Tipos de pilas

 

Existen reacciones químicas que se usan para obtener electricidad, entre las cuales, la más importante es la de reducción oxidación, llamada también de forma simple como redox. En este tipo de fenómeno químico, hay un intercambio de electrones entre sustancias, una se reduce, la otra se oxida; de la misma manera, una pierde electrones y la otra los gana. Este proceso ha sido aprovechado para armar dispositivos con diversos componentes que, al combinarlos han dado como resultado la invención de las pilas y baterías.

Una pila es un generador de electricidad que se obtiene a partir de una reacción química, dependiendo del tipo de sustancia que se utilice: grafito, dióxido de manganeso, metales con zinc, litio, níquel, cadmio, plata y mercurio. Estos componentes se encuentran en el interior de la pila sumergidos en un líquido o una pasta húmeda que posibilita el movimiento de los iones y por consiguiente de la electricidad.

CLASIFICACIÓN DE LAS PILAS

Existen varios tipos de pilas, las primarias, cuyos reactivos están sellados dentro de compartimientos; las secundarias, que se pueden recargar y las de combustible.

PILAS PRIMARIAS

Son llamadas así porque se usan para generar pequeñas cantidades de electricidad, por ser de elevado costo no es conveniente utilizarlas para la producción de altas cantidades de electricidad. Además, no son regenerativas o reusables, ya que al descargarse no pueden volver a usarse. Entre las pilas primarias tenemos:

PILA GALVÁNICA O CELDA VOLTAICA.

Está formada por un cilindro compuesto por distintos discos de metales diferentes, que pueden ser cobre, cinc y otros, colocados de manera alternativa y distanciados por un pequeño cojín de cartón o de tela empapada con una dilución acida. Un hilo metálico, que es el conductor, une el primer disco de zinc con el último de cobre o, al contrario, y conduce una corriente eléctrica. En esta pila se aprovecha la reacción química donde existe el flujo de electrones desde una sustancia que se oxida hasta otra que se reduce, con el fin de producir electricidad. Sus inventores fueron Luigi Galvani y Alessandro Volta, de allí los nombres de galvánica y voltaica.

PILA DE DANIELL.

Este tipo de pila se fabrica poniendo un electrodo o laminilla de cinc (Zn) en una mezcla de iones cinc y otra laminilla de Cobre colocada en una mezcla de iones cobre; estas dos laminillas se unen mediante un conductor metálico y, si se coloca un amperímetro se observa el paso de corriente. Es llamada así en honor a su inventor, John Daniell, quien fue un químico inglés. Esta pila se puede recargar aplicándole una fuerza electromotriz mayor a la que posee, haciendo circular la corriente eléctrica en el sentido contrario.

PILA SECA.

También es llamada Pila de Leclanche, se encuentra conformada por dos electrodos, uno de carbón que es el polo positivo y otro de cinc que es el polo negativo, rodeados de dióxido de manganeso. El conductor está empapado con un material poroso y pastoso que puede ser bentonita, el cual es un material arcilloso absorbente, y se encuentra asentado en un recipiente de cinc. La barra de carbón se coloca en el centro, mientras que el orificio de la pila es cerrado con asfalto. Este tipo de pila es muy utilizada en los reproductores de música, linternas, entre otros.

PILA DE MERCURIO.

Es reconocida como otro tipo de pila de cinc, la cual es producto de la reacción entre oxido de mercurio y zinc. El envase, por lo general, es de acero y constituye el polo negativo y el polo positivo, el cual es una hélice o espiral de cinc colocada en el centro, lo que se cubre con un papel suave y poroso. Estas pilas tienen una duración muy larga pero no se pueden recargar y funcionan bien a temperaturas altas.

PILAS ALCALINAS

Utilizan en su composicion cinc y dioxido de manganeso. Existen dos tipos de pilas alcalinas, las primarias y las secundarias que se recargan. Estas pilas son mas costosas que las de carbon cinc pero tienen un gran rendimiento y voltaje, es decir, duran mas.

PILAS SECUNDARIAS

Este tipo de pila tiene como característica más resaltante que se pueden recargar varias veces. Cuando los componentes activos ya no reaccionan para producir electricidad, pueden volverse a cargar muchas veces pasando a través de ella una corriente eléctrica externa. Todo depende de que las sustancias activas todavía se encuentren pegadas a los electrodos cuando se realice el proceso de regeneración o recarga. Son llamadas acumuladores. Ejemplos de pilas secundarias son las alcalinas recargables, de plomo, níquel cadmio y níquel hierro.

PILAS DE PLOMO.

Son las pilas secundarias más conocidas, porque son las que usan los vehículos, lanchas y tractores. Tienen el poder de proporcionar un nivel de electricidad tan grande que enciende los motores de combustión interna. Tiene unos electrodos que son dos rejas de plomo y está rellena de plomo esponjoso y otros elementos. Además, estas sustancias al reaccionar se convierten en sulfato de plomo esponjoso logrando un voltaje de 2,1 V. Al unir varias pilas de estas se obtiene una batería de 12 V, que son las que usan los automóviles.

PILAS DE HIERRO NÍQUEL.

Es una pila secundaria conformada por dos electrodos con soporte de acero al níquel, consta de muchos agujeros donde se alojan las sustancias activas, cuando este acumulador está cargado, el electrodo negativo es hierro finamente picado, y en el positivo es oxido de níquel.

PILAS DE NÍQUEL-CADMIO

En ellas se utiliza una solución compuesta de hidróxido potásico que tiene el papel de conductor. En cuanto a su electrodo negativo, es cadmio y el electrodo positivo por su parte, tiene al hidróxido de níquel. Generalmente, su forma es de botón o de cilindro con poca capacidad de miliamperios.

PILAS DE COMBUSTIBLE.

Mediante esta pila se genera electricidad a partir de una reacción química que es la combustión de hidrógeno y oxígeno, que suministra una gran cantidad de energía eléctrica al tener un suministro de reactivos continuamente, como si fuera un motor. Este tipo de pila presenta una ventaja con respecto a las pilas normales y es que tiene un rendimiento mayor, y como producto de la reacción química del hidrógeno y el oxígeno se obtiene agua que se puede utilizar para cualquier otro proceso. Estos dispositivos son usados en los trasbordadores espaciales.

Como puedes observar en todo lo expuesto existe una gran variedad de pilas, y su importancia en todo el mundo es grande, ya que se utilizan en tantos artefactos que han simplificado y ayudado a lograr avances en muchas áreas de la vida moderna.