UD BATERIAS Y PILAS

Pilas y baterías EcoLlerena Comisión Energía y Agua Fernando Tinoco Mayo 2011

Hay dos maneras de producir electricidad para aplicarla a usos prácticos: bien mediante máquinas llamadas dinamos o alternadores, cuando se trata de un consumo para instalaciones fijas; o bien mediante el empleo de baterías de pilas o de acumuladores, si se trata de aparatos portátiles o vehículos automóviles

Definición Se denomina Pila, batería, o acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado carga eléctrica previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

Aclaración de términos.

Existen multitud de dudas a la hora de nombrar correctamente a estos dispositivos Antiguamente, se construían uniendo varios elementos o celdas, para conseguir los valores de tensión deseados, en las pilas uno encima de otro, “apilados” y en el de las baterías adosados uno al lado del otro “en batería” Después, con el término pila, denominamos a los generadores de electricidad basados en procesos químicos normalmente no reversibles, es decir no recargables; mientras que batería se aplica a los dispositivos semi-reversibles, o que sí se pueden recargar.

Actualmente se ha extendido una definición de términos que podemos entender como la más clara, por ser la más usada en numerosos países pila: se denomina pila al dispositivo en el que una reacción química es transformada en energía eléctrica. batería: unidad productora de energía eléctrica constituida por varias pilas. pila primaria: pila basada en una reacción química irreversible, y por lo tanto, no recargable (posee un sólo ciclo de vida). pila secundaria: pila basada en una reacción química reversible y, por lo tanto, recargable. Posee ciclos de vida múltiples. acumulador: cualquier elemento productor de energía eléctrica basado en una/s pila/s secundaria/s (acumulador equivale a recargable).

Principios de funcionamiento Una pila transforma la energía química en energía eléctrica; parte de esa energía química se transforma en calor (energía calorífica) y el resto en corriente eléctrica.

El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación (también conocido como redox), un proceso en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones).

En un pila secundaria, en este proceso los componentes no resultan consumidos ni se pierden, sino que meramente cambian su estado de oxidación, que a su vez pueden retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Para ello se cierra del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicamos de una corriente, externa, durante la carga.

Como ya hemos comentado, existen dos clases de pilas: la primaria, cuya carga no puede renovarse cuando se agota, excepto reponiendo las sustancias químicas de que está compuesta, y la secundaria, que sí es susceptible de reactivarse sometiéndola al paso más o menos prolongado de una corriente eléctrica continua, en sentido inverso a aquél en que la corriente de la pila fluye normalmente.

En la fabricación de una pila primaria se pueden emplear diversas sustancias químicas, pero el principio que rige su funcionamiento será siempre el mismo. Así en una pila primaria, hay dos metales diferentes, o bien un metal y carbón (estos elementos son designados electrodos), y un líquido, denominado electrolito (ácido sulfúrico). Uno de estos elementos llamado el cátodo, o sea el polo negativo, es generalmente de cinc; el positivo, denominado ánodo, es casi siempre de carbón. Las reacciones químicas que tienen lugar, hacen que el cátodo se disuelva poco a poco en el electrolito, lo cual pone en libertad a electrones que, de encontrar un conductor o sistema que conecte a ambos electrodos, por donde puedan circular, producen una corriente eléctrica.

Si se conectan exteriormente ánodo y cátodo con un cable, la corriente eléctrica fluye a través del conductor, pero tan pronto como el circuito se interrumpe porque el cable se desconecta, deja de fluir.

Esta pila no dura indefinidamente, ya que el ácido sulfúrico ataca al cinc, y cuando éste se consume, la pila se agota. Para reactivarla, será necesario reponer la placa de cinc y el ácido del electrolito.

Tipos de acumuladores Podemos clasificar las pilas por: Si se pueden o no recargar: Primarias y Secundarias Su forma: Las pilas pueden ser de forma cilíndrica, prismática o de forma de botones, dependiendo de la finalidad a la cual se la destine.

