La historia de la pila eléctrica

En este proyecto veremos cómo está hecha la pila eléctrica y sus funciones , también los diferentes tipos de pilas , para que fueron inventadas y un experimento de cómo fue inventada la pila eléctrica y una breve historia de la vida del inventor.

Qué es la pila eléctrica

Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodos y el otro es el polo positivo o cátodo

Tipos de pilas que existen

Existen la pilas recargables como las pilas níquel-cadmio o las de sulfato de plomo-óxido de plomo-plomo que se utilizan en las baterías de los automóviles y son llamadas como baterías de plomo. También están la pilas de hidrógeno o pilas combustible que se utilizan para generar electricidad en automotores eléctricos (autobuses y automóviles eléctricos) con la gran ventaja de que no contaminan.

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Las más comunes son las ácidas, que se usan en coches y equipos electrónicos portátiles.Las alcalinas son más caras, pero acumulan más energía.Las de mercurio pueden ser muy pequeñas, y se usan en relojes y equipos electrónicos de bolsillo.Las solares, más costosas aun, tienen poca potencia, pero se cargan con el sol.Las atómicas son las de mayor eficiencia, pero requieren cuidados especiales con los residuos.Las de hidrógeno operan por reacción química, y quizá se utilicen en los coches del futuro.

Función de la pila eléctrica

Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.

Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo,) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.

Como puede verse, en el fondo, se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que se producen simultáneamente.

Historia de la pila

La primera pila eléctrica fue la llamada pila voltaica, que fue dada a conocer por Volta en 1800 mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society londinense. Se trataba de una serie de pares de discos (apilados) de cinc y de cobre (o también de plata), separados unos de otros por trozos de cartón o de fieltro impregnados de agua o de salmuera, que medían unos 3 cm de diámetro. Cuando se fijó una unidad de medida para la diferencia de potencial, el voltio (precisamente en honor de Volta) se pudo saber que cada uno de esos elementos suministraba una tensión de 0,75 V aproximadamente, pero ninguno de estos conceptos se conocía entonces. Su apilamiento conectados en serie permitía aumentar la tensión a voluntad, otro descubrimiento de Volta.

El invento constituía una novedad absoluta y gozó de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inició la era eléctrica en que actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electrostáticos, que son los únicos que existían hasta el momento. Otra configuración también utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con líquido (unos junto a otros, en batería), en los que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro Hacia fines del siglo XVIII no se conocía prácticamente nada acerca de la electricidad. Uno de los escasos campos posibles de estudio era el de la electricidad animal, que atraía con mucho interés. Consistía en hacer pasar corrientes eléctricas a través de tejidos animales, por lo general patas de rana. Un científico italiano, Galvani, había conectado una varilla de cobre al nervio de una pata de rana y una varilla de otro metal (hierro) al músculo. Cuando se ponían en contacto los extremos de ambos trozos de metal, el músculo se contraía del mismo modo que cuando se le hacía pasar una descarga eléctrica. Galvani pensaba que, de alguna manera misteriosa, la contracción del músculo generaba electricidad Volta, en cambio, se dio cuenta de que nervio y músculo no estaban sino respondiendo a un shock eléctrico. Lo realmente importante era que dos metales distintos habían entrado en contacto por un extremo, mientras que por el otro estaban separados por una solución conductora (el fluido débilmente electrolítico de la pata de la rana) . El tejido animal no era necesario en absoluto. En 1799, el sabio fabricó la primera célula electrolítica simple, sumergiendo varillas de cobre y cinc en salmuera y uniéndolas. Por el circuito que las vinculaba circulaba una corriente eléctrica, más grande y de duración mucho mayor que ninguna conocida hasta entonces. Podían obtenerse mayores presiones eléctricas (voltajes) conectando en serie las células electrolíticas. Esta idea condujo a la pila voltaica (Pila de Volta) que se componía de discos de cobre y cinc, formando un par, separados de otro par por discos de franela embebidos en salmuera o ácido

Inventor de la pila eléctrica

Alessandro Volta fue un físico italiano, famoso principalmente por haber desarrollado la pila, nació en Como, Lombardía, Italia. Hijo de una madre procedente de la nobleza y de un padre de la alta burguesía, recibió una educación básica y media de características humanista, pero al llegar a la enseñanza superior optó por una formación científica. En el año 1774, es nombrado profesor de física de la Escuela Real de Como. Entre los años 1776 y 1778 se dedica a la química y descubre y aísla el gas de metano. Un año más tarde, en 1779, es nombrado profesor titular de la cátedra de física experimental en la Universidad de Pavia. El 20 de marzo de 1800 comunicó su invento de la pila a la Royal London Society. Un año más tarde, el físico efectuó ante Napoleón una nueva demostración. Impresionado, el emperador francés nombró a Volta conde y senador del reino de Lombardía. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de Filosofía de la Universidad de Padua en 1815.

