Como funciona una pila

Una pila es un dispositivo portátil que puede entregar energía eléctrica cuando se lo conecta a un circuito eléctrico cerrado. Explicamos qué es una pila, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es una pila?

Una pila o batería es un dispositivo portátil en el cual se almacena energía para después proveer de corriente eléctrica a un artefacto que no está conectado a la red eléctrica.

¿Para qué sirve una pila?

Una pila almacena energía que después es proveída a un artefacto en un circuito cerrado. Es útil para que otros dispositivos cuenten con corriente eléctrica pese a no estar conectados a una red eléctrica.

¿Cómo funciona una pila?

Una pila requiere de un circuito eléctrico para que se pueda poner en funcionamiento, además de producir las reacciones químicas que se buscan con ella. Las reacciones a las que se hace referencia son las que posibilitan que la pila alimente un aparato eléctrico que puede ser una linterna o un juguete.

En la parte interna de la pila hay un liquido que se denomina electrolito. La pila cuenta con dos polos que se llaman electrodos. Una vez se sumerge cada electrodo en el electrolito se consigue una reacción distinta:

• Polo positivo o cátodo – Se va a reducir, lo que libera electrones.
• Polo negativo o ánodo – Se oxida, va a recoger los electrones que el otro polo está liberando.

De esta manera, el circuito eléctrico procederá a cerrarse en cuanto todos los elementos se conecten, siendo este uno de los modos más básicos de funcionamiento en el circuito.

 

Generación de energía eléctrica en la pila

Las pilas están formadas por dos electrodos metálicos. Estos están sumergidos en electrolitos. Los electrolitos son iones disociados. El metal del electro va a depender del electrolito sobre el cual este sumergido.

Los electrodos reaccionan con el electrolito, un electrodo se reduce, es decir libera electrones mientras que el otro se oxida es decir recibe electrones. La parte que se oxida se denomina ánodo mientras que la que se reduce es el cátodo.

En las pilas más comunes, el electrodo del cátodo es cobre(cu) y el electrolito es sulfato de cobre (cuso4) mientras que en el ánodo el electrodo es zinc (zn) y el electrolito es sulfato de zinc (znso4)

Partes de una pila

Las partes principales de la pila son:

• Ánodo – Es el polo negativo.
• Cátodo – Es el polo positivo.

Composición de la pila

Entre las más comunes, los siguientes son los compuestos típicos:

• Zinc / Carbono – Son de las comunes y son especiales para las linternas. Tienen un poco cantidad de mercurio (0,01%). Se componen de zinc, dióxido de manganeso, carbono y cloruro de amoníaco. Su contaminación alcanza los 3.000 litros de agua por unidad.
• Alcalinas (Manganeso) – Son más recientes que las de zinc/carbono. El principio activo que tienen es alcalino (Hidróxido de Potasio). La duración es superior en hasta 6 veces. Tienen un 1% de mercurio. Puede contaminar hasta 175.000 litros de agua.
• Mercurio – Es la primera pila construida en la categoría de micropila o botón. En la parte externa se construyen con acero y potasio. Tienen entre un 25 a 30% de mercurio. Puede contaminar hasta 600.000 litros de agua.
• Niquel / Cadmio – Tiene la forma de una pila alcalina o clásica. Su ventaja es que puede ser recargada en varias ocasiones. Sus residuos son muy peligrosos para el medioambiente.

Tipos de pila

Pila común – Son pilas secas, de zinc/carbono. Se forman con un cilindro de zinc que corresponde al polo negativo y se rellena con una pasta electrolítica. Tiene una barra de carbón en el centro con un electrodo positivo. Se sella todo para que no existan fugas.

Pilas alcalinas – Es una precursora de la pila seca. En lugar de cloruro de amonio tienen cloruro de sodio o de potasio. Su duración es mayor porque el zinc no se expone a un ambiente ácido.

Pilas alcalinas de manganeso – Su contenido de mercurio ronda el 0,1% de su peso. Se trata de una versión mejorada de la pila alcalina.

Capacidad y consumo de una pila

En cada pila se indica su capacidad, lo cual se expresa con un código CX Y Ah, en donde la X corresponde al tiempo de descarga, mientras que Ah es la corriente que esa descarga expresa, en la medida que el voltaje sea fijo.

Un ejemplo del consumo de una pila se expresaría en C10 50Ah, lo que significa que la batería de 50 Ah se descargaría en 10 horas.

La pila y el medio ambiente

Los productos químicos y los metales que hacen parte de la pila son potencialmente perjudiciales para el medio ambiente, así que producen contaminación química. Es clave que las personas no las tiren a la basura, sino que se trasladen a centros de reciclado.

En muchos casos en países industrializados los proveedores se encargan de recolectar las pilas gastadas para darles el tratamiento pertinente. En estos casos se busca que los químicos internos en las pilas gastadas no se liberen.

Se estima que una micropila de mercurio contamina hasta 600.000 litros de agua, una de zinc-aire 12.000 litros y una de óxido de plata 14.000 litro