Su composición: Pilas primarias ✔ Pilas tipo Leclanché, o de cinc/carbono (Zn/C), o "Pilas secas" basadas en la oxidación del cinc en medio ligeramente ácido, están compuestas por cinc metálico, cloruro de amonio y dióxido de manganeso. Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo ✔ Pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2): la diferencia con la pila seca es el electrolito utilizado, en este caso, hidróxido de potasio, en vez de cloruro de amonio, y el cinc está en polvo. Son las de larga duración. Casi todas vienen blindadas, lo que dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duración ilimitada ✔ Pilas de óxido mercúrico: son las más tóxicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio. La inmensa mayoría son del tipo botón. Deben manipularse con precaución en los hogares, dado que su ingestión accidental, lo que es factible por su forma y tamaño, puede resultar letal. ✔ Pilas de cinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en funcionamiento su producción de electricidad es continua. Contienen más del 1 % de mercurio, por lo que presentan graves problemas residuales. ✔ Pilas de óxido de plata: Son de tamaño pequeño, usualmente de tipo botón. Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos tóxicos sobre el ambiente.

Pilas Secundarias Pilas de níquel/cadmio (Ni/Cd): están basadas en un sistema formado por hidróxido de níquel, hidróxido de potasio y cadmio metálico. Poseen ciclos de vida múltiples, presentando la desventaja de su relativamente baja tensión. Pueden ser recargadas hasta 1000 veces y alcanzan a durar decenas de años. No contienen mercurio, pero el cadmio es un metal con características tóxicas.

Pilas de níquel/hidruro metálico (Ni/MH): Son similares a las de níquel/cadmio, pero el cadmio ha sido reemplazado por una aleación metálica capaz de almacenar hidrógeno, que cumple el papel de ánodo. El cátodo es óxido de níquel y el electrolito hidróxido de potasio.

La densidad de energía producida por las pilas Ni/MH es el doble de la producida por las Ni/Cd, a voltajes operativos similares, por lo que representan la nueva generación de pilas recargables que reemplazará a estas últimas.

Pilas de litio: Se denominan tambien Ion litio (Li-Ion) Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas, considerando tamaños equivalentes, y poseen también mayor voltaje inicial que éstas (3 voltios).

Se utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cámaras fotográficas y memorias de computadoras.

Baterías plomo/ácido: Normalmente utilizadas en automóviles y en los SAI (sistemas de alimentación interrumpida, usados en equipos informáticos). Sus elementos constitutivos son pilas individualmente formadas por un ánodo de plomo, un cátodo de óxido de plomo y ácido sulfúrico como medio electrolítico.

Nuevos tipos de pilas Baterías de polímero de litio (LiPo) Son una variación de las baterías de iones de litio (Li-ion). Sus características son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior. Estas baterías tienen un tamaño más reducido respecto a las de otros componentes. Su tamaño y peso las hace muy útiles para equipos pequeños que requieran potencia y duración, como manos libres bluetooth.

Condensador de alta capacidad Aunque los condensadores de alta capacidad no sean acumuladores electroquímicos en sentido estricto, en la actualidad se están consiguiendo capacidades lo suficientemente grandes (varios faradios, F) como para que se los pueda utilizar como baterías cuando las potencias a suministrar sean pequeñas, en relación a su capacidad de almacenamiento de energía.

Por ello se usan como batería en algunos relojes de pulsera que recogen la energía en forma de luz a través de células fotovoltaicas, o mediante un pequeño generador accionado mecánicamente por el muelle de la cuerda del reloj.

Aunque funcionan como acumuladores se les suele llamar "condensadores", ya que condensan o almacenan la corriente eléctrica aunque ésta fluctúe en el circuito Pilas de combustible La pila de combustible no se trata de un acumulador propiamente dicho, aunque sí convierte energía química en energía eléctrica y es recargable. Funciona con hidrógeno. (Otros combustibles como el metano o el metanol son usados para obtener el hidrógeno).

