Una pila seca, también llamada pila de celda seca, es uno de los tipos de pilas electroquímicas más utilizadas. Las pilas AAA, AA, las pilas de botón, las pilas de 9 voltios o de petaca, etc, todas ellas son pilas secas.
También se puede llamar batería seca, aunque el término batería es específico para denominar un conjunto de celdas electroquímicas unidas en serie y las pilas sólo disponen de una celda. Las baterías suelen emplearse en dispositivos con un alto consumo eléctrico donde las pilas se quedan cortas.
Las pilas secas se caracterizan y se diferencia de otros tipos de pilas y baterías en que los electrolitos, cuya reacción genera la electricidad que suministra la pila, van en polvo o en una pasta de bajo contenido en líquido. Por el contrario, las pilas de celdas húmedas llevan los electrolitos en un líquido.
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Composición y estructura de una pila seca
Todas las pilas secas tienen unos componentes básicos. En el centro hay una barra llamada cátodo que normalmente está fabricada de carbono. Esta barra está recubierta de una pasta acuosa de electrolitos.
La pasta de electrolitos se fabrica con diferentes productos químicos, como NH4Cl (cloruro de amonio) o MnO2 (dióxido de manganeso), dependiendo del tipo de pila (alcalina, zinc-carbono, etc).
A continuación de la pasta de electrolitos hay una capa de papel, cartón o material sintético que separa la capa más externa, que es un cilindro metálico llamado ánodo fabricado normalmente de zinc.
Tipos de pilas secas
Los tipos de pilas secas más comunes son la pila de zinc-carbono y la pila alcalina. La pila de zinc-carbono es más barata pero de menor duración que la pila alcalina. Otro tipo es la pila de cátodo de plata, muy poco utilizada en la actualidad.
- Pila zinc-carbono: el cátodo es una barrilla de carbono rodeada de una mezcla compactada de carbono y óxido de manganeso (MnO2). El ánodo es una carcasa de zinc que contiene una pasta acuosa de cloruro de amonio (NH4Cl) y cloruro de zinc (ZnCl2).
- Pila alcalina: la mezcla del cátodo está formada por óxido de manganeso y carbono. En el ánodo hay una dispersión de polvo de zinc en un gel que contiene hidróxido de potasio. No se ha conseguido fabricar pilas alcalinas recargables.
Las pilas de níquel-cadmio (Ni-Cd), las pilas níquel e hidruro metálico (Ni-MH) y las pilas de ion litio (Li-Ion) son pilas secas recargables. No se ha conseguido fabricar pilas alcalinas recargables.
Las pilas de ion litio se han popularizado en forma de baterías para gadgets y dispositivos personales, como los teléfonos móviles, debido a su alto rendimiento, bajo efecto memoria (se pueden recargar muchas veces sin que pierdan eficacia), poco peso y poco tamaño.
Las pilas Ni-Cd y Ni-MH se han popularizado en sustitución de las pilas AAA y AA cuándo se desea una fuente recargable. Las pilas Ni-MH ofrecen muchas ventajas sobre las pilas Ni-Cd como el menor coste, mayor capacidad de carga, menor efecto memoria y menor contaminación, pero tienen una tasa de autodescarga más elevada que las pilas Ni-Cd (alrededor del 30%).
Funcionamiento de una pila seca
Una pila seca tiene dos terminales, uno es el polo positivo y otro el polo negativo. Cuando una carga se conecta a los terminales de la pila tiene lugar una reacción química entre los electrolitos del ánodo y los electrolitos del cátodo.
La reacción genera un flujo de electrones (corriente eléctrica) que se conduce a través de un colector hacia el circuito del dispositivo que haya conectado a la pila.
Cada grupo de ánodo-electrolitos-cátodo recibe el nombre de celda o célula electroquímica. Se pueden conectar varias de estas celdas dentro de una misma batería o conectando varias pilas en serie para producir un voltaje superior.
La reacción química que se produce en cada celda va consumiendo los reactantes hasta que queda agotados, momento en el que la pila ya no producirá más energía eléctrica.
Las pilas y baterías recargables se pueden conectar a un dispositivo especial que revierte la reacción química permitiendo que la pila vuelva a funcionar.
Desecho de las pilas agotadas
Los productos químicos con los que se fabrican las pilas y baterías son muy contaminantes y perjudiciales para el medio ambiente. Por este motivo siempre hay que llevarlas a un centro de reciclaje y gestión de residuos apropiado. Nunca se deben desechar con el resto de basura.
Para minimizar el impacto ambiental también es aconsejable utilizar pilas recargables, además del ahorro económico que suponen.
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