“COMPARACIONES ENTRE LAS PILAS DE ZINC-CARBÓN Y LAS DE NIQUEL-HIDRURO DE METAL PARA DETERMINAR CUAL DE ELLAS ES MÁS EFECTIVA”

Ciudad Ojeda, Mayo del 2007

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I.- Problema

CAPÍTULO II.- Marco Teórico

CAPÍTULO III.- Metodología de la investigación

3.1 Tipo de investigación

3.2 Materiales y métodos

CAPÍTULO IV.- Resultados de la investigación

4.1 Análisis de los resultados

4.2 Conclusiones

BIBLIOGRAFÍA

Anexos

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se realizaran comparaciones entre las pilas de zinc-carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal para determinar que pila es más efectiva y dar a conocer sus ventajas y desventajas. Dentro del trabajo se explicará lo necesario referente a las pilas de zinc-carbón (alcalinas) y de níquel-hidruro de metal que se debe conocer para determinar cual es la más efectiva.

Anteriormente las pilas de desarrollo para la exposición eran en vez de pilas de níquel-hidruro de metal pilas de níquel-cadmio debido a que estas eran las más comunes después de realizar un estudio nos dimos cuenta de que las pilas de níquel-cadmio quedaron obsoletas debido a que son muy contaminantes por que el cadmio es un metal pesado contaminante toxico al mezclarse con el oxido de níquel y las pilas de níquel-hidruro de metal no están sujetas al efecto memoria a lo que solo están sujetas las pilas de níquel-cadmio

CAPÍTULO I.- Problema

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente, en nuestro mundo, la necesidad cotidiana de emplear los aparatos eléctricos o los medios de transporte requiere la utilización creciente de unos sistemas que nos permitan conseguir electricidad de una forma fácil, cómoda y duradera. Muchos de los aparatos que normalmente usamos funcionan con pilas y condensadores que almacenan pequeñas cantidades de esa energía. Estos dispositivos, gracias a sus diferentes componentes, producen corriente eléctrica cuando se conectan a un circuito y se distinguen principalmente en dos tipos (pilas secundarias y primarias), en función de que sean o no recargables.

Es importante determinar el tipo de pila a seleccionar de acuerdo a la aplicación ya que las mismas difieren en capacidad, tamaño y durabilidad. Para esto es necesario comprender las características básicas por tipo y conocer cuales son las más comunes. En este caso, tratando con las primarias, las de Zinc- carbón (alcalinas) y, tratando con las secundarias las de níquel-hidruro de metal.

De lo antes expuesto surge la siguiente interrogante: ¿Qué pila tiene la mayor efectividad entre las pilas de Zinc- carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal?

1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.2.1 OBJETIVO GENERAL:

Analizar las pilas de zinc carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal para determinar cual tiene mayor efectividad.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Comparar la efectividad entre las pilas de Zinc- carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal para explicar cual es la pila más efectiva.

• Demostrar la utilidad que tienen las pilas de Zinc- carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal.

1.3 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

Este trabajo se realizó en las instalaciones del Colegio San Agustín en un lapso transcurrido desde el 8 de Enero hasta el 11 de Mayo del año 2007.Y la importancia de esta investigación radica en que se exponen al público las ventajas y desventajas de las pilas de zinc-carbón (alcalinas) y las de níquel-hidruro de metal para que los consumidores puedan comprar según sus necesidades.

CAPÍTULO II.- Marco Teórico

2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

Este trabajo de investigación se basa meramente en la comparación de 2 tipos de pilas y por ende es muy específico. Hasta la fecha de la realización de este trabajo, no se encontraron otros similares. Es por ello que no se muestran o mencionan antecedentes a esta investigación.

2.2 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS

Electricidad: Es el fenómeno físico asociado a cargas eléctricas estáticas o en movimiento. Sus efectos se observan en diversos acontecimientos naturales como sucede con los relámpagos, las chispas, ETC.

Batería: Aparato que transforma la energía química en energía eléctrica y consiste de dos o más pilas eléctricas conectadas en serie, en paralelo o en mixto

Pila primaria: Pila basada en una reacción química irreversible, y por lo tanto, no recargable.

Pila secundaria: Pila basada en una reacción química reversible y por lo tanto recargable. Se pueden regenerar sus elementos activos pasando una corriente eléctrica en sentido contrario al de descarga. Posee ciclos de vidas múltiples.

Multímetro: a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento electrónico de medida que combina varias funciones en una sola unidad. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro.

En esta hipótesis se plantea que la pila de mayor efectividad entre las de níquel-hidruro de metal y las de zinc-carbón (alcalinas) es la de níquel-hidruro de metal (recargable o secundaria) en cuanto a su capacidad de almacenaje, rentabilidad y duración dados los múltiples ciclos de vida que esa posee

CAPÍTULO III.- Metodología de la investigación

3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN

El tipo de investigación de este trabajo es de tipo descriptivo-experimental debido a que en la ejecución del proyecto se describirán las pilas de níquel-hidruro de metal y de zinc-carbón (alcalinas) y se comprobará con un experimento que ponga a prueba estos dos tipos de pilas.

3.2 MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES:

Los materiales que se van a utilizar para el desarrollo del experimento son:

Para la realización de este experimento se seleccionan pilas Energizer por contar estas con hojas de dato e información técnica por parte del fabricante.

MÉTODOS:

CAPÍTULO IV.- Resultados de la investigación

4.1 Análisis de los resultados:

De las hojas de datos de cada una de las pilas seleccionadas para este experimento se extrae la siguiente información y se presenta en forma de tabla para facilitar su comparación.

Tabla 1.- Comparación de la pilas según data del fabricante

Prueba con la pila de Zinc-Carbón

Prueba con la pila de níquel-hidruro de metal

De las gráficas construídas con la información recopilada durante el experimento, se pueden realizar las siguientes observaciones:

1.- La pila de Ni-HM mostró un voltaje inicial de 1.4 Voltios aunque su valor nominal es de 1.2 voltios.

2.-La pila de zinc-carbón mostró un voltaje inicial de 1.541 voltios. Sólo ligeramente superior a su voltaje nominal.

3.-En la fase de descarga inicial (primeros 139 minutos), la caída en el voltaje suministrado por la pila de Ni-HM mostró un descenso significativamente mayor al presentado por la pila de zinc-carbón para el mismo período de tiempo. Igualmente la caída por debajo de los 1.2 voltios se presenta de manera brusca.

4.-La pila de Ni-HM demora 2 horas y 30 minutos más que la de zinc-carbón en alcanzar el 70% de su voltaje inicial. Esto representa un 13% más en tiempo de vida por ciclo (hasta alcanzar el 70% de su voltaje inicial).

5.-La caída de voltaje de la pila de Ni-HM entre 1.3 y 1.2 voltios se presentó con una tendencia lenta y prácticamente lineal.

Tomando la información recolectada durante la realización de este trabajo y luego de analizar los resultados del experimento se construye la siguiente tabla comparativa.

Tabla 2.- Ventajas y desventajas

4.2 Conclusiones

Después de haber realizado el experimento se puede concluir que las pilas de níquel-hidruro de metal (Ni-HM) son en definitiva más eficientes que las de Zinc Carbon (Zn-C) aun cuando su inversión inicial no es la más económica, su tiempo de descarga es más lento. El fabricante afirma que las pilas de Ni-HM se pueden recargar más de 500 veces, así se llega a la conclusión de que es más rentable el uso de las mismas para un número de ciclos de vida superior a los 18.

Pero si la ocasión requiere una pila para un aparato que necesite mayor voltaje para su funcionamiento o la misma va utilizarse una vez, es más conveniente invertir en una pila de Zinc-Carbón (Zn-C).

Dado que las recargables tienen múltiples ciclos de vida, significa que la cantidad de pilas desechadas será menor que si se utilizan las de Zinc-Carbón.

Si utilizamos las pilas recargables se evita contaminar debido a que se usan menos cantidad de pilas no recargables y de esta forma, indirectamente se evita contaminar el ambiente y dañar el ecosistema.

Bibliografía

.- Enciclopedia Encarta 2007

.-Enciclopedia WWW.Wikipedia.com

.-Página WWW.energizer.com

.-Página WWW.duracell.com

.- Marks Manual del Ingeniero Mecánico, Mc Graw Hill, Segunda edición en español.

Figura #1