¿Cómo suministran electricidad las pilas secas?

¿Cómo suministran electricidad las pilas secas? Ciertos experimentos realizados a finales del siglo XVIII por Luigi Galvani desembocaron en la invención de la pila. Galvani, catedrático de anatomía de la Universidad de Bolonia, Italia, notó que las ancas de ranas muertas se contraían al colgarlas de un gancho sujeto a un riel. Pensó (erróneamente) que ello se debía a la “electricidad animal”. Otro profesor italiano, Alessandro Volta, dedujo que la contracción la ocasionaba la electricidad producida por el contacto entre los ganchos de cobre y el riel de acero de donde pendían las ranas; las ancas eran sólo parte del circuito. Como resultado de esa observación, este sabio inventó en 1800 la pila voltaica, precursora de las pilas modernas. La corriente eléctrica se genera en la pila por las reacciones de dos electrodos (conductores eléctricos) con un electrolito (líquido o pasta que conduce electricidad). Cada electrodo está conectado a uno de los polos de la pila, partes con las que se forma un circuito. Cuando la pila establece tal circuito, se produce un flujo continuo de electrones de un polo (el negativo) al otro (el positivo). Esto se debe a que el material de uno de los electrodos empieza a disolverse parcialmente en el electrolito; es decir, los átomos tienden a desintegrarse y envían iones positivos al electrolito, así como electrones hacia el alambre que conecta con el polo negativo. El otro electrodo es, por lo general, de un material distinto y no se disuelve en el electrolito en la misma medida, pero sí pierde electrones ante los iones positivos del electrolito y se descompensa su equilibrio atómico. Entonces, se crea un flujo de electrones de un electrodo para compensar la carencia de ellos en el otro, y así se produce la corriente. En las “pilas secas” el electrolito está concentrado en una pasta. Un ejemplo de estas pilas es la de cinc?carbón. Su cubierta es de cinc, que constituye un electrodo. Dentro de ella hay una mezcla de cloruro de amonio (el electrolito) y bióxido de manganeso. El manganeso es el otro electrodo, pues envía electrones al cloruro de amonio. Una varilla de carbón es el colector y pasa los electrones del polo positivo al manganeso. Una pila de ésas produce 1.5 voltios cuando nueva, pero su energía disminuye con el uso, a medida que se forman burbujas de hidrógeno en la varilla de carbón, lo que reduce la superficie del electrodo. El bióxido de manganeso elimina parcialmente las burbujas, por lo que su efecto se reduce al mínimo. Los automóviles funcionan con “pilas húmedas”, es decir, el electrolito de éstas es líquido. Por estar conectadas varias de ellas en un recipiente (seis, por lo general), al conjunto se le llama batería; también se le conoce como acumulador, porque almacena la energía. Cada celda o pila de una batería de éstas produce 2 voltios por medio de numerosos electrodos (o placas negativas y positivas) colocados en forma alternada. Las placas están separadas por láminas aislantes, para evitar cortocircuitos, y están suspendidas en un electrolito de ácido sulfúrico. Las negativas son de plomo esponjoso, y las positivas contienen bióxido de plomo. Las reacciones químicas que generan la electricidad hacen que el material de las placas, tanto positivas como negativas, se transforme gradualmente en sulfato de plomo, y el electrolito en agua. Cuando esta transformación es completa, la batería se agota. Al funcionar el motor del vehículo, la corriente del generador invierte las reacciones químicas y así carga la batería, pues las placas recuperan su material original y se restablece la potencia del ácido sulfúrico. Cuando el auto está en marcha, su batería acumula energía para arrancar el motor la siguiente vez que se use.

Cómo son y cómo funcionan casi todas las cosas