Las pilas se encuentran en numerosos aparatos de nuestro día a día, a pesar de que raramente les prestamos mucha atención. El mando a distancia, el reloj de la pared o los juguetes funcionan durante todo el día, pero ¿cómo se fabrican realmente las fuentes de energía que se alojan en su interior? Hemos visitado las instalaciones de fabricación en Alemania. En este número y el próximo le ofreceremos un resumen de los principales pasos de fabricación:
Fabricamos casi 1700 millones de pilas de distintos tamaños cada año. El primer paso de la fabricación que también es la estructura básica de una pila alcalina de manganeso convencional, es el contenedor de acero que determina el tamaño de la pila (AA, AAA, etc.).
Mientras se da forma al contenedor, un empleado (fotografía de la derecha) mezcla dióxido de manganeso (pirolusita), grafito y electrolito para formar un material granulado negro. En el siguiente paso del proceso de producción, el material granulado se prensa en anillos plateados mate sobre las líneas de la pila. En cada contenedor de acero van cuatro anillos.
Los contenedores de acero abiertos se colocan en las cintas transportadoras en forma de anillo para su transporte a la línea de montaje. Se enrolla una tira de papel dentro de un pequeño tubo sellado en el fondo que se utiliza como separador en la pila y se inserta en el centro de los anillos plateados mate prensados para el cátodo.
Después de insertar el separador dentro de la carcasa de la pila, se rellena con electrolito. Este es absorbido por el separador y los anillos del cátodo; este proceso dura unos 20 minutos. Un empleado supervisa el proceso mientras se realiza (fotografía de la izquierda).
Mientras el separador absorbe el electrolito líquido, el zinc en polvo y la solución de hidróxido de potasio se añaden al mezclador. Se mezclan durante 10 minutos formando una pasta azul claro, el gel de zinc. El gel forma el ánodo de la batería y después se introduce en la parte interior del separador.
El tope se crea en un proceso de pre-ensamblado soldando el colector de corriente a un disco de acero y fijándolo a la junta de plástico. El disco de acero actúa como polo negativo. El tope creado en este proceso se transporta a la línea de producción. Entonces se añade al ánodo de zinc de gel de la pila rellenada. Para cerrar la pila, se curva el borde superior de la carcasa de acero hacia el tapón para sellar así la pila.
Las pilas acabadas pero aún desnudas se apilan en palés en la línea de producción. Las cajas contienen hasta 850 pilas apiladas en esos palés. Un robot que los empleados llaman de forma cariñosa «Schorsch» traslada las cajas hacia las cintas transportadoras. La cinta lleva a las pilas hacia el proceso de embalaje.
En el siguiente paso se coloca el envoltorio en las pilas y se depositan en su embalaje, también llamado blíster, en una cinta transportadora y por otro robot.
Antes de su llegada a los estantes del centro comercial y luego a nuestras cestas de la compra, las pilas han recorrido un largo camino. Aunque las pilas seas pequeñas, hay muchos pasos en la fabricación de las mismas para dejarlas listas para su venta.
¿Cómo funciona una pila exactamente? ¿Y de dónde proviene toda su energía?
Un contenedor de acero forma la carcasa de la pila y contiene los electrodos, un ánodo (el terminal negativo) y un cátodo (el terminal positivo). El cátodo está formado por anillos mate plateados hechos de dióxido de manganeso, grafito y electrolito. El ánodo es la pasta de zinc ubicada dentro del separador. El separador mantiene los electrodos separados para impedir un cortocircuito.
La reacción química en el interior del ánodo libera electrones que fluyen como corriente eléctrica sobre el polo negativo hacia el circuito de carga. Los electrones retornan al polo positivo y son utilizados en una segunda reacción química dentro del cátodo por el óxido de manganeso. Como consecuencia, la energía comienza a fluir del ánodo al cátodo, haciendo que una linterna se ilumine. Cuantos más electrones haya disponibles, y cuanto más rápido se muevan, mayor será el flujo de corriente.
Es difícil de imaginar todo lo que ocurre en el interior de una pila tan pequeña. Al final, se necesitan muchos procesos químicos dentro de la pila para que pueda suministrar energía.
La descarga empieza cuando la pila se conecta al circuito eléctrico de un dispositivo eléctrico como por ejemplo, una linterna. Cuando esto ocurre, el ánodo y el cátodo reaccionan el uno con el otro y una carga eléctrica pasa a través de ellos dos. Durante este proceso, una corriente de iones fluye en el electrolito y a través del separador desde el cátodo hacia el ánodo.