Ba ter ía e Des col d e qu ógi E s e t ca qu de se ali ados e se Mo U m se h tor ent nid ali o a o s ll des ad me l a y de e n ta e tin ada sarro del L alcoh ga la de o l p l l a alc ado a . r b i D o m t oho La eléf r e a e e l r tor sta a l a v o m e n nec rda os mi io N an bate d m e n r o a s í e c alc i a d i ó r b i t a v e o a e a e il n co oh n te lo r c De ol y onec evolu tre ot es, ord ría ec al de s cien lógic t c r e st L a o a m xígen arse a ión d os ap enad ológi os Á tífico ca e es ara ore lam s a o e a n n q d ñ to s s y Se ta er ch u e a víd e est os, cap gún dir al a, cua la atm ufes bater . a eoc n s c a í n o a u ó i c ons rá h d s sc nor ida ol p o la fer carg estr r o d m e a las i a a a b b en pa ra do tam al, a do a , añ y un ergéti res, e dispo tería ra ge res, y en qu s o n s c de n e , e a a t a e a p e n r a au q r ot res 10 a gr g pi t ra ota, r elec ue us o co osor enta ono vece la d v s t adq merc . Está una mía d s sup e alco ez de ólo b ricid a me e m erio hol ene asta ad. uir ialic pre d d v r ido r á e s en n en isto q idas s de a un ispon gía. con los enva ue lo de 2, un m a pil e de com mism ses p s rec 4 cm es. E a reca una ar eq n rg d pra o n l s est ueño gable e larg cuan able a as s pila blecim y qu s de m o y 2 to al sh m e e abi iento pued tano m l se tua s en an les los ser . qu e se

Algo de electricidad: Asociación de pilas Una pila se representa por el símbolo:

1,5 V.

normalmente se marca a su lado la tensión que suministra Podemos unir pilas de dos formas distintas: en serie y en paralelo En serie Características: * La tensión total será las suma de todos los elementos, es decir si cada pila tiene 1,5V. la batería formada en este caso tendrá 4,5 V. (así se construye una pila de petaca) 4,5 V.

*La intensidad y la duración será la misma que tendría un solo elemento

En paralelo Características: * La tensión total corresponde a la de un elemento, es decir si cada pila tiene 1,5V. , el conjunto dará 1,5V. *La intensidad y la duración será la suma de los elementos. Si una sola producía 10mA durante 1hora, el conjunto produce 30 mA durante 3 horas 1,5 V.

Usando conexiones mixtas puedo conseguir las tensiones e intensidades necesarias para cada proyecto.

Parámetros de un acumulador Aunque serían muchas las magnitudes que tendríamos que controlar en una pila o batería, podemos hablar como de las más importantes de: • La tensión o potencial (en voltios) es el primer parámetro a considerar, pues es el que suele determinar si el acumulador conviene al uso a que se le destina. Nos lo marca el propio aparato que vamos a alimentar. Si intentamos alimentar con una pila de 1,5 V. un motorcillo que este preparado para trabajar a 9V no llegará a moverse o lo hará muy lentamente. Suele estar entre 1 V y 4 V por elemento (recuerda que una batería es un conjunto de pilas, normalmente conectadas en serie) • La cantidad de corriente que puede almacenar o capacidad del acumulador, se mide en Amperios hora (Ah) normalmente miliAmperios hora (mA/h) . Nos marca la corriente que la pila puede “dar” durante un tiempo determinado.

Seguro que, sobre todo con pilas recargables, te ha pasado que, por ejemplo, tu cámara de fotos agota muy pronto las pilas. Esto es debido a que estamos usando pilas de muy poca capacidad, sólo tendríamos que buscar en el mercado unas de mas capacidad y problema solucionado, pero tenderemos que tener en cuenta que nuestro cargador admite esa capacidad de carga, en todos los cargadores viene marcado cuantas pilas de una cierta capacidad puede cargar. ( 4 x 2.000 mA/h).

Para dispositivos de alto consumo, debes buscar pilas alcalinas o recargables de entre 2000mAh y 2500 mAh • Especial importancia tiene en algunos casos la intensidad de corriente máxima que pueden suministrar. Se mide en Amperios (A); p. ej., los motores de arranque de los automóviles exigen esfuerzos muy grandes de la batería cuando se ponen en funcionamiento (centenas de A), pero actúan durante poco tiempo.

Nomenclatura usada para pilas Como en todos los componentes se ha intentado estandarizar el nombre que se da a las distintas pilas o baterías, según sea su tamaño y su voltaje.

También como casi siempre no ha sido posible que todos los países y asociaciones de cada país se pongan de acuerdo en esto, de este modo podemos decir que las pilas se nombran atendiendo a tres estándares.

El utilizado en USA es el más extendido, en el encontramos las famosas pilas AA y AAA que nombran pilas de 1,5 V (1,2 en las recargables) de los distintos tamaños que usamos normalmente en los mandos a distancia y en pequeños juguetes.

Otro estándar muy usado es el recomendado por la IEC la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC por sus siglas en inglés, International Electrotechnical Commission) Tambien podríamos comentar la clasificación del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI, por sus siglas en inglés: American National Standards Institute), aunque es menos usado.

