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Concepto de voltaje, resistencia y corriente.

CADA VEZ QUE HABLAMOS DE PILAS DEBEMOS TENER CLARO TRES CONCEPTOS BÁSICOS:

VOLTAJE, RESISTENCIA Y CORRIENTE.

SON CONCEPTOS TRANSVERSALES A CUALQUIER TIPO DE PILA: DESDE LA MÁS

PEQUEÑA QUE TE PUEDAS IMAGINAR HASTA BATERÍAS QUE PESAN TONELADAS.

PARA ENTENDERLOS MEJOR, HAREMOS UNA ANALOGÍA CON RECIPIENTES DE AGUA:

Tengo dos recipientes con agua y los uniré con una manguera.
La diferencia de alturas es el voltaje y el paso del agua es la corriente. Si no hay diferencia de alturas, no hay flujo de agua. Así mismo, si no hay voltaje no hay corriente.

Ahora bien, si en lugar de la manguera utilizo un pitillo, el agua fluirá muy lento pero si utilizo una manguera muy gruesa, el agua pasará rápidamente. Así mismo, todo lo que se oponga al movimiento es la resistencia.

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¿Qué es una pila?

  • Una pila es un dispositivo que almacena energía química y la convierte en energía eléctrica.
  • Alejandro Volta alrededor del año 1800 experimentó haciendo "pilas" de diferentes metales y entre uno y otro empleaba un papel acidulado y se dio cuenta que de ahí salía electricidad
  • Hay un detalle en el tema de la electricidad que hace que se nos dificulte entenderla y es que "no es visible", a menos que imaginemos a un muñequito en una caricatura electrocutándose. Pues bien, la electricidad no la vemos pero sí la sentimos o ¿Quién no se ha encalambrado cuando toda a un compañero o con la estufa eléctrica?. Esa electricidad "que nos encalambra" es la misma electricidad que debemos obtener de una pila. A nosotros, la electricidad nos encalambra pero a un equipo lo hace funcionar.

    PARECE MAGIA... DE UNA MEZCLA QUÍMICA OBTENEMOS ELECTRICIDAD!

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¿Qué elementos componen una pila?

Para fabricar cualquier tipo de pila necesitamos tres elementos básicos:

  • Un elemento que se oxide.
  • Un elemento que no se oxide.
  • Una solución que conduzca la electricidad

HAREMOS UNA PILA DE LIMÓN PARA EXPLICAR EL CONCEPTO: EL ELEMENTO QUE SE OXIDA EN ESTE CASO ES EL ZINC Y LO INTRODUCIREMOS EN MEDIO LIMÓN; EL ELEMENTO QUE NO SE OXIDA (TÉCNICAMENTE SE HABLA DEL ELEMENTO QUE "SE REDUCE") ES EL COBRE Y LA SOLUCIÓN CONDUCTORA ES EL ÁCIDO DEL LIMÓN. AL TOMAR EL VOLTAJE (SE MUESTRA EL VALOR EN EL MULTÍMETRO), PODEMOS VER QUE ESTA PILA TIENE 0,9 VOLTIOS.

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Clasificación de pilas en primarias y secundarias.

LAS PILAS SE CLASIFICAN EN PRIMARIAS Y SECUNDARIAS.

LAS PILAS PRIMARIAS SE BASAN EN REACCIONES QUÍMICAS NO REVERSIBLES, O SEA QUE NO SE RECARGAN. EN ESTE GRUPO TENEMOS LAS ZINC/CARBÓN, ALCALINAS, LITIO-HIERRO, LITIO-DIÓXIDO DE MANGANESO.

LAS PILAS SECUNDARIAS SE BASAN EN REACCIONES QUÍMICAS RESERSIBLES. ESTAS SÍ SE RECARGAN. EN ESTE GRUPO ESTÁN LAS DE NÍQUEL-HIDRURO METÁLICO QUE SON LAS RECARGABLES QUE CONOCEMOS ACTUALMENTE Y UNAS QUE YA VAN DE SALIDA COMO LAS DE NÍQUEL-CADMIO EMPLEADAS EN TELEFONÍA. UNA BATERÍA PLOMO ÁCIDO TAMBIÉN ES RECARGABLE.

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Ensamble de una pila zinc - carbón.

1. Extrusión de la moneda a través de un molde para obtener el vaso.

2. Se inserta el papel electrolítico, ubicandolo en las paredes internas del vaso de zinc para evitar el contacto de la mezcla con este.

3. Se inserta un disco de cartón en el fondo para evitar el contacto del vaso con la mezcla.

4. Se precompacta la mezcla y se inyecta dentro del vaso.

5. Se inserta una arandela para compactar la mezcla y permitir el ingreso de la barra de grafito.

6. Inserción de la barra de grafito que actúa como el colector de la corriente y la distribuye hacia los polos.

7. Rebordeo del vaso de zinc para formar la cámara de gases, para que la pila al descargarse no se afecte por el exceso de presión.

