LISTADO DEFINITIVO DE CENTROS CON PROYECTOS ADMITIDOS POR MODALIDAD Y CALENDARIO PARA PARTICIPAR EN LA I OLIMPIADA SOLAR ESCOLAR PARA EL CURSO 2007-2008 SEGÚN RESOLUCIÓN DEL DIRECTOR GENERAL DE ORDENACIÓN E INNOVACIÓN EDUCATIVA DE 3 DE DICIEMBRE DE 2007
1.- MODALIDAD RELOJ DE SOL
CENTRO
DIRECTOR/A
PROFESOR/A RESPONSABLE
NIVEL
CEIP LA ESTRELLA
JUAN CARLOS LORENZO ACOSTA
FRANCISCO MORALES VILLEGAS
6º PRIMARIA
CEIP LAURISILVA
LIGIA FUENTES PADILLA
ELSA GARCÍA SANTANA
5º Y 6º PRIMARIA
CEIP LOPE DE GUERRA
NIEVES Mª LÓPEZ RODRÍGUEZ
NIEVES Mª LÓPEZ RODRÍGUEZ
5º Y 6º PRIMARIA
CEIP PROFESOR CARLOS SOCAS MUÑOZ
Mª LUISA SANTANA PÉREZ
FRANCISCO HERNÁNDEZ ARTILES
5º Y 6º PRIMARIA
CPEIPS SAN MIGUEL ARCÁNGEL
MATILDE SÁNCHEZ CABRERA
CARLOS MEDINA TRUJILLO
6º PRIMARIA
2.- MODALIDAD HORNO SOLAR
CENTRO
DIRECTOR/A
PROFESOR/A RESPONSABLE
NIVEL
CPEIPS SAN MIGUEL ARCÁNGEL
MATILDE SÁNCHEZ CABRERA
MÁXIMO SANTANA SANTANA
2º ESO
IES VALLE DE GUERRA
ANDRÉS ABRANTE BETHENCOURT
MARGARITA MODOLELL MAINOU
1º Y 2º ESO
IES SANTIAGO SANTANA DÍAZ
FELISA GONZÁLEZ EL JABER
JOAQUÍN MIRALLES MARTÍN
1º ESO
IES ALCALDE BERNABÉ RODRÍGUEZ
JESÚS DE LAS HERAS RODRÍGUEZ
JOSÉ ANTONIO MÉNDEZ MONTEVERDE
2º ESO
IES VIRGEN DE LAS NIEVES
ROBERTO RODRÍGUEZ HERNÁNDEZ
JOSÉ PELLICER MESTRE
1º ESO
3.- MODALIDAD COCHE FOTOVOLTAÍCO
* Las células fotovoltaicas y el motor de 12 V serán facilitados a los participantes por el programa de Educación Ambiental de la Unidad de Programas de la Dirección General de Ordenación e Innovación Educativa. Contactar con la coordinadora o el coordinador del programa a los teléfonos 928 204999 ó 922 592756.
CENTRO
DIRECTOR/A
PROFESOR/A RESPONSABLE
NIVEL
CPEIPS SAN MIGUEL ARCÁNGEL
MATILDE SÁNCHEZ CABRERA
JOSÉ JUAN MARRERO CABRERA
4º ESO
IES LUIS COBIELLA CUEVAS
FRANCISCO JOSÉ CAMACHO PÉREZ
JUAN CARLOS HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ
3º ESO
C/ León y Castillo, nº 57 Avenida Buenos Aires, nº 5 Edf. Mapfre-Guanarteme, Planta 5ª Edificio Tres de Mayo, 4ª planta 35071 Las Palmas de Gran Canaria 38071 Santa Cruz de Tenerife Tfno: 928 30 76 00 Fax: 928 38 40 22 Tfno: 922 59 25 00 Fax: 922592580 2
IES VALLE DE GUERRA
ANDRÉS ABRANTE BETHENCOURT
ALBETO MADINAVEITIA MARTÍN
3º ESO
IES FERNANDO SAGASETA
JOSÉ DANIEL CANO CASTRO
MARCOS MORENO MARTÍN
4º ESO
IES SANTIAGO SANTANA DÍAZ
FELISA GONZÁLEZ EL JABER
JOAQUÍN MIRALLES MARTÍN
3º ESO
IES TAFIRA
PALOMA GARRIDO
ANTONIO HERNÁNDEZ SANTANA
3º ESO
4.- MODALIDAD EQUIPO SOLAR TÉRMICO POR TERMOSIFÓN
CENTRO
DIRECTOR/A
PROFESOR/A RESPONSABLE
NIVEL
IES VALLE DE GUERRA
ANDRÉS ABRANTE BETHENCOURT
ALBERTO MADINAVEITIA MARTÍN
1º BACH.
IES FERNANDO SAGASETA
JOSÉ DANIEL CANO CASTRO
MARCOS MORENO MARTÍN
1º BACH.
IES PUERTO DE LA CRUZ
DOMINGO GONZÁLEZ PÉREZ
MIGUEL GONZÁLEZ HERNÁNDEZ
1º CFGM
IES EL CALERO
ANGEL C. PÉREZ MEDINA
LUCAS CASIMIRO SÁNCHEZ
2º CFGM
IES GRANADILLA DE ABONA
ANTONIO MARTÍN CASANOVA
MARCOS MÉNDEZ ORAMAS
2º BACH.
EL CALENDARIO Y PLAZOS DE ENTREGA DE ES EL SIGUIENTE:
FECHA
ACTUACIÓN
Antes del 15 abril 2008
Presentación en los CEP de las memorias de avance de construc-ción de los prototipos y enlazarlos en formato digital en la página web de la Olimpiada http://www.renovae.org/olimpiadasolar/
Antes del 21 de abril de 2008
Los CEP enviarán las memorias a la unidad de programas de Las Palmas
15 y de 16 mayo 2008
Final regional y transnacional en las instalaciones del ITC en Pozo Izquierdo
jueves, 28 de febrero de 2008
martes, 26 de febrero de 2008
Baterias
Batería eléctrica
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Acumulador para automóvil.