Para ver una relación de todos estos estándares puedes visitar en enlace http://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_pila

Las Pilas como contaminantes Las pilas y baterías invaden nuestros hogares. Las radios, linternas, reloj, cámaras fotográficas, calculadoras, juguetes,teléfonos móviles, computadoras son solo una pequeña muestra de una enorme lista de productos que emplean estas fuentes de energía , siendo la razón de su éxito comercial la autonomía de la red eléctrica, o sea ser un objeto portátil.

El funcionamiento de las pilas se basa en un conjunto de reacciones químicas que proporcionan una cierta cantidad de electricidad, que si bien es pequeña, permite el funcionamiento de pequeños motores o dispositivos electrónicos. Pero esta ventaja favorable de la autonomía, se contrapone a los efectos negativos de los compuestos químicos empleados en la reacción donde se produce la electricidad, ya que en su mayoría son metales pesados, que liberados al medio ambiente producen serios problemas de contaminación.

Como se produce la contaminación Las pilas son arrojadas con el resto de la basura domiciliaria, son vertidas en basureros, ya sean a cielo abierto o a rellenos sanitarios y en otros casos a terrenos baldíos, acequias, caminos vecinales, cauces de agua, etc. Para imaginar la magnitud de la contaminación de estas pilas, basta con saber que son las causantes del 93% del Mercurio en la basura domestica, así como del 47% del Zinc, del 48% del Cadmio, del 22% del Níquel....

Estas pilas sufren la corrosión de sus carcasas afectadas internamente por sus componentes y externamente por la acción climática y por el proceso de fermentación de la basura, especialmente la materia orgánica, que eleva su temperatura hasta los 70º C, lo que acelera los procesos de corrosión

Cuando se produce el derrame de los electrolitos internos de las pilas, arrastra los metales pesados. Estos metales fluyen por el suelo contaminando toda forma de vida (vegetal y animal). El mecanismo de movilidad a través del suelo, se ve favorecido al estar los metales en su forma oxidada, estos los hace mucho más rápido en terrenos salinos o con PH muy ácido.

Efecto de los metales pesados en el medio ambiente y la salud humana MERCURIO: Su exposición al nivel local ocasiona irritación de la piel, mucosa y es sensibilizante de la piel. La exposición generalizada al Mercurio en casos de intoxicaciones agudas fuertes, produce una intensa irritación en las vías respiratorias, es productor de bronquitis, neumonías, bronqueolitis, etc. En intoxicaciones crónicas y a dosis bajas produce

debilidad, perdida de peso, diarrea, inflamación de encías, fatiga, sabor metálico, insomnio, indigestión, etc. En intoxicaciones crónicas y a dosis altas produce: irritabilidad, alucinaciones, llanto, excitabilidad, depresiones, tristeza, psicosis. En casos de exposición a altas dosis en forma oral, colapsa el aparato digestivo, siendo mortal en horas.

CADMIO: Las fuentes más comunes son las pilas, los pigmentos para pinturas, los barnices y las cañerías de PVC. Este metal es sumamente tóxico, además de cancerígeno. En madres expuestas al Cadmio produce serias afecciones con lesiones para el embarazo, presencia de proteína en la orina, etc.

PLOMO: Síntomas precoces: fatiga, dolores de cabeza, dolores óseos, dolores abdominales, trastornos del sueño, dolores musculares, impotencia, trastornos de conducta, etc. Síntomas avanzados: anemia, cólicos intestinales, nauseas y vómitos, enfermedad renal, impotencia sexual, delirio, esterilidad, daños al feto, hipertensión arterial, estreñimiento agudo, afectación de los nervios, enfermedad osea, problemas de cáncer …

CROMO: Afecciones locales: sobre la piel causan dermatitis, sensibilización de la piel, es irritante de la piel y mucosas. Afecciones generales: produce tos, bronquitis crónica, ulceraciones del tabique nasal y piel, dolores respiratorios y de cabeza, hemorragia nasal, dermatitis, etc.

ZINC, MANGANESO, COBRE, BISMUTO, PLATA Y NIQUEL: son también sustancias tóxicas, que producen de las más diversas alteraciones a la salud humana.

Algunos datos: • •

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Pilas de Zinc/Carbono: Puede contaminar 3.000 litros de agua por unidad.