8. Inserción de la arandela de asfalto que sostiene el sello de asfalto.

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Ensamble de una pila alcalina.

1. Vaso de acero: El vaso de las pilas alcalinas es de acero para que pueda soportar la mayor capacidad de la pila. Este vaso tiene un recubrimiento interno de grafito.

2. Inserción de las pastillas de manganeso: En una pila alcalina se tiene el mismo volumen que en las pilas zinc/carbón pero se debe contener mayor cantidad de los principios activos; la forma de lograr esto es compactándolos, es por esto que el manganeso entra en forma de pastillas.

3. Inserción del papel electrolítico: Al igual que en las pilas zinc/carbón, el polo positivo y el negativo no pueden hacer contacto porque habría corto; en otras palabras, el zinc no puede unirse con el dióxido de manganeso y por tal razón debe posicionarse un separador que en este caso también es un papel electrolítico y un fondo de cartón.

4. Inyección del zinc: Como ya se le adicionó mayor cantidad de dióxido de manganeso pues el material entra compactado, igualmente debe adicionarse mayor cantidad de zinc y para lograrlo el zinc es pulverizado y agregado en un gel.

5. Alfiler de acero, sello plástico y tapa: En lugar del grafito se introduce un alfiler de acero. Para dar mayor hermeticidad a esta pila, se posiciona un sello plástico que permite formar la cámara de gases y por último la tapa superior para obtener en este caso nuestra pila LR6.

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Tipos de pilas y usos.

Material de apoyo: mostrar pilas de los diferentes sistemas. Iconos de uso.

Pilas zinc/carbón son conocidas también como pilas de manganeso o corrientes; tienen un voltaje de 1,5 voltios y están diseñadas para equipos de baja demanda de energía. Son más económicas que las pilas alcalinas y aunque de menor duración, su precio por minuto de servicio es comparable al de una pila alcalina. Ofrecen muy buen rendimiento en equipos como linternas, radios, grabadoras, relojes de pared y juguetes.

Pilas Alcalinas: las pilas alcalinas duran más que las pilas zinc/carbón y aunque son más costosas, el precio por minuto de servicio es inferior. Se utilizan en todo tipo de equipos como juguetes, juegos de video, relojes, linternas, radios, etc.

Pilas de litio/hierro: sus principales componentes son litio y disulfuro de hierro y tienen un voltaje de 1,5V. Su mayor precio se ve compensado con una mayor duración y están diseñadas para equipos de alto consumo de energía; en donde se quede corta una pila alcalina, se debe ensayar una pila de litio/hierro para notar la superioridad de éstas. Si se utilizan en equipos de bajo consumo de energía, como por ejemplo un reloj de pared ó una linterna normal, te durará lo mismo que dura una pila alcalina porque se desaprovecha la capacidad de la pila.

pilas de litio/dióxido de manganeso estas pilas no son recargables y tienen un voltaje de 3 voltios En este grupo se encuentran las CR123A muy empleadas en cámaras digitales profesionales y las tipo botón de manganeso que se utilizan en aplicaciones como calculadoras.

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Tips de uso y manipulación.

Siga siempre las advertencias e instrucciones

Lea cuidadosamente las precauciones registradas en los empaques de las pilas y las instrucciones de los equipos. Use siempre las pilas recomendadas por el fabricante del equipo.

Revise que los contactos en su equipo estén limpios

Si es necesario límpielos con un trapo húmedo y luego séquelos muy bien.

Inserte las pilas respetando la polaridad correcta

(polo positivo y negativo), haciendo coincidir los signos “+” y “-“ marcados en la pila y en el equipo. Las pilas que son insertadas de forma incorrecta pueden causar sobrecalentamiento rápidamente, dañando las pilas y/o el equipo.

Cuando las pilas ya estén descargadas, retírelas del equipo y disponga de ellas adecuadamente.

Cuando las pilas descargadas son guardadas en el equipo por largo tiempo, puede ocurrir liqueo y causar daños al equipo. Si las pilas ya terminaron su vida útil, entréguelas en un sitio de recolección autorizado.

Reemplace todas las pilas al mismo tiempo con nuevas pilas de igual sistema electroquímico.

Cuando se usan pilas de diferentes tipos, ó se usan al tiempo pilas nuevas y viejas, éstas tienden a sobredescargarse debido a la diferencia de voltaje y capacidad. Se puede producir calentamiento, liqueo o explosión.

Apague el equipo después de su uso. Asegúrese de que el switche quede en posición “off”.

En algunos equipos es difícil identificar la posición “off” y “on”. Debe verificarse que el equipo esté apagado para evitar la sobredescarga de las pilas.