Se le llama batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente 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 electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.
También se le suele denominar batería, puesto que, muchas veces, se conectan varios de ellos en serie, para aumentar el voltaje suministrado. Así, la batería de un automóvil está formada internamente por 6 elementos acumuladores del tipo plomo-ácido, cada uno de los cuales suministra electricidad con una tensión de unos 2 V, por lo que el conjunto entrega los habituales 12 V, o por 12 elementos, con 24 V para los camiones.
El término pila, en castellano, denomina los generadores de electricidad no recargables. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas — en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente. De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.
Tabla de contenidos[mostrar]
1 Principios de funcionamiento
2 Historia
3 Tipos de acumuladores
3.1 Acumulador de plomo
3.2 Batería alcalina
3.3 Baterías alcalinas de manganeso
3.4 Baterías Níquel-Hidruro (Ni-H)
3.5 Baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd)
3.6 Baterías Litio-Ion (Li-ion)
3.7 Baterías Polímero de Litio (Li-poli)
3.8 Pilas de combustible
3.9 Condensador de alta capacidad
4 Parámetros de un acumulador
5 Tabla comparativa de los diferentes tipos de acumulador
6 Las baterías como contaminantes
7 Véase también
8 Enlaces externos
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Principios de funcionamiento [editar]
El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en algún tipo de proceso reversible; es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente se transformen en otros, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante el de carga.
Resulta que procesos de este tipo son bastante comunes, por extraño que parezca, en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrólisis, y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización.
Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.
Historia [editar]
Alessandro Volta comunica su invento de la pila a la Royal London Society, el 20 de marzo de 1800.
Johann Wilhelm Ritter construyó su acumulador eléctrico en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.
En 1860, Gaston Planté construyó el primer modelo de acumulador de plomo-ácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX, sin embargo, la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano, y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador, en 1879, tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.
Thomas Alva Edison inventó, en 1900, otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrolito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908, y son la base de los actuales modelos alcalinos, ya sean recargables o no.
También hacia 1900, en Suecia, Junger y Berg inventaron el acumulador Ni-Cd, que utiliza ánodos de cadmio en vez de hierro, siendo muy parecido al de ferroníquel en las restantes características.
Tipos de acumuladores [editar]
Por lo que a sus tamaños y otras características externas se refiere, puede consultarse esta lista, ya que muchas de ellas son comunes a pilas y acumuladores y están normalizadas.
Por lo que a su naturaleza interna se refiere, se encuentran habitualmente en el comercio acumuladores de los siguientes tipos:
Acumulador de plomo [editar]
Está constituido por dos electrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (PbSO4 II) incrustado en una matriz de plomo metálico (Pb); el electrolito es una disolución de ácido sulfúrico. Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones, entre ellas en los automóviles. Su funcionamiento es el siguiente:
Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) es reducido a plomo metal en el polo negativo, mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (Pb O2). Por lo tanto, se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en una superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento de hidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador.
Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo(IV) es reducido a sulfato de plomo (II), mientras que el plomo elemental es oxidado para dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata, por lo tanto, de una conmutación. Los procesos elementales que trascurren son los siguientes:
PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e- -> 2 H2O + PbSO4 + SO42-
Pb + SO42- -> PbSO4 + 2 e-
En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico, porque se crea sulfato de plomo y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.
No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente, porque, cuando el sulfato de plomo forma cristales muy grandes, ya no responden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que el acumulador se ha sulfatado y es necesario sustituirlo por otro nuevo.
Los acumuladores de este tipo que se venden actualmente utilizan un electrolito en pasta, que no se evapora y hace mucho más segura y cómoda su utilización.
Batería alcalina [editar]
También denominada de ferroníquel, sus electrodos son láminas de acero en forma de rejilla con panales rellenos de óxido niqueloso (NiO), que constituyen el electrodo positivo, y de óxido ferroso (FeO), el negativo, estando formado el electrolito por una disolución de potasa cáustica (KOH). Durante la carga se produce un proceso de oxidación anódica y otro de reducción catódica, transformándose el óxido niqueloso en niquélico y el óxido ferroso en hierro metálico. Esta reacción se produce en sentido inverso durante la descarga.
En 1866, George Leclanché inventa en Francia la “pila seca” (Zinc-Dióxido de Manganeso), sistema que aún domina el mercado mundial de las baterías primarias. Las pilas alcalinas (de “alta potencia” o “larga vida”) son similares a las de Leclanché, pero, en vez de cloruro de amonio, llevan cloruro de sodio o de potasio. Duran más porque el zinc no está expuesto a un ambiente ácido como el que provocan los iones amonio en la pila convencional. Como los iones se mueven más fácilmente a través del electrolito, produce más potencia y una corriente más estable.
Su mayor costo se deriva de la dificultad de sellar las pilas contra las fugas de hidróxido. Casi todas vienen blindadas, lo que impide el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duración ilimitada. Las celdas secas alcalinas son similares a las celdas secas comunes, con la excepciones siguientes:
el electrolito es básico (alcalino), porque contiene KOH
la superficie interior del recipiente de Zn es áspera; esto proporciona un área de contacto mayor.
Las baterías alcalinas tienen una vida media mayor que las de las celdas secas comunes y resisten mejor el uso constante.
El voltaje de una pila alcalina es cercano a 1,5 v. Durante la descarga, las reacciones en la celda seca alcalina son :
Ánodo: Zn(S) + 2 OH- (ac) Zn(OH)2(s) +2 e-
Cátodo: 2 MnO2 (S) + 2 H2 O (l) + 2 e- 2MnO (OH) (s) + 2 OH-(ac)
Global: Zn(s) +2 MnO2 (s) 2H2O(l) Zn(OH)2(ac) + 2MnO (OH) (s)
El ánodo está compuesto de una pasta de zinc amalgamado con mercurio (total 1%), carbono o grafito.