Pilas Alcalinas (Manganeso): Una sola pila alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua (mas de lo que puede consumir un hombre en toda su vida) Pilas de Mercurio: Cada una puede contaminar 600.000 litros de agua.

Los acumuladores de níquel-cadmio, usualmente utilizados en los teléfonos móvilas, son particularmente dañinos para el medio ambiente debido principalmente a su contenido de cadmio,

¿Sabías qué? ✔ Según estimaciones del Gobierno Vasco, la generación anual de pilas por cada 1.000 habitantes son de 361 kilogramos en el caso de las pilas alcalinas y salinas y de 0,87 kilogramos en el caso de las pilas botón ✔ Se han hecho grandes progresos en la eliminación de mercurio en las pilas. En 1992 la industria de las pilas consumió 98,44% menos mercurio que en 1984. ✔ En 1985 los miembros de la EPBA comenzaron un programa para eliminar el mercurio de las pilas alcalinas en una serie de pasos desde su nivel del 1% (10.000 partes por millón)

hasta cero. En esa época las pilas comunes tenían 100 ppm de mercurio ✔ Desde el 1º de enero de 1994 todas estas pilas de uso general vendidas por miembros de la EPBA son libres de mercurio. ✔ Actualmente, en la Unión Europea no se permite la venta de pilas muy contaminantes (alcalinas o de dióxido de manganeso con más del 0.05% de mercurio). Alemania fue más allá de esta directiva y obliga a comerciantes e industriales a devolver y reciclar respectivamente las pilas usadas, incluyendo las comunes de zinc-carbón y las alcalinas con bajo contenido de mercurio.

QUE SE PUEDE HACER El principal problema en relación con la gestión de las pilas usadas es la amplia variedad y tipos diferentes, lo que surge de la gran cantidad de sistemas químicos posibles. Esto complica su gestión medioambiental, dado que sus formas de tratamiento y reciclado difieren, así como también su grado de toxicidad.

Por el momento tenemos que actuar desde tres frentes: ✔ Recolección: Es una medida adecuada siempre que se tome las precauciones de cual va a ser el destino de estos residuos. Una forma adecuada de llevar adelante su recolección, es que los mismos centros de ventas de pilas actúen como receptor de estos residuos.

Se pueden almacenar en recipientes herméticos de plástico. ✔ Depósito transitorio de residuos peligrosos: es una instalación de uso permanente, en donde estos residuos esperan su destino final, con medidas de seguridad para evitar fugas al ambiente de sustancias contaminantes. ✔ Reciclado: si se cumple con efectividad, puede lograrse el ciclo completo ideal (Japón lo a logrado al igual que países de la Unión Europea), ya que se obtienen metales que son escasos en el planeta, se generan puestos de trabajo y se preserva el ambiente en el cual nos encontramos.

El papel del consumidor. Qué hacer para reducir los riesgos La gestión ambiental adecuada de las pilas comienza con la elección del producto que luego se convertirá en el residuo que deberemos desechar. Por ello es importante el papel del consumidor al momento de seleccionar la pila, ya que determinará la calidad de los productos Sabemos que una pila barata, en general, tiene una menor vida útil que una de buena

calidad, con el agravante de estar elaborada bajo un proceso más contaminante, que, en consecuencia, da como resultado pilas con mayores contaminantes también. Es por este motivo que se recomienda comprar aquellas pilas que provengan de marcas y países desarrollados (Estados Unidos, Europa y Japón, prohíben el uso de mercurio),, puesto que en esos casos, el control sobre el proceso de producción de la pila y la normativa ambiental aplicable son más estrictos. Como resultado obtendremos un residuo con menos contaminantes Adquirir las pilas con el rótulo "Libre de Mercurio (Hg)" o similar, dado que este elemento es el más contaminante de los contenidos en ella.

Para las pilas provenientes del sudeste asiático, que podemos comprar a razón de 4 x 1€, la forma más adecuada de gestión ambiental es, directamente, no comprarlas.

En conclusión, los consumidores, deberíamos priorizar nuestro compromiso ambiental antes que el supuesto menor costo de pilas baratas, ya que sabemos que su menor coste se traduce en peores resultados “electricos” y que además tendremos que pagar, de forma indirecta, tratamientos de reciclaje más caros, o bien, la recomposición de los daños que se causen al ambiente.

