Divulgación de la Ciencia

Divulgación de la Ciencia
Noviembre 2015 Boletín: 114
¿La ciencia de las baterías?
Las baterías son una excelente fuente de energía sin
cables. Las que constantemente usamos se llaman
pilas secas, y convierten la energía química
almacenada en energía eléctrica.
¿Cómo funcionan las baterías?
Están formadas básicamente por tres unidades o
celdas, sin embargo, pueden tener más. Una celda es
la unidad química dentro de la batería y tiene tres
partes, un ánodo o terminal negativa (-), un cátodo o
terminal positiva (+) y un líquido o sólido llamado
electrolito cuya función es separar a los anteriores.
En una pila seca o las que comúnmente se conocen,
una parte de la celda o ánodo, está formada por el
elemento zinc, el centro de grafito que es el cátodo y
cloruro de amonio que es el electrolito.
¿Pilas o baterías?
Los términos pilas o baterías se utilizan desde los inicios de
los trabajos con electricidad, en los que se juntaban o
apilaban varios elementos en forma de discos o celdas para
ampliar los efectos de la corriente generada.
Cuando los elementos se apilaban uno encima de otro, se
denominaban pilas, cuando se ponían uno junto a otro se
llamaban celdas. Actualmente se denominan baterías a las
que acumulan carga o recargables y pilas a las no
recargables.
El recargar la batería es básicamente invertir el proceso
usando energía eléctrica.
Ninguna batería dura para siempre, aún en las recargables lo químicos pierden efecto. Estas baterías pierden
carga aunque no se utilicen; y es conveniente cargarlas completamente antes de usarse. Asimismo, es
conveniente no dejarlas sin carga por periodos prolongados de tiempo, ya que de esta forma se degradaran
más rápido.
¿Tipos de baterías?
Realmente existen dos tipos, las recargables y las que no
lo son, ambas tienen diferentes tipos de celdas. Las celdas
primarias son las que dan la energía en las pilas, producen
electricidad cuando los químicos de los electrodos y los
electrolitos lentamente se usan.
Debido a la reacción química dentro de la batería, el
ánodo o terminal negativa, forma un exceso de
electrones ocasionando una diferencia eléctrica entre
el ánodo y el cátodo. Los electrones buscan
reacomodarse y enviar a los electrones extra al
cátodo o polo positivo, sin embargo la función del
electrolito es impedir que esto suceda. Una de las
claves de su funcionamiento es que está hechas de
dos elementos diferentes, uno que cede electrones y
otro que los recibe, si estuvieran hechas del mismo
material este proceso no se daría.
Cuando se cierra el circuito, o se coloca la batería en
un dispositivo, se forma un camino conductor entre
las dos terminales, dándole la posibilidad a los
electrones de viajar hacia el cátodo (+). Este proceso
le da energía al aparato en donde se coloque la
batería.
Las celdas secundarias son las que dan energía a las
baterías; son como las de los automóviles o las de níquel y
cadmio y las baterías de los teléfonos móviles o batería de
níquel-metal hidruro o de níquel-hidruro metálico. Cuando
se carga un teléfono móvil lo que se está haciendo es
revirtiendo el proceso de uso.
Y algo más ….
La primer batería fue inventada por Alessandro Volta en el año de
1798 y la primer pila o batería recargable se hizo en el año 1859
por el físico francés Gaston Plante. Sin embargo, existe evidencia
que hace más de 2,000 años en Irak desarrollaron una jarra de
cerámica con un cilindro de cobre cubierto por una barra de hierro
se cree que esto era un forma muy antigua de batería.
Las baterías de los celulares si se desechan en la basura regular,
pueden contaminar hasta 600,000 litros de agua, o el equivalente a
un tercio de una alberca olímpica.
Fuentes:
Harrison, D. (2010). EnviroGadget. Recuperado el 6 de noviembre de 2015, de
http://www.envirogadget.com/recycling/10-interesting-facts-about-batteries/
Con el paso del tiempo, este proceso altera a los
químicos en el ánodo y en el cátodo y eventualmente
dejan de producir electrones, es cuando una batería
deja de servir. Para lograr que duren más tiempo,
deben desconectarse cuando no se están usando y
así evitar dejar el camino de los electrones abierto
Moconi & Anibrain. (2015). Recuperado el 6 de noviembre de 2015, de http://mocomi.com/how-dobatteries-work/
Woodford, C. (2009/2010). Batteries. Recuperado el 7 de noviembre de 2015, de
http://www.explainthatstuff.com/batteries.html
Dra. Claudia Fernández Limón
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La energía que se utiliza para para producir una
batería es 50 veces mayor a la que se utiliza para
producir una pila regular.
/MuseoAcero.Horno3
En la industria de la elaboración de pilas o baterías no
existen estándares, así que algunas compañías
utilizan términos como “uso rudo” o “larga duración”,
sin embargo no existen evidencias científicas para
estas afirmaciones.
/horno3.org
Las baterías se elaboran con una gran cantidad de
mercurio, particularmente las alcalinas o las pilas de
botón.
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