Se utilizan para aparatos complejos y de elevado consumo energético. En sus versiones de 1,5 voltios, 6 voltios y 12 voltios se emplean, por ejemplo, en mandos a distancia (control remoto) y alarmas.
Baterías alcalinas de manganeso [editar]
Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su peso total, es una versión mejorada de la pila anterior, en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio por hidróxido potásico (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero, y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duración, más constancia en el tiempo y mejor rendimiento. Por el contrario, su precio es más elevado. También suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras portátiles, juguetes con motor, flashes electrónicos.
El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo es un material polarizador que es en base a dióxido de manganeso, óxido mercúrico mezclado íntimamente con grafito, y en casos extraños óxido de plata Ag2O (estos dos últimos son de uso muy costoso, peligrosos y tóxicos), a fin de reducir su resistividad eléctrica. El electrolito es una solución de hidróxido potásico (KOH), el cual presenta una resistencia interna bajísima, lo que permite que no se tengan descargas internas y la energía pueda ser acumulada durante mucho tiempo. Este electrolito, en las pilas comerciales es endurecido con gelatinas o derivados de la celulosa.
Este tipo de 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.
Alcalinas
Zinc 14% (ánodo) Juguetes, tocacintas, cámaras fotográficas, grabadoras
Dióxido de Manganeso 22% (cátodo)
Carbón: 2%
Mercurio: 0.5 a 1% (ánodo)
Hidróxido de Potasio (electrolito)
Plástico y lámina 42%
Contiene un compuesto alcalino, llamado Hidróxido de Potasio. Su duración es seis veces mayor que la de las de zinc-carbono. Está compuesta por Dióxido de Manganeso, Hidróxido de Potasio, pasta de Zinc amalgamada con Mercurio (en total 1%), Carbón o Grafito. Según la Directiva Europea del 18 de marzo de 1991, este tipo de pilas no pueden superar la cantidad de 0.025% de mercurio.
Este tipo de baterías presenta algunas contras:
Una pila alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua, que llega a ser el consumo promedio de agua de toda la vida de seis personas.
Una pila común, también llamada de zinc-carbono, puede contaminar 3.000 litros de agua.
Perforaciones del tabique nasal.
Zinc, Manganeso, Bismuto, Cobre y Plata: Son sustancias tóxicas, que producen diversas alteraciones en la salud humana. El Zinc, Manganeso y Cobre son esenciales para la vida, en cantidades mínimas, tóxico en altas dosis. El Bismuto y la Plata no son esenciales para la vida.
Baterías Níquel-Hidruro (Ni-H) [editar]
Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de metal-hidruro. Cada célula de Ni-H puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,8 y 2,3 Ah. Su densidad de energía llega a los 80 Wh/kg. Este tipo de baterías se encuentran afectadas por el llamado efecto memoria, en el que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada), imposibilitando el uso de toda su energía.
Baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd) [editar]
Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio. Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada, para su reutilización. Cada célula de NiCd puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,5 y 2,3 Ah. Sin embargo, su densidad de energía es de tan sólo 50 Wh/kg, lo que hace que tengan que ser recargadas cada poco tiempo. También se ven afectadas por el efecto memoria.
Baterías Litio-Ion (Li-ion) [editar]
Las Baterías Litio-Ion (Li-ion) utilizan un ánodo de Litio y un cátodo de Ion. Su desarrollo es más reciente, y permite llegar a densidades del orden de 115 Wh/kg. Además, no sufren el efecto memoria.
Baterías Polímero de Litio (Li-poli) [editar]
Son una variación de las Baterías Litio-Ion (Li-ion). Sus características son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior.
Pilas de combustible [editar]
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 transformados previamente en hidrógeno).
Condensador de alta capacidad [editar]
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 batería cuando las potencias a suministrar sean pequeñas.
Parámetros de un acumulador [editar]
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. Viene fijado por el potencial de reducción del par redox utilizado; suele estar entre 1 V y 4 V por elemento.
La corriente que puede suministrar el elemento, medida en ampere (A), es el segundo factor a considerar. Especial importancia tiene en algunos casos la corriente máxima obtenible; p. ej., los motores de arranque de los automóviles exigen esfuerzos brutales de la batería cuando se ponen en funcionamiento (decenas de A), por lo que deben actuar durante poco tiempo.
La capacidad eléctrica se mide en la práctica por referencia a los tiempos de carga y de descarga en Ah. La unidad SI es el coulomb (C).
1 Ah = 1000 mAh = 3600 C; 1 C = 1 Ah/3600 = 0,278 mAh.
Téngase en cuenta, sin embargo, que, cuando le den indicaciones en el cuerpo de las baterías o en sus envases, como Cárguese a C/10 durante 12 horas, la letra C no se refiere al coulomb, sino a la carga máxima que puede recibir el acumulador, de modo que en el caso anterior, si la capacidad del acumulador fuesen 1200 mAh, se le debería aplicar una corriente de carga de 1200/10 = 120 mA durante el número de horas indicado.
La energía almacenada se mide habitualmente en Wh (watt-hora); la unidad SI es el joule (unidad).
1 Wh = 3600 J = 3,6 kJ; 1 J = 0,278 mWh
La resistencia de los acumuladores es muy inferior a la de las pilas, lo que les permite suministrar cargas mucho más intensas que las de éstas, sobre todo de forma transitoria. Por ejemplo, la resistencia interna de un acumulador de plomo-ácido es de 0,006 ohm, y la de otro de Ni-Cd, de 0,009 ohm.