EcoConsejos • En lo posible, evitemos comprar objetos que funcionen a pilas o baterías que no sean totalmente necesarios, es decir disminuir su uso.

• Comprar pilas de cierta calidad.

• Elegir pilas recargables (duran 300 veces más que las comunes) • Comprar pilas que tengan la leyenda “libre de mercurio...”

• No intentar recargar las pilas primarias • Nunca tiremos las pilas en la basura de nuestra casa, • Manejar con mucho cuidado las pilas en las que se han derramado sus componentes.

• No arrojar las pilas y baterías al fuego; desprenden gases tóxicos.

• Nunca tirar pilas a cursos de agua • Depositar las pilas usadas en los puntos de recolección.

Aquí tenemos otras recomendaciones que te ayudarán a sacar el máximo rendimiento de las pilas y asegurarán un uso seguro: • Siempre selecciona el tamaño y grado correctos de la pila que correspondan a tu dispositivo.

• Reemplaza todas las pilas del grupo al mismo tiempo para un uso óptimo y para evitar cualquier probabilidad de que se produzca una descarga o cortocircuito.

• Limpia los contactos de las pilas y de los compartimientos de tu dispositivo • Asegúrate de que las pilas estén bien instaladas; las polaridades de ésta (+ y –) deben coincidir con las polaridades del dispositivo. Las pilas colocadas de forma incorrecta en el dispositivo pueden producir cortocircuitos • Quita las pilas de los dispositivos que no se utilizarán por un período de tiempo largo.

• Quita las pilas que pronto se quedarán sin energía para evitar problemas de fuga.

• Evita combinar pilas usadas con nuevas, o pilas de distintas marcas • Cuando repongas las pilas de un dispositivo, reemplaza todas ellas ya que los distintos niveles de descarga y de voltaje pueden ocasionar escapes /fugas • Las pilas que se han utilizado en su totalidad deben quitarse inmediatamente del dispositivo • Cuando las pilas descargadas permanecen en su dispositivo por mucho tiempo, pueden ocurrir fugas que lo dañen • Evita deformar o desarmar las pilas de cualquier manera. Las pilas contienen varios ingredientes activos que almacenan energía electroquímica y que pueden ser peligrosos si entran en contacto con la piel

Mitos y verdades sobre las baterías recargables.

La mayoría de los móviles modernos funcionan con baterías de Litio-Ion y sobre ellas circulan una serie de mitos que conviene aclarar.

1. Antes de usar por primera vez una batería, hay que hacer una carga completa más larga Hay que cargarlas hasta que el indicador correspondiente nos indique que ya están cargadas, ni un minuto más. Dejarla más horas conectada podría dañar la misma, y aunque la mayoría de baterías y cargadores tienen circuitos de protección contra la sobrecarga, mejor no tentar a la suerte. Siempre que veamos que la batería ha terminado de cargarse, lo mejor es desconectarla de la red Este factor es una, herencia de las baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd) en las que si había que hacerlo 2. Hay que cargar la batería solo cuando esté completamente descargada Depende del tipo de batería. Las baterías de ion litio no tienen efecto memoria, por lo que pueden cargarse en cualquier momento. Las de Níquel-Metalhidruro, que es la tecnología empleada por ejemplo en las pilas recargables, sí que sufren dicho efecto, pero en su caso es tan pequeño que resulta despreciable. Las baterías de Níquel-Cadmio, sin embargo, si que sufren efecto memoria y es necesario tomar esta precaución. Este tipo de baterías, aunque están siendo reemplazadas por las de Ni-MH en casi todas sus funciones, son las empleadas por ejemplo en cámaras de vídeo de gama alta. La mayor ventaja de las mismas es su larga vida útil, de entre 1.000 y 1.500 ciclos de carga/descarga (mucho más que las baterías de Li-ion o Ni-MH). No obstante, los cargadores profesionales para este tipo de baterías cuentan con un sistema de descarga, por lo que al conectarlas a dicho cargador lo primero que hace este es descargarlas por completo para luego empezar a cargarlas desde cero, evitando en lo posible el efecto memoria.

Hay una excepción para las baterías de Litio-Ion: Las baterías de dispositivos grandes – como los notebooks – dotadas con sistemas de medición, pueden descalibrarse con el uso y entregar lecturas equivocadas. Por ello es recomendable agotarlas completamente una vez cada 30 ciclos, a fin de que sus niveles vuelvan a cero.