Causas y consecuencias

Los metales y productos químicos constituyentes de las pilas pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente, produciendo contaminación química. Es muy importante no tirarlas a la basura (en algunos países no está permitido), sino llevarlas a centros de reciclado. En algunos países, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las pilas gastadas. Una vez que la envoltura metálica que recubre las pilas se daña, las sustancias químicas que contienen se ven liberadas al medio ambiente causando contaminación. Con mayor o menor grado, las sustancias son absorbidas por la tierra pudiéndose filtrar hacia los mantos acuíferos y de éstos pueden pasar directamente a los seres vivos, entrando con esto en la cadena alimenticia.Estudios especializados indican que una micro pila de mercurio, puede llegar a contaminar 600.000 litros de agua, una de zinc-aire 12.000 litros y una de óxido de plata 14.000 litros.Las pilas son residuos peligrosos por lo que desde el momento en que se empiezan a reunir, deben ser manejadas por personal capacitado que siga las precauciones adecuadas empleando todos los procedimientos técnicos y legales del manejo de residuos peligrosos.

Experimento

IntroducciónEste proyecto tiene como propósito ilustrar lo sencillo que es una batería utilizando limones, produciendo energía, dándole luminosidad a un LED.Una batería es un dispositivo electro químico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similar en su construcción y están compuestas por un numero de celdas electro químicas. Cada una de estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y otro negativo además de un separador.Una vez construido todo el circuito con su respectiva batería con limones se procederá a aplicar la ley de ohm para los cálculos donde se establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación

La pila de limón

Las propiedades del limón, no sólo ayudan a nuestro organismo, debido que puede servir para otras cosas e incluso realizar experimentos caseros puede ser una gran opción. Cómo se sabe, el limón tiene una serie de cítricos y por lo mismo, se pueden determinar cómo ácidos y esto deriva que se puedan hacer experimentos caseros que nunca pudiste imaginar. Esta vez, traemos un experimento donde podremos tener un reloj de batería funcionando con la energía que provienen de los limones.

Las frutas y verduras que son cítricas; se convierten en una opción de obtener energía de manera natural y aunque muchos no lo crean, muchos científicos recurren a este tipo de energía para realizar experimentos. Incluso hay vídeos de experimentos caseros donde personas cargan su iPod con un limón. Por eso mismo, para empezar a hacer este tipo de experimentos caseros interesantes, traemos lo siguiente:

Materiales:

• Un reloj sin pilas.

• 3 limones de preferencia grandes.

• 4 láminas de metal o 4 clavos gruesos.

• 4 cables de electricidad.

Procedimiento

Antes de empezar, se necesitara la ayuda de un adulto para pelar las puntas de los cables con un cuchillo o cúter.  Una vez esto, deberemos a colocarlos dentro de las láminas y ahora que están listas, se tendrán que colocar en cada limón, es decir que nuestro limones será necesario que estén partidos y se agreguen dentro de los limones.

Ahora que se encuentran dentro del limón y se encuentran fijos los cables para evitar que este no sirva y se tenga que repetir el proceso, se deberá verificar.

Conforme terminamos de analizar y todo se encuentra en orden, es entonces que las puntas restantes de nuestro cable, se conectaran (si es posible) o simplemente se colocaran en la zona donde se pone la batería o pila del reloj.  Inmediatamente nos aparecerá funcionando nuestro reloj, si es que todos los pasos se hicieron de manera correcta.

Hay que resaltar que la energía de los limones puede terminar de manera inmediata, sin embargo, todo depende el tamaño de la fruta/verdura que estemos usando en ese momento. Este es uno de los conceptos básicos de cómo los autos eléctricos fueron creados, cómo se sabe este tipo de energía es natural y no afecta al medio ambiente ni la naturaleza.

Conclusión

El experimento fue un éxito y todo salió muy bien y gracias a eso pudimos saber un poco más de cómo se inventó la pila y de que está hecha

Autor:

Vanessa Yomara Guerrero Mendoza.