En fin, otra de las características importantes de un acumulador es su masa; es decir, lo que pesa, y la relación entre ella y la capacidad eléctrica (Ah/kg) o la energía (Wh/kg) que puede restituir. En algunos casos puede ser también importante el volumen que ocupe (en m3 o en litros).
El rendimiento es la relación porcentual entre la energía eléctrica recibida en el proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga. El acumulador de plomo-ácido tiene un rendimiento de más del 90%.
Tabla comparativa de los diferentes tipos de acumulador [editar]
Tipo
Energía / peso
Tensión por elemento (V)
Duración(número de recargas)
Tiempo de carga
Auto-descargapor mes (% del total)
Plomo
30-50 Wh/kg
2 V
20-30
8-16h
5 %
Ni-Cd
48-80 Wh/kg
1,25 V
1251
1h
20%
Ni-H
60-120 Wh/kg
1,25 V
100-200
2h-4h
30 %
Li-ion
110-160 Wh/kg
3,16 V
400-500
2h-4h
10 %
Li-Po
100-130 Wh/kg
3,16 V
10-5000 (mil años de vida)
1h-1.5h
10 %
Las baterías como contaminantes [editar]
Como se ha visto, las baterías contienen metales pesados y compuestos químicos, muchos de ellos perjudiciales para el medio ambiente. Es muy importante no tirarlas a la basura (en la mayoría de los países eso no está permitido), y llevarlas a un centro de reciclado. Actualmente, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las baterías gastadas.
En México, la liberación del mercurio contenido en pilas ha ocurrido a consecuencia del uso de tres tipos de pilas: las de óxido de mercurio, las de C-Zn y las alcalinas. En el primer tipo, el contenido de dicho metal es del 33%, y se usaron tanto en su presentación de botón como en otros tamaños, a partir de 1955. Teóricamente, se dejaron de producir en 1995, aunque hay fuentes de información que indican que dicho proceso continúa en Asia y se distribuyen en el mercado internacional. Para el segundo y tercer tipo de pilas, se sabe que durante varias décadas, antes de 1990, se les agregaba mercurio (entre 0,5 a 1,2%) para optimizar su funcionamiento, siendo las alcalinas las de mayor contenido; también el carbón que contienen algunas veces está contaminado con este metal de manera natural. En 1999, el INE solicitó un análisis de muestras de tres diferentes marcas de pilas del tipo AA, de consumo normal en México, de las cuales dos eran de procedencia asiática (de C-Zn) y una alcalina de procedencia europea. Los resultados fueron los siguientes: para las de procedencia asiática, los valores obtenidos fueron de 0,18 mg/kg y de 6,42 mg/kg; en cuanto a la de procedencia europea el resultado fue de 0,66 mg/kg; dichas cantidades, equivalentes a partes por millón, no rebasan los límites de 0,025% establecidos en el Protocolo sobre metales pesados adoptado en 1998 en Aarhus, Dinamarca, por los países miembros de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (UNECE). El muestreo anterior fue un hecho aislado y sería conveniente en un futuro seguir analizando el contenido de mercurio en el mayor número de marcas posibles. Según los cálculos presentados en el cuadro 10, se estima que se han liberado 1.232 toneladas durante los últimos 43 años. En México, otras fuentes de mercurio la constituyen la industria de cloro/sosa, que lo utiliza en su proceso; también productos como termómetros, varios tipos de interruptores y lámparas fluorescentes. Según información oficial ya no se extrae mercurio en México, aunque se dispone de datos sobre importación por un monto de 130 toneladas en los últimos tres años. El mercurio es un contaminante local y global por excelencia. La química ambiental correspondiente a este metal tóxico es muy compleja, dadas sus propiedades; se evapora a temperatura ambiente y sus átomos viajan lejos; al ser depositado en los cuerpos de agua se transforma en mercurio orgánico (metil-mercurio) por mecanismos aeróbicos o anaeróbicos; es así como se contaminan, entre otros, los pescados y mariscos. Otra forma de intoxicación por mercurio es la inhalación de los vapores emitidos por el mercurio en su forma metálica en ambientes cerrados. El metil-mercurio puede atravesar la placenta, acumularse, y provocar daño en el cerebro y en los tejidos de los neonatos, quienes son especialmente sensibles a esta sustancia. También puede existir exposición al mercurio a través de la leche materna; en este caso, los efectos pueden provocar problemas de desarrollo, retrasos en el andar, en el habla o mentales, falta de coordinación, ceguera y convulsiones. En adultos, la exposición constante, a través de la ingesta de alimentos contaminados, pescados por lo general, puede provocar cambios de personalidad, pérdida de visión, memoria o coordinación, sordera o problemas en los riñones y pulmones. La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera al metil-mercurio y sus compuestos como posiblemente carcinogénico en seres humanos (Grupo 2B). El metil-mercurio, que es la forma más tóxica, se acumula en los tejidos de los peces; los especímenes de mayor tamaño y de mayor edad tienden a concentrar niveles de mercurio más altos.
Manganeso: dado que los tipos de pila más consumidos son alcalinas y C-Zn (aproximadamente el 76% del consumo total de pilas y baterías), el óxido de manganeso contenido en ellas es el contaminante que en mayor volumen se ha liberado al medio ambiente en las últimas cuatro décadas, lo que representa aproximadamente 145,917 toneladas (cuadro 10). Respecto de los efectos adversos ocasionados en la salud humana por esta sustancia, diversos estudios sugieren efectos neurológicos serios por exposición oral al manganeso. Por ejemplo, un estudio hecho por la OMS reporta que en 1981 se notificó una intoxicación en una comunidad de Japón, debida a que cerca de un pozo de agua se enterraron aproximadamente 400 piezas de pilas a una distancia aproximada de dos metros, lo cual provocó 16 casos de envenenamiento; tres fueron fatales (incluyendo un suicidio). Los niveles de manganeso detectados en el agua de ese pozo fueron de 14 miligramos por litro, mientras que en otros dos pozos los niveles alcanzaron 8 y 11 miligramos por litro. Los sujetos de la comunidad exhibieron desórdenes de tipo psicológico y neurológico asociados a la intoxicación.
