Pilas Voltaicas

1. ALESSANDRO VOLTA
Arely Cuevas Francisco Cabanillas Jorge Rascon Fernando
Salvat Ricardo Navarro

2. Nació y fue educado en Como, Lombardía.
Recibió una educación básica y media humanista,
pero al llegar a la enseñanza superior, optó por
una formación científica.
En el año 1785 fue nombrado profesor de física
de la Escuela Real de Como. Un año después,
Volta realizó su primer invento, un aparato
relacionado con la electricidad. Con dos discos
metálicos separados por un conductor húmedo,
pero unidos con un circuito exterior. De esta forma
logra por primera vez, producir corriente eléctrica
continua, inventando el electróforo perpetuo, un
dispositivo que una vez que se encuentra cargado,
puede transferir electricidad a otros objetos, y que
genera electricidad estática. Entre los años 1786 y
1788, se dedicó a la química, descubriendo y
aislando el gas de metano. Un año más tarde, en
1789, fue nombrado profesor titular de la cátedra
de física experimental en la Universidad de Pavía.

3. En 1780, un amigo de Volta, Luigi Galvani, observó que el contacto de dos metales diferentes
con el músculo de una rana originaba la aparición de corriente eléctrica. En 1794, a Volta le
interesó la idea y comenzó a experimentar con metales únicamente, y llegó a la conclusión de
que el tejido muscular animal no era necesario para producir corriente eléctrica. Este hallazgo
suscitó una fuerte controversia entre los partidarios de la electricidad animal y los defensores
de la electricidad metálica, pero la demostración, realizada en 1800, del funcionamiento de la
primera pila eléctrica certificó la victoria del bando favorable a las tesis de Volta.
Alessandro Volta comunicó su descubrimiento de la pila a la Royal Society londinense el 20 de
marzo de 1800. La comunicación de Volta fue leída en audiencia el 26 de junio del mismo año,
y tras varias reproducciones del invento efectuadas por los miembros de la sociedad, se
confirmó el descubrimiento y se le otorgó el crédito de éste.

4. En septiembre de 1801, Volta viajó a
París aceptando una invitación del
emperador Napoleón Bonaparte, para
exponer las características de su invento
en el Instituto de Francia. El propio
Bonaparte participó con entusiasmo en
las exposiciones. El 2 de noviembre del
mismo año, la comisión de científicos
distinguidos por la Academia de las
Ciencias del Instituto de Francia
encargados de evaluar el invento de
Volta emitió el informe correspondiente
aseverando su validez. Impresionado
con la batería de Volta, el emperador lo
nombró conde y senador del reino de
Lombardía, y le otorgó la más alta
distinción de la institución, la medalla de
oro al mérito científico. El emperador de
Austria, por su parte, lo designó director
de la facultad de filosofía de la
Universidad de Padua en 1815.
Sus trabajos fueron publicados en cinco
volúmenes en el año 1816, en Florencia.
Los últimos años de vida los pasó en su
hacienda en Camnago, cerca de Como,
donde falleció el 5 de marzo de 1827.

5. HISTORIADELAPILAVOLTAICA
Alejandro Volta, para estudiar los efectos
de la corriente sobre las ancas de rana
construyó la pila o columna a la que
inicialmente llamó "órgano eléctrico
artificial".
Volta pensó que lo que el llamó galvanismo
era una corriente eléctrica animal. Se le
llamó así en honor a Galvani, fundador de
la Fisiología nerviosa, que logró crear una
corriente uniendo dos metales diferentes
por medio de nervios o de músculos de un
animal (que se contraían a su paso).

6. HISTORIADELAPILAVOLTAICA
Para hacer la pila, Volta apiló,
alternándolos, discos de cobre
y de zinc de igual tamaño,
intercalando entre ellos un
trozo de paño húmedo.
Esta "pila de discos" empieza y
termina con discos de diferente
tipo (arriba Cu y abajo Zn).
Conectando los discos situados
en los extremos por medio de
un alambre logró que fluyera un
flujo eléctrico por él.
Impregnando el trozo de paño
intercalado en determinadas
sales, la corriente obtenida era
mucho mayor.

7. Aunque la apariencia de cada una de estas celdas sea simple, la
explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran
actividad científica en los siglos XIX y XX, así como diversas
teorías.
Las pilas básicamente son dos electrodos metálicos sumergidos en
un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrólito 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 vemos, en el fondo de trata de una reacción de oxidación y
otra de reducción que se producen simultáneamente.

8. DIAGRAMA DE
FUNCIONAMIENTO.

9. VOLTAJE
•El voltaje, tensión o diferencia de potencial que produce un
elemento electroquímico viene determinado completamente por la
naturaleza de las sustancias de los electrodos y del electrolito, así
como por su concentración. Walther Nernst obtuvo el premio
Nobel de química de 1920 por haber formulado cuantitativamente y
demostrado las leyes que rigen este fenómeno. La conexión de
elementos en serie permite multiplicar esta tensión básica cuanto se
quiera.
•Las propiedades puramente eléctricas de una pila se representan
mediante el modelo adjunto. En su forma más sencilla está formado
por una fuente de tensión perfecta es decir, con resistencia interna
nula en serie con un resistor que representa la resistencia interna.
El condensador de la versión más compleja es enormemente grande
y su carga simula la descarga de la pila. Además de ello entre los
terminales también aparece una capacitancia, que no suele tener
importancia en las aplicaciones de corriente continua.

10. Las pilas y el ambiente.
Pilas eléctricas usadas en descomposición.
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.

11. DIFERENCIAS
La pila voltaica o pila primaria es un tipo de pila
electroquímica en la que se aprovecha el flujo de
electrones desde un ánodo formado por una
sustancia reductora (que se oxida), hacia el cátodo
formado por una sustancia oxidante (que se
reduce), para producir electricidad

12. Pila Alcalina
 
La celda o pila se fabrica en dos
formas. En una, el ánodo consta
de una tira de zinc corrugada
devanada en espiral de 0.051 a
0.13 mm de espesor que se
amalgama después de armarla.
Hay dos tiras de papel
absorbente resistente a los
álcalis interdevanadas con la
tira de papel de zinc, de modo
que el zinc sobresalga por la
parte superior y el papel por la
parte inferior. El ánodo está
aislado de la caja metálica con
un manguito de poliestireno. La
parte superior de la pila es de
cobre y hace contacto con la
tira de zinc para formar la
terminal negativa de la pila. La
pila está sellada con un ojillo o
anillo aislante hecho de
neopreno. La envoltura de la
pila es químicamente inerte a
los ingredientes y forma el
electrodo positivo.
 

13. El segundo tipo de pila, llamado de botón, el ánodo es un disco de amalgama
de zinc pulverizado y comprimido. La pila del tipo de botón tiene mayor
eficiencia volumétrica que la de tipo de rollo de cinta.
 
En general las pilas alcalinas presentan una diferencia de potencial de 1.51
voltios y permanece casi constante sin que importe el tiempo y la
temperatura.
 
Las ventajas de esta pila son larga duración en almacenamiento, lo cual
permite guardarlas en forma casi indefinidas; larga duración en el servicio, de
alrededor de 4 veces la pila de Leclanché y con un volumen igual al de este;
un peso reducido; una característica de voltaje aplanada (que es ventajosa
para los usos en electrónica); adaptabilidad para funcionar a altas
temperaturas sin deterioro; alta resistencia a los golpes y choques. La
desventaja es en el costo con respecto a la de Leclanché pero las nuevas
tecnologías de fabricación dan una excelentísima relación costo/beneficio