LAS PILAS

3º - A

TECNOLOGÍA

INTRODUCCIÓN

¿Qué es una pila? Una pila es un generador que transforma la energía química en energía eléctrica; parte de esa energía química se transforma en calor (energía calorífica) y el resto en corriente eléctrica.

¿Qué función tiene una pila? Los nuevos aparatos electrónicos de última generación, precisan de una nueva fuente de energía, por lo que se dispone de una amplia gama de modelos de pilas para equipar todo tipo de aparatos y conseguir las máximas prestaciones.

Existen dos clases de pilas:

• La primaria: Es aquella cuya carga no puede renovarse cuando se agota, excepto reponiendo las sustancias químicas de que está compuesta.

• La secundaria: Es aquella cuya carga sí es susceptible de reactivarse, sometiéndola al paso más o menos prolongado de una corriente eléctrica continua, en sentido inverso a aquél en que la corriente de la pila fluye normalmente. El nombre más corriente por el que se la conoce es la pila recargable.

En la fabricación de una pila primaria se pueden emplear diversas sustancias químicas, pero el principio que rige su funcionamiento será siempre el mismo. Así en la pila primaria, hay dos metales diferentes, o bien un metal y carbón (estos elementos son designados electrodos), y un líquido, denominado electrolito. Uno de estos elementos llamado el cátodo, o sea el polo negativo, es generalmente de cinc; el positivo, denominado ánodo, es casi siempre de carbón. Las reacciones químicas que tienen lugar, hacen que el cátodo se disuelva poco a poco en el electrolito, lo cual pone en libertad a electrones que, de encontrar un conductor o sistema que conecte a ambos electrodos, por donde puedan circular, producen una corriente eléctrica.

ÍNDICE

TITULO PÁGINA

Introducción…………………………………………………………………...2

Historia de la pila………….…………………………………………………..4

Clasificación de las pilas…………………………………………………….5

Tipos de pila.……………………………………………………………6, 7 y 8

Ventajas de la pila……………………………………………………………9

Desventajas de la pila………………………………………………..10 y 11

Reciclaje y alternativas a su uso…………………..………………12 y 13

Bibliografía……………………………………………………………………14

HISTORIA DE LA PILA

En 1780 El profesor de anatomía de la universidad de Bolonia, Italia, Luis Galvani, al realizar un experimento, observó que las ancas de una rana recién muerta se crispaban y pataleaban al tocárselas con dos barras de metales diferentes.

La explicación del fenómeno la dio poco tiempo después el científico italiano Alejandro Volta, profesor de física de la universidad de Pavía, Italia, que descubrió que la causa de tales movimientos se hallaba en el paso de una corriente eléctrica producida por dos metales diferentes.

En 1800, después de una amplia experimentación, inventó un dispositivo que se conoce como pila voltaica. Pronto la reemplazó por una pila de dos elementos, cobre y cinc, sumergidos en una solución de ácido sulfúrico contenida en un recipiente.

En esta sencilla forma de pila primaria, las placas de cinc y de cobre están separadas por el electrolito. Esta pila no dura indefinidamente, ya que el ácido sulfúrico ataca al cinc, y cuando este se consume, la pila se agota. Para reactivarla, será necesario reponer la placa de cinc y el ácido del electrolito.

Poco a poco las pilas se perfeccionaron y desarrollaron hasta conseguir pilas de alta potencia y máxima duración, capaces de proporcionar energía portátil en cualquier situación y lugar.

Actualmente está difundida su utilización, pues su gran ventaja es la total autonomía energética que es capaz de proporcionar, desde linternas a radios, hasta marcapasos para corazones enfermos.

CLASIFICACIÓN DE LAS PILAS

Las pilas se pueden dividir en dos tipos principales, primarias o secundarias.

Una pila primaria produce energía consumiendo algún químico que esta contiene. Cuando este se agota, la pila ya no produce más energía y debe ser reemplazada. Este tipo de pila es perjudicial para el medio ambiente.