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Acumulador para automóvil.
Se le llama batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente 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 electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.
También se le suele denominar batería, puesto que, muchas veces, se conectan varios de ellos en serie, para aumentar el voltaje suministrado. Así, la batería de un automóvil está formada internamente por 6 elementos acumuladores del tipo plomo-ácido, cada uno de los cuales suministra electricidad con una tensión de unos 2 V, por lo que el conjunto entrega los habituales 12 V, o por 12 elementos, con 24 V para los camiones.
El término pila, en castellano, denomina los generadores de electricidad no recargables. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas — en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente. De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.
Tabla de contenidos[mostrar]
1 Principios de funcionamiento
2 Historia
3 Tipos de acumuladores
3.1 Acumulador de plomo
3.2 Batería alcalina
3.3 Baterías alcalinas de manganeso
3.4 Baterías Níquel-Hidruro (Ni-H)
3.5 Baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd)
3.6 Baterías Litio-Ion (Li-ion)
3.7 Baterías Polímero de Litio (Li-poli)
3.8 Pilas de combustible
3.9 Condensador de alta capacidad
4 Parámetros de un acumulador
5 Tabla comparativa de los diferentes tipos de acumulador
6 Las baterías como contaminantes
7 Véase también
8 Enlaces externos
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Principios de funcionamiento [editar]
El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en algún tipo de proceso reversible; es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente se transformen en otros, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante el de carga.
Resulta que procesos de este tipo son bastante comunes, por extraño que parezca, en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrólisis, y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización.
Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.
Historia [editar]
Alessandro Volta comunica su invento de la pila a la Royal London Society, el 20 de marzo de 1800.
Johann Wilhelm Ritter construyó su acumulador eléctrico en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.
En 1860, Gaston Planté construyó el primer modelo de acumulador de plomo-ácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX, sin embargo, la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano, y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador, en 1879, tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.
Thomas Alva Edison inventó, en 1900, otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrolito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908, y son la base de los actuales modelos alcalinos, ya sean recargables o no.
También hacia 1900, en Suecia, Junger y Berg inventaron el acumulador Ni-Cd, que utiliza ánodos de cadmio en vez de hierro, siendo muy parecido al de ferroníquel en las restantes características.
Tipos de acumuladores [editar]
Por lo que a sus tamaños y otras características externas se refiere, puede consultarse esta lista, ya que muchas de ellas son comunes a pilas y acumuladores y están normalizadas.
Por lo que a su naturaleza interna se refiere, se encuentran habitualmente en el comercio acumuladores de los siguientes tipos:
Acumulador de plomo [editar]
Está constituido por dos electrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (PbSO4 II) incrustado en una matriz de plomo metálico (Pb); el electrolito es una disolución de ácido sulfúrico. Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones, entre ellas en los automóviles. Su funcionamiento es el siguiente:
Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) es reducido a plomo metal en el polo negativo, mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (Pb O2). Por lo tanto, se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en una superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento de hidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador.
Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo(IV) es reducido a sulfato de plomo (II), mientras que el plomo elemental es oxidado para dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata, por lo tanto, de una conmutación. Los procesos elementales que trascurren son los siguientes:
PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e- -> 2 H2O + PbSO4 + SO42-
Pb + SO42- -> PbSO4 + 2 e-
En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico, porque se crea sulfato de plomo y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.
No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente, porque, cuando el sulfato de plomo forma cristales muy grandes, ya no responden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que el acumulador se ha sulfatado y es necesario sustituirlo por otro nuevo.
Los acumuladores de este tipo que se venden actualmente utilizan un electrolito en pasta, que no se evapora y hace mucho más segura y cómoda su utilización.
Batería alcalina [editar]
También denominada de ferroníquel, sus electrodos son láminas de acero en forma de rejilla con panales rellenos de óxido niqueloso (NiO), que constituyen el electrodo positivo, y de óxido ferroso (FeO), el negativo, estando formado el electrolito por una disolución de potasa cáustica (KOH). Durante la carga se produce un proceso de oxidación anódica y otro de reducción catódica, transformándose el óxido niqueloso en niquélico y el óxido ferroso en hierro metálico. Esta reacción se produce en sentido inverso durante la descarga.
En 1866, George Leclanché inventa en Francia la “pila seca” (Zinc-Dióxido de Manganeso), sistema que aún domina el mercado mundial de las baterías primarias. Las pilas alcalinas (de “alta potencia” o “larga vida”) son similares a las de Leclanché, pero, en vez de cloruro de amonio, llevan cloruro de sodio o de potasio. Duran más porque el zinc no está expuesto a un ambiente ácido como el que provocan los iones amonio en la pila convencional. Como los iones se mueven más fácilmente a través del electrolito, produce más potencia y una corriente más estable.
Su mayor costo se deriva de la dificultad de sellar las pilas contra las fugas de hidróxido. Casi todas vienen blindadas, lo que impide el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duración ilimitada. Las celdas secas alcalinas son similares a las celdas secas comunes, con la excepciones siguientes:
el electrolito es básico (alcalino), porque contiene KOH
la superficie interior del recipiente de Zn es áspera; esto proporciona un área de contacto mayor.
Las baterías alcalinas tienen una vida media mayor que las de las celdas secas comunes y resisten mejor el uso constante.
El voltaje de una pila alcalina es cercano a 1,5 v. Durante la descarga, las reacciones en la celda seca alcalina son :
Ánodo: Zn(S) + 2 OH- (ac) Zn(OH)2(s) +2 e-
Cátodo: 2 MnO2 (S) + 2 H2 O (l) + 2 e- 2MnO (OH) (s) + 2 OH-(ac)
Global: Zn(s) +2 MnO2 (s) 2H2O(l) Zn(OH)2(ac) + 2MnO (OH) (s)
El ánodo está compuesto de una pasta de zinc amalgamado con mercurio (total 1%), carbono o grafito.