3. Es verdad que la batería debe pasar varios ciclos de carga/descarga antes de alcanzar su máximo rendimiento?

Las baterías de Litio-Ion no requieren un periodo de “rodaje” debido a que su capacidad máxima está disponible desde el primer uso. A una batería de Li-Ion le es indiferente que una carga sea la número 1, 5 ó 50.

4. ¿Es perjudicial mantener la batería conectada al cargador si ya ha completado la carga?

Contrario a las baterías basadas en Níquel – cuya permanencia prolongada en el cargador puede dañarlas e incluso provocar un incendio – las baterías de Litio-Ion poseen un circuito que corta el paso de energía una vez que la carga se ha completado. Usualmente, esto se indica por una luz en el dispositivo. Eso sí, siempre está la posibilidad de un fallo o sobrecarga en el transformador, por lo que tampoco se lo debe dejar conectado a la red eléctrica en forma permanente.

5. Si no se va a usar durante mucho tiempo, lo mejor es guardar la batería descargada Para almacenar una batería que no va a usar en un período largo, lo mejor es un punto medio: ni carga, ni descargada, sino con la mitad de carga más o menos. De hecho, solo hay que fijarse en que todos los dispositivos electrónicos que incorporan batería suelen tener la batería del mismo parcialmente cargada cuando los sacamos de la caja, alrededor

de un 40% de su capacidad total. Esta es la carga ideal con la que debemos almacenarlas.

Una batería de Litio-Ion NUNCA debe almacenarse descargada. Puede provocarle un daño irrecuperable.

6. Las baterías pueden explotar Las de ion litio son las baterías con más tendencia a sobrecalentarse y explotar, debido a que están fabricadas con materiales inflamables. Por esta razón dichas baterías incorporan varios circuitos electrónicos de protección que controlan en todo momento el estado de la batería. Como norma general, es conveniente almacenarlas a una temperatura de alrededor de 15º 7. Es mejor usar un cargador normal (transformador) en lugar de un puerto USB de un portátil Hay algunos dispositivos modernos, como móviles o PDAs, que además del cargador habitual para enchufarlos a la red eléctrica incluyen un cargador USB . En cualquiera de los casos, siempre es mejor utilizar el cargador normal, ya que el puerto USB de algunos dispositivos, como los ordenadores portátiles, no siempre mantendrán los 500mA requeridos, por lo que proporciona un flujo de corriente más inestable y ralentiza la carga del aparato.

8. Si se va a trabajar con el portátil conectado a la red, es mejor quitarle la batería Es cierto que tener la batería constantemente conectada a la corriente eléctrica no es bueno para la misma, ya que la fuerza a estar continuamente cargada, y la expone a las altas temperaturas que puede alcanzar la carcasa del ordenador (una batería de Litio-Ion nunca debiera trabajar a temperaturas sobre 60ºC (rango que se aproxima a los 40ºC a 50ºC de algunos notebooks). No obstante, retirar la batería puede en ocasiones producir más problemas que trabajar con ella puesta, por la entrada de polvo u otras partículas.

Asimismo, no hay que olvidar que en el caso de los portátiles la batería funciona como una especie de SAI, filtrando y estabilizando la corriente eléctrica recibida por el equipo.

Como recomendación si usas el portátil como un equipo de escritorio, lo más aconsejable es retirar la batería. Pero, como al quitarla queda abierto su compartimento, no se recomienda si la habitación donde trabajas está demasiado expuesta a la humedad o el polvo 9. ¿Cuánto dura una batería de Li-Ion? Si hablamos de su vida útil, cada vez se introducen nuevas mejoras en la tecnología por lo que – bien cuidadas – pueden durar entre 500 a 1000 ciclos de carga/descarga, lo que se traduce en un promedio de dos a tres años (luego se produce desgaste químico).

Si hablamos de la duración de una carga, entonces dependerá de las características de cada batería y dispositivo, pero aquí tienes algunas medidas que nos ayudarán a maximizarla: • Aléjalas del calor: Las baterías de Li-Ion son sumamente susceptibles a las altas temperaturas, por lo que usar tus dispositivos en un ambiente fresco extenderá su funcionalidad.

• Apaga las transmisiones inalámbricas: Los infrarrojos (IrDA), Bluetooth y Wi-Fi son verdaderos vampiros de electricidad.