           

Las pilas secundarias, o pilas de almacenamiento, obtienen su energía transformando alguno de sus químicos en otro tipo de químicos. Cuando el cambio es total, la pila ya no produce más energía. Sin embargo, esta puede ser recargada mandando una corriente eléctrica de otra fuente a través de ella para así poder volver a los químicos a su estado original. Este tipo de pila es más respetuosa con el medio ambiente.

Nombrando los tipos de pilas debemos mencionar las pilas experimentales, estas aunque aun se pueden clasificar en alguno de estos dos grupos, deben mencionarse aparte ya que son hechas a pedido y responden a necesidades específicas. Por ejemplo, una pila que deba alimentar a un radiotransmisor en una región montañosa en una central autónoma, este tipo de pilas debería poder soportar grandes periodos de tiempo, ser muy confiable y probablemente soportar temperaturas extremas.

 

TIPOS DE PILA

Pilas tipo Leclanché, o de cinc/carbono, o “Pilas secas”: Basadas en la oxidación del cinc en medio ligeramente ácido. Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo.

Pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso: La diferencia con la pila seca es el electrolito utilizado. 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: 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 % aproximado 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.

Pilas de níquel/hidruro metálico: 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 estas pilas es el doble de la producida por las níquel /cadmio, 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.

LAS VENTAJAS DE LA PILA

La tecnología nos ha servido cada vez mas para poder crear pilas de mayor duración y efectividad para que así cumplan su objetivo en mejor forma.

 

Las pilas son tan usadas en nuestra vida diaria que su desaparición significarían desde que alguien no despertara debido a que no le sonó el despertador hasta la muerte de alguien que usaba marcapasos.

Por ejemplo, hoy en día la informática cada día está más avanzada y más interiorizada en la sociedad. Pero ¿qué sería de un ordenador sin pila? No podríamos ni siquiera encenderlo ya que al hacerlo, no sabría que hacer ni que programa ejecutar ya que esa memoria que es almacenada gracias a la pila, se habría perdido. O la información que se guarda en el disco duro desaparecería ya que éste necesita una pila también.

Otra ventaja de la pila, es la posibilidad que le ha dado a millones de personas de seguir viviendo, ya que un marcapaso está compuesto por una pila, y es precisamente de esa pila de lo que depende la vida de aquella persona.

Ejemplos de ventajas de las pilas más insignificantes, pero no por eso menos importantes, sería fijarse en cuantos de los aparatos de los que se usan a diario necesitan pilas. No se tendrían relojes, radios, televisores, otros aparatos portátiles, en fin una serie de aparatos con los cuales ya estamos acostumbrados a vivir.

           

Las pilas no son inofensivas. Lo mejor es saber distinguir entre los distintos tipos de pilas que hay en el mercado y cuales son sus "contraindicaciones".

LAS DESVENTAJAS DE LA PILA

Aunque las pilas son una cómoda fuente de energía productora de electricidad a partir de reacciones químicas, una vez agotadas en la basura constituyen un residuo especialmente peligroso.

Hoy en día, las pilas ya son parte de nuestro diario vivir. Siempre usamos aparatos de nuestra vida cotidiana que usan pilas o están relacionados con una.

Sin embargo, los problemas que se plantean son múltiples. Dejando a parte la contaminación que producen las industrias que la fabrican, existen tres problemas importantes como resultado directo de su utilización:

El despilfarro económico que su uso implica: La corriente eléctrica generada por las pilas es 450 veces más cara que la de red; un Kw/h de la red cuesta al consumidor 0,08 céntimos de euro, mientras que la misma energía en pilas cuesta 30 euros (Boletín de la organización de consumidores y usuarios (OCU)).

Inutilización de aparatos debido a su supuración: Una pila abandonada en un aparato que no se usa corre el peligro de derramar las sustancias químicas de su interior, con lo que el aparato que las contiene puede deteriorarse seriamente. Aunque se ha desarrollado el blindaje de las pilas para evitar este problema, lo cierto es que su eficacia no es absoluta y su aplicación no está universalmente extendida.

Eliminación cuando se agotan: Este el es principal problema a resolver. Cuando las pilas se agotan, suelen ser transportadas en la bolsa de basura a vertederos no específicamente preparados, donde son abandonadas o incineradas. Es decir, en los vertederos ocurre precisamente aquello que prohíben las instrucciones de los envoltorios.