Se utilizan para aparatos complejos y de elevado consumo energético. En sus versiones de 1,5 voltios, 6 voltios y 12 voltios se emplean, por ejemplo, en mandos a distancia (control remoto) y alarmas.
Baterías alcalinas de manganeso [editar]
Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su peso total, es una versión mejorada de la pila anterior, en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio por hidróxido potásico (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero, y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duración, más constancia en el tiempo y mejor rendimiento. Por el contrario, su precio es más elevado. También suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras portátiles, juguetes con motor, flashes electrónicos.
El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo es un material polarizador que es en base a dióxido de manganeso, óxido mercúrico mezclado íntimamente con grafito, y en casos extraños óxido de plata Ag2O (estos dos últimos son de uso muy costoso, peligrosos y tóxicos), a fin de reducir su resistividad eléctrica. El electrolito es una solución de hidróxido potásico (KOH), el cual presenta una resistencia interna bajísima, lo que permite que no se tengan descargas internas y la energía pueda ser acumulada durante mucho tiempo. Este electrolito, en las pilas comerciales es endurecido con gelatinas o derivados de la celulosa.
Este tipo de 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.
Alcalinas
Zinc 14% (ánodo) Juguetes, tocacintas, cámaras fotográficas, grabadoras
Dióxido de Manganeso 22% (cátodo)
Carbón: 2%
Mercurio: 0.5 a 1% (ánodo)
Hidróxido de Potasio (electrolito)
Plástico y lámina 42%
Contiene un compuesto alcalino, llamado Hidróxido de Potasio. Su duración es seis veces mayor que la de las de zinc-carbono. Está compuesta por Dióxido de Manganeso, Hidróxido de Potasio, pasta de Zinc amalgamada con Mercurio (en total 1%), Carbón o Grafito. Según la Directiva Europea del 18 de marzo de 1991, este tipo de pilas no pueden superar la cantidad de 0.025% de mercurio.
Este tipo de baterías presenta algunas contras:
Una pila alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua, que llega a ser el consumo promedio de agua de toda la vida de seis personas.
Una pila común, también llamada de zinc-carbono, puede contaminar 3.000 litros de agua.
Perforaciones del tabique nasal.
Zinc, Manganeso, Bismuto, Cobre y Plata: Son sustancias tóxicas, que producen diversas alteraciones en la salud humana. El Zinc, Manganeso y Cobre son esenciales para la vida, en cantidades mínimas, tóxico en altas dosis. El Bismuto y la Plata no son esenciales para la vida.
Baterías Níquel-Hidruro (Ni-H) [editar]
Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de metal-hidruro. Cada célula de Ni-H puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,8 y 2,3 Ah. Su densidad de energía llega a los 80 Wh/kg. Este tipo de baterías se encuentran afectadas por el llamado efecto memoria, en el que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada), imposibilitando el uso de toda su energía.
Baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd) [editar]
Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio. Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada, para su reutilización. Cada célula de NiCd puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,5 y 2,3 Ah. Sin embargo, su densidad de energía es de tan sólo 50 Wh/kg, lo que hace que tengan que ser recargadas cada poco tiempo. También se ven afectadas por el efecto memoria.
Baterías Litio-Ion (Li-ion) [editar]
Las Baterías Litio-Ion (Li-ion) utilizan un ánodo de Litio y un cátodo de Ion. Su desarrollo es más reciente, y permite llegar a densidades del orden de 115 Wh/kg. Además, no sufren el efecto memoria.
Baterías Polímero de Litio (Li-poli) [editar]
Son una variación de las Baterías Litio-Ion (Li-ion). Sus características son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior.
Pilas de combustible [editar]
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 transformados previamente en hidrógeno).
Condensador de alta capacidad [editar]
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 batería cuando las potencias a suministrar sean pequeñas.
Parámetros de un acumulador [editar]
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. Viene fijado por el potencial de reducción del par redox utilizado; suele estar entre 1 V y 4 V por elemento.
La corriente que puede suministrar el elemento, medida en ampere (A), es el segundo factor a considerar. Especial importancia tiene en algunos casos la corriente máxima obtenible; p. ej., los motores de arranque de los automóviles exigen esfuerzos brutales de la batería cuando se ponen en funcionamiento (decenas de A), por lo que deben actuar durante poco tiempo.
La capacidad eléctrica se mide en la práctica por referencia a los tiempos de carga y de descarga en Ah. La unidad SI es el coulomb (C).
1 Ah = 1000 mAh = 3600 C; 1 C = 1 Ah/3600 = 0,278 mAh.
Téngase en cuenta, sin embargo, que, cuando le den indicaciones en el cuerpo de las baterías o en sus envases, como Cárguese a C/10 durante 12 horas, la letra C no se refiere al coulomb, sino a la carga máxima que puede recibir el acumulador, de modo que en el caso anterior, si la capacidad del acumulador fuesen 1200 mAh, se le debería aplicar una corriente de carga de 1200/10 = 120 mA durante el número de horas indicado.
La energía almacenada se mide habitualmente en Wh (watt-hora); la unidad SI es el joule (unidad).
1 Wh = 3600 J = 3,6 kJ; 1 J = 0,278 mWh
La resistencia de los acumuladores es muy inferior a la de las pilas, lo que les permite suministrar cargas mucho más intensas que las de éstas, sobre todo de forma transitoria. Por ejemplo, la resistencia interna de un acumulador de plomo-ácido es de 0,006 ohm, y la de otro de Ni-Cd, de 0,009 ohm.