• Evita usar tu unidad de CD o DVD: El gasto no sólo corre por cuenta del láser, sino también del motor que hace girar el disco. Y mejor ni hablar de los grabadores…

• Reduce el brillo de la pantalla: Algunos equipos lo hacen en forma automática pues, entre menos luz generen, menos energía demandarán.

• Retira tarjetas de memoria o llaves USB: No dejes que sus dimensiones reducidas te engañen, requieren un flujo adicional de corriente eléctrica. Esto es especialmente válido para dispositivos pequeños, como teléfonos o PDAs.

ACTIVIDADES 1. Define y pon un ejemplo de pila, batería, pila primaria, pila secundaria y acumulador

2. Busca en la red que uso puede tener un condensador (componente electrónico) como acumulador de electricidad

3. Realiza un cuadro resumen usando una tabla en writer (espronceda) con los tipos de pilas. Trabaja el formato tanto de fondos de color como de tipos de línea....

4. Intenta explicar que es y como está compuesta la batería de la figura. ¿Qué son las celdas? ¿Que tipo de conexión usa entre celdas?

5. Seguramente has visto un conector para pilas semejante al de la figura. Explica para que se usa.

Razona que tipos de conexiones se pueden realizar. ¿Para qué nos sirve usar los distintos tipos de conexiones?

6. Recuerda los tipos de pilas que más uses. Busca en wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_pila) como se nombran, realiza un dibujo indicando sus características, tamaño, tensión...

7. Investiga en Internet que ha inventado, relacionado con la telefonía móvil y las baterías, el chino Daizi Zheng. a) Intenta dar una explicación (mínimamente científica) de como funciona este invento. b) ¿Crees que puede funcionar con cualquier refresco o sólo con algunas marcas? c) Analiza que pasaría si este invento llega a prosperar y se comercializa a gran escala. d) Crees que los gobiernos apoyan a los inventos que pueden reducir mucho el gasto energético? ¿Porqué? e) Puedes presentar un pequeño informe en formato digital usando writer (Espronceda) donde puedes insertar fotografías

8. Realiza un póster donde se expongan los consejos que consideres más importantes para el correcto reciclaje de pilas y baterías

9. Sobre los consejos para sacar mejor rendimiento a pilas ¿cuales usas y cuales piensas que son interesantes poner en práctica? Comenta cuales de ellos te parecen que no tienen importancia

10. Realiza, en pequeño grupo (3 ó 4 alumnos) una puesta en común sobre el apartado “ El papel del consumidor”. Intenta criticar las afirmaciones que se dan en este apartado.

11. La ilustración es sólo un imagen curiosa, pero como ya sabrás se están utilizando coches que funcionan con baterías. Busca información sobre su funcionamiento, sus ventajas e inconvenientes y las marcas que los fabrican.

12. Mira la siguiente dirección http://www.wonderhowto.com/how-to-get-6-aaaa-batteries-from-9v-battery267606/ En ella se destapa una pila de 9V para ver como está formada, realiza esta práctica y haz lo mismo con una pila de petaca.

TRABAJA SOBRE UN PLÁSTICO. MANTÉN TODAS LAS PRECAUCIONES POSIBLES PARA SU MANIPULACIÓN Y DEPOSITA LOS RESTOS EN UN CONTENEDOR PARA PILAS. (Realiza esta práctica en un taller o laboratorio, en presencia de un profesor, nunca en casa)

13. Visita http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2004/09/02/140162.php después de ver la infografía, que te ayudará a repasar y entender el tema, comenta las normas de la Unión Europea sobre el reciclaje y recogida de pilas usadas.

14. Proyectos para el taller: a) Busca información en la red sobre la construcción de una pila de limón. Busca los elementos necesarios y construye una pila. Mide la tensión de salida, e intenta conectar un diodo led para ver si luce, sino es así intenta conectar mas pilas (limones) para aumentar la tensión.

Realiza una memoria sobre el trabajo que has realizado, en el que expongas materiales, esquemas y conclusiones. b) Si buscas en You Tube encontrarás diversos vídeos sobre la construcción de pilas con distintos materiales, escoge los que te parezcan más curiosos e intenta construirlos.

Siempre que realices un experimento tienes que realizar por escrito una memoria de lo que has echo, que materiales has usado, los esquemas de conexiones que has montado y a las conclusiones a las que has llegado.