquel, hidróxido de potasio y cadmio metálico. Poseen ciclos de vida múltiples, presentando la desventaja de su relativamente baja tensión. Pueden ser recargadas hasta 1000 veces y alcanzan a durar decenas de años. No contienen mercurio, pero el cadmio es un metal con características tóxicas. • Pilas botón: son llamadas así, las pilas de tamaño reducido, de forma chata y redonda. El mercado de artículos electrónicos requiere cada vez más de ellas. Son imprescindibles para audífonos, marcapasos, relojes, calculadoras y aparatos médicos de precisión. Su composición es variada. • Pilas de óxido mercúrico: son las más tóxicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio. Deben manipularse con precaución en los hogares, dado que su ingestión accidental, lo que es factible por su forma y tamaño, puede resultar letal. • Pilas de cinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en funcionamiento su producción de electricidad es continua. Contienen más del 1 % de mercurio, por lo que presentan graves problemas residuales. • Baterías plomo/ácido: Normalmente utilizadas en automóviles, sus elementos constitutivos son pilas individualmente formadas por un ánodo de plomo, un cátodo de óxido de plomo y ácido sulfúrico como medio electrolítico. • Pilas de níquel/hidruro metálico (Ni/MH): Son pilas secundarias como las de níquel/cadmio, pero donde el cadmio ha sido reemplazado por una aleación metálica capaz de almacenar hidrógeno, que cumple el papel de ánodo. El cátodo es óxido de níquel y el electrolito hidróxido de potasio. La densidad de energía producida por las pilas Ni/MH es el doble de la producida por las Ni/Cd, a voltajes operativos similares, por lo que representan la nueva generación de pilas recargables que reemplazará a estas últimas. • Pilas de óxido de plata: Son de tamaño pequeño, usualmente de tipo botón. Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos tóxicos sobre el ambiente. • Pilas de litio: Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas, considerando tamaños equivalentes, y poseen también mayor voltaje inicial que éstas (3 voltios). Se utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cámaras fotográficas y memorias de computadoras.