En fin, otra de las características importantes de un acumulador es su masa; es decir, lo que pesa, y la relación entre ella y la capacidad eléctrica (Ah/kg) o la energía (Wh/kg) que puede restituir. En algunos casos puede ser también importante el volumen que ocupe (en m3 o en litros).
El rendimiento es la relación porcentual entre la energía eléctrica recibida en el proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga. El acumulador de plomo-ácido tiene un rendimiento de más del 90%.
Tabla comparativa de los diferentes tipos de acumulador [editar]
Tipo
Energía / peso
Tensión por elemento (V)
Duración(número de recargas)
Tiempo de carga
Auto-descargapor mes (% del total)
Plomo
30-50 Wh/kg
2 V
20-30
8-16h
5 %
Ni-Cd
48-80 Wh/kg
1,25 V
1251
1h
20%
Ni-H
60-120 Wh/kg
1,25 V
100-200
2h-4h
30 %
Li-ion
110-160 Wh/kg
3,16 V
400-500
2h-4h
10 %
Li-Po
100-130 Wh/kg
3,16 V
10-5000 (mil años de vida)
1h-1.5h
10 %
Las baterías como contaminantes [editar]
Como se ha visto, las baterías contienen metales pesados y compuestos químicos, muchos de ellos perjudiciales para el medio ambiente. Es muy importante no tirarlas a la basura (en la mayoría de los países eso no está permitido), y llevarlas a un centro de reciclado. Actualmente, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las baterías gastadas.
En México, la liberación del mercurio contenido en pilas ha ocurrido a consecuencia del uso de tres tipos de pilas: las de óxido de mercurio, las de C-Zn y las alcalinas. En el primer tipo, el contenido de dicho metal es del 33%, y se usaron tanto en su presentación de botón como en otros tamaños, a partir de 1955. Teóricamente, se dejaron de producir en 1995, aunque hay fuentes de información que indican que dicho proceso continúa en Asia y se distribuyen en el mercado internacional. Para el segundo y tercer tipo de pilas, se sabe que durante varias décadas, antes de 1990, se les agregaba mercurio (entre 0,5 a 1,2%) para optimizar su funcionamiento, siendo las alcalinas las de mayor contenido; también el carbón que contienen algunas veces está contaminado con este metal de manera natural. En 1999, el INE solicitó un análisis de muestras de tres diferentes marcas de pilas del tipo AA, de consumo normal en México, de las cuales dos eran de procedencia asiática (de C-Zn) y una alcalina de procedencia europea. Los resultados fueron los siguientes: para las de procedencia asiática, los valores obtenidos fueron de 0,18 mg/kg y de 6,42 mg/kg; en cuanto a la de procedencia europea el resultado fue de 0,66 mg/kg; dichas cantidades, equivalentes a partes por millón, no rebasan los límites de 0,025% establecidos en el Protocolo sobre metales pesados adoptado en 1998 en Aarhus, Dinamarca, por los países miembros de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (UNECE). El muestreo anterior fue un hecho aislado y sería conveniente en un futuro seguir analizando el contenido de mercurio en el mayor número de marcas posibles. Según los cálculos presentados en el cuadro 10, se estima que se han liberado 1.232 toneladas durante los últimos 43 años. En México, otras fuentes de mercurio la constituyen la industria de cloro/sosa, que lo utiliza en su proceso; también productos como termómetros, varios tipos de interruptores y lámparas fluorescentes. Según información oficial ya no se extrae mercurio en México, aunque se dispone de datos sobre importación por un monto de 130 toneladas en los últimos tres años. El mercurio es un contaminante local y global por excelencia. La química ambiental correspondiente a este metal tóxico es muy compleja, dadas sus propiedades; se evapora a temperatura ambiente y sus átomos viajan lejos; al ser depositado en los cuerpos de agua se transforma en mercurio orgánico (metil-mercurio) por mecanismos aeróbicos o anaeróbicos; es así como se contaminan, entre otros, los pescados y mariscos. Otra forma de intoxicación por mercurio es la inhalación de los vapores emitidos por el mercurio en su forma metálica en ambientes cerrados. El metil-mercurio puede atravesar la placenta, acumularse, y provocar daño en el cerebro y en los tejidos de los neonatos, quienes son especialmente sensibles a esta sustancia. También puede existir exposición al mercurio a través de la leche materna; en este caso, los efectos pueden provocar problemas de desarrollo, retrasos en el andar, en el habla o mentales, falta de coordinación, ceguera y convulsiones. En adultos, la exposición constante, a través de la ingesta de alimentos contaminados, pescados por lo general, puede provocar cambios de personalidad, pérdida de visión, memoria o coordinación, sordera o problemas en los riñones y pulmones. La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera al metil-mercurio y sus compuestos como posiblemente carcinogénico en seres humanos (Grupo 2B). El metil-mercurio, que es la forma más tóxica, se acumula en los tejidos de los peces; los especímenes de mayor tamaño y de mayor edad tienden a concentrar niveles de mercurio más altos.
Manganeso: dado que los tipos de pila más consumidos son alcalinas y C-Zn (aproximadamente el 76% del consumo total de pilas y baterías), el óxido de manganeso contenido en ellas es el contaminante que en mayor volumen se ha liberado al medio ambiente en las últimas cuatro décadas, lo que representa aproximadamente 145,917 toneladas (cuadro 10). Respecto de los efectos adversos ocasionados en la salud humana por esta sustancia, diversos estudios sugieren efectos neurológicos serios por exposición oral al manganeso. Por ejemplo, un estudio hecho por la OMS reporta que en 1981 se notificó una intoxicación en una comunidad de Japón, debida a que cerca de un pozo de agua se enterraron aproximadamente 400 piezas de pilas a una distancia aproximada de dos metros, lo cual provocó 16 casos de envenenamiento; tres fueron fatales (incluyendo un suicidio). Los niveles de manganeso detectados en el agua de ese pozo fueron de 14 miligramos por litro, mientras que en otros dos pozos los niveles alcanzaron 8 y 11 miligramos por litro. Los sujetos de la comunidad exhibieron desórdenes de tipo psicológico y neurológico asociados a la intoxicación.