Si se acumulan en los vertederos, con el paso del tiempo, las pilas pierden la carcasa y se vierte su contenido, compuesto principalmente por metales pesados como el mercurio y el cadmio. Estos metales, infiltrados desde el vertedero, acabarán contaminando las aguas subterráneas y con ello se introducirán en las cadenas alimentarias naturales, de las que se nutre el hombre.

Si se incineran, las emanaciones resultantes darán lugar a elementos tóxicos volátiles, las plantas industriales que asumen este cometido y los vertederos controlados que las almacenan no están exentos de peligro, pues se ha demostrado repetidamente a través de la historia, que estas instalaciones no garantizan la neutralización de las sustancias tóxicas.

La fauna piscícola, tanto marina como fluvial, que es la que mejor refleja el grado de contaminación por mercurio en una determinada zona del planeta. El mercurio se fija y acumula en sus tejidos sin perjudicar sus órganos vitales, por lo que, más que afectados son portadores, pero una vez ingerido el pez por animales de sangre caliente, por ejemplo, el hombre, el mercurio se libera de su fijación y recupera toda su toxicidad.

El mercurio se acumula sobretodo en la medula ósea y en el cerebro, dañando a medio y largo plazo los tejidos cerebrales y el sistema nervioso central.

RECICLAJE Y ALTERNATIVAS

A SU USO

En algunos países, como Suecia, desde 1986 se hace recolección de pilas, ya que se consideran residuos peligrosos y está prohibido enterrarlas o depositarlas en rellenos sanitarios. En este país se recupera el mercurio, el zinc y el manganeso para ser reciclados, además de alentar el uso de equipos con pilas recargables, teniendo dichos aparatos un descuento del 10% y una etiqueta con el símbolo ISO, que alerta al consumidor sobre la peligrosidad de las pilas, recordando al usuario que una vez agotadas deben retornar al punto de venta.

En Austria desde 1991 se prohíbe arrojarlas con la basura común. En España desde 1993 ya no se fabrican pilas con alto contenido de mercurio y en Alemania obligan al fabricante y al comerciante a reciclarlas desde 1993.

La Asociación Europea de Fabricantes de Pilas Secas (Euro pile), es una entidad que representa a varias compañías y propuso e instrumentó un programa de reducción gradual del uso del mercurio.

Desde 1994 ya no se fabrican pilas con dicho metal pesado.

Finalmente, en Japón se reciclan.

La pregunta es ¿qué podemos hacer?. Aunque práctica, la pila no es energéticamente eficiente, su fabricación insume 50 veces más energía que la que produce. Es conveniente el uso de aparatos conectados a la red eléctrica y preferir las pilas recargables, si bien son más caras y contienen cadmio, su durabilidad las hace menos peligrosas.

Otra alternativa es optar por las pilas alcalinas con mínimo de mercurio y preferentemente opciones de las que se puede hacer uso. También es recomendable usar calculadoras o aparatos a energía solar y no dejar las pilas al alcance de los niños. Pueden llevarlas a la boca y hacer una inconsciente ingesta de metales pesados con su consiguiente peligro para la salud.

Los fabricantes de pilas tienen la responsabilidad de colaborar en la solución apropiada que evite la contaminación producida por sus productos, poniendo toda su tecnología al servicio del ambiente.

Esta tema compromete por igual a fabricantes, técnicos y gobiernos, quienes deben desarrollar obligatoriamente y a la brevedad, métodos eficaces para la eliminación segura de las pilas y evitar así el impacto ambiental que producen sus componentes contaminantes, poniendo en práctica políticas ambientales que hagan de la calidad de vida no una declaración sino una realidad.

BIBLIOGRAFÍA

Diccionario enciclopédico universal……….Ed. Club literario del libro

Internet: www.cegasa.com

Internet: www.google.es (Imágenes)

Enciclopedia encarta (ordenador)

Nueva enciclopedia temática del estudiante……………..Ed. Rueda

Internet: www.mantra.com

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Pila primaria

Pila secundaria