Remueva las pilas del equipo si no van a ser usadas por un periodo de tiempo largo.

Para evitar el daño de las pilas y/o el equipo, saque las pilas y guárdelas en un lugar fresco y seco.

Evite el cortocircuito en sus pilas

Cuando el polo positivo (+) y el negativo (-) de una pila están en contacto eléctrico entre ellos, se produce un corto circuito; esto puede pasar por ejemplo cuando se guardan las pilas sueltas en un bolsillo junto con llaves o monedas. El resultado puede ser sobrecalentamiento ó liqueo.

No caliente las pilas.

Si las pilas se calientan puede producirse liqueo o explosión.

No deforme las pilas

Evite aplastar, perforar o causar otro daño similar a las pilas. Puede producirse calentamiento, liqueo o explosión.

No intente desarmar una pila

Cuando una pila es desarmada, el contacto con los componentes puede ser peligroso.

Evite soldar las pilas

Cuando una pila es soldada, ésta puede ser dañada por el calor y causar corto interno que resulta en liqueo y posible explosión.

No deseche las pilas en el fuego

Cuando las pilas son dispuestas en el fuego, el calentamiento puede causar una explosión.

Evita cargar las pilas primarias (No recargables)

Cargar una pila primaria puede causar generación de calor y/o gas, resultando en liqueo, fuego o explosión.

No guarde sus pilas en la nevera

Esta práctica es un mito. Cuando las pilas no se están utilizando en un equipo, ellas pasan por un tiempo de recuperación, durante el cual se estabiliza su voltaje y su corriente. Posiblemente cuando usted deja reposando las pilas y vuelve a utilizarlas, su equipo funciona correctamente un tiempo adicional; sin embargo, en la nevera lo único que se está haciendo es dejar las pilas en reposo, con el agravante de que el frío y la humedad disminuyen la eficiencia de éstas.

Guarde las pilas fuera del alcance de los niños

No permita que las pilas queden accesibles a los niños, ya que pueden ser ingeridas. En caso de ingestión se debe buscar asistencia médica de inmediato.

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Mitos

1. Las pilas se cargan en la nevera:
¡FALSO! Cuando una pila se saca de un equipo lo que hace es “recuperarse” del drenaje de energía al que estaba sometido con la descarga; ella tiende a nivelar su voltaje y su corriente y cuando la vuelves a utilizar, la pila entrega su energía residual. En lugar de meterla a la nevera, sólo déjala en un lugar fresco y seco y prueba al día siguiente si aún tiene energía que ofrecer.

2. Las pilas primarias pueden recargarse en un cargador:
¡FALSO! Si pones una pila primaria (Zinc/Carbón, Alcalina o de litio/hierro por ejemplo) en un cargador, ella eventualmente puede subir su voltaje, sin embargo, como no está diseñada para este fin, existe la posibilidad de que presente fuga líquida (expulsa la solución que tiene en el interior), que se caliente e inclusive que explote. En el mercado se promocionan cargadores para pilas primarias que son simplemente cargadores de un voltaje de 1,4 voltios que pueden disminuir un poco el riesgo de explosión, pero de todos modos continúa siendo una práctica insegura.

3. Al desechar las pilas se deben tapar los polos para evitar la radiación: ¡FALSO! las pilas no tienen materiales radiactivos como muchas personas creen. Lo que se hace al tapar los polos de las pilas con una cinta es evitar simplemente que se sigan sobredescargando en el momento en el que se hace la disposición final.

4. Las pilas se recargan echándoles sal y poniéndolas al sol:
¡FALSO! Como dijimos anteriormente, las pilas primarias “se recuperan” si se dejan en un lugar fresco y seco. La sal lo único que hará será acelerar los procesos de oxidación de la pila.

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Peligrosidad del residuo.

La pila explota en algún momento:
Los componentes de las pilas Zinc/Carbón o Alcalinas no son explosivos en condiciones normales; lo que debe evitarse es disponer de las pilas en el fuego puesto que a altas temperaturas (por encima de los 100 °C) las pilas aceleran las reacciones de gasificación y podrán explotar para liberar la presión.
Además, como hemos visto anteriormente, los metales pesados no son componentes activas de las pilas corrientes y Alcalinas. Sin embargo hay otro tipo de pilas como las recargables y de dispositivos móviles que contienen como principal componente, metales como el Cadmio y el Litio, se debe evitar que éstos estén en un relleno ordinario.

Lo peligroso no es tener las pilas usadas en tus manos, lo perjudicial es no disponerlas adecuadamente.

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Que pasa si boto una pila a la basura.

Al depositarlos en la caneca de la basura, son llevados a un relleno sanitario y al entrar en contacto con el suelo y el agua pueden generan afectación. Al disponerlos correctamente, se cierra el ciclo de vida de este producto y se le da un manejo ambientalmente adecuado.