Calculos sección para instalación fotovoltaica
La sección de los conductores en una instalación solar fotovoltaica.
ANEXO
El cálculo de la sección de conductores
La sección de los conductores en una instalación solar fotovoltaica tiene que adecuarse perfectamente a las características técnicas de la instalación. Realizar un cálculo de la sección de conductores correcto, es fundamental debido a que normalmente se trabaja con bajas tensiones (12 o 24 V) e intensidades altas Si no se realiza un buen dimensionado de los conductores las pérdidas pueden ser importantes.
El valor de la resistencia de un conductor se calcula por las siguientes fórmulas:
Ó (1)
Donde:
R = Resistencia en W
= Resistividad en
L = Longitud en metros
S = Sección del conductor en mm2
= Conductividad (inversa de la resistividad)
De acuerdo con la ley de Ohm (2)
Sustituyendo el valor de R de la fórmula (2) en (1), resulta que:
Luego Ó
Generalmente el conductor que se utiliza es de cobre y el valor de su resistividad es de 0,01786 . Si:
entonces
Quedando finalmente la fórmula:
donde:
S = sección en mm2 L = Longitud en m hasta el receptor I = Intensidad en A Va-Vb = Caída de tensión en V
ANEXO
El cálculo de la sección de conductores
La sección de los conductores en una instalación solar fotovoltaica tiene que adecuarse perfectamente a las características técnicas de la instalación. Realizar un cálculo de la sección de conductores correcto, es fundamental debido a que normalmente se trabaja con bajas tensiones (12 o 24 V) e intensidades altas Si no se realiza un buen dimensionado de los conductores las pérdidas pueden ser importantes.
El valor de la resistencia de un conductor se calcula por las siguientes fórmulas:
Ó (1)
Donde:
R = Resistencia en W
= Resistividad en
L = Longitud en metros
S = Sección del conductor en mm2
= Conductividad (inversa de la resistividad)
De acuerdo con la ley de Ohm (2)
Sustituyendo el valor de R de la fórmula (2) en (1), resulta que:
Luego Ó
Generalmente el conductor que se utiliza es de cobre y el valor de su resistividad es de 0,01786 . Si:
entonces
Quedando finalmente la fórmula:
donde:
S = sección en mm2 L = Longitud en m hasta el receptor I = Intensidad en A Va-Vb = Caída de tensión en V
domingo, 24 de febrero de 2008
jueves, 21 de febrero de 2008
solar Tauro Sistema energia ronovable
La Serie TAURO-2000/3000 de Unidades Terminales Remotas (RTUs según abreviatura inglesa) son, esencialmente, dispositivos electrónicos inteligentes, diseñados específicamente para realizar funciones de control remoto, así como para la medida, registro y transmisión de datos, imagenes y alarmas.
Las RTUs de la serie TAURO-2000/3000 , se alimentan mediante batería externa, recargable mediante red 110/220 Vca, o bien por panel solar. Debido a su bajísimo consumo ( menos de 10mA @12Vcc ), pueden instalarse en emplazamientos remotos aunque no deispongan de acceso a la red de alimentación, constituyendo una eficiente interfase o front-end para los sistemas SCADA ( acrónimo de : Supervisory Control And Data Acquisition ) , en una gran variedad de aplicaciones industriales.
Este producto se ofrece en su versión OEM para INTEGRADORES de SISTEMAS, con grandes ventajas por su enorme versatilidad y bajo coste.
Actualmente, una de las vías de comunicación preferidas para la transmisión de datos y alarmas , es la red de telefonía celular GSM/GPRS, pero también están muy extendidas las aplicaciones en las que se utilizan enlaces directos por Ethernet, RS232/422/485, en caso de disponer de enlaces físicos, cable , fibra óptica, etc.
Las unidades remotas de la Serie TAURO-2000/3000, además de la medida, registro y transmisión de los datos , se pueden programar para la generación y transmisión automática de alarmas mediante mensajes SMS a teléfonos móviles , así como para el envío de correos electrónicos, avisando de la detección de determinados fallos en la planta al superarse los umbrales previamente prefijados para los parámetros seleccionados, notificando además al personal de mantenimiento la localización y naturaleza de la incidencia detectada.
DESCRIPCIÓN
La Serie TAURO-2000/3000 de unidades remotas incluye los modelo 2000 y 3000. La diferencia entre ambos se centra fundamentalmente en el número de entradas analógicas .El Modelo TAURO-2000 dispone de 8 entradas analógicas diferenciales, mientras que el Modelo TAURO-3000 se ofrece en versiones de 8, 16 ó 24. El resto de especificaciones son esencialmente las mismas, según se indica el el folleto descriptivo correspondiente. :
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Ultra bajo consumo : 10mA @ 12 Vcc a pleno rendimiento ; 1mA en reposo.
Gran capacidad de almacenamiento de datos mediante memoria interna de 64 ó 128MBytes
Registro de los datos y alarmas con referencia de tiempos
Muy alta resolución mediante Conversor A/D de 20 bits
Posibilidad de 8, 16 ó 24 entradas analógicas diferenciales
Hasta un total de 6 puertos serie (RS232/422/485, Ethernet, SDI-12, CMOS, etc.)
Modem incorporado opcional para comunicaciones vía GSM/GPRS/CDMA
Radio-Módem externo opcional para enlaces radio punto a punto
Protección Integral contra sobretensiones en todas las Entradas/Salidas, mediante descargadores de gas, transzorbs, varistores, resistencia y bobinas de choque
Fuente de Alimentación incorporada para la regulación de carga de batería externa, permitiendo la conexión directa a la red 110/220Vca y paneles solares.
Compatibilidad para la conexión de WEBCAMS para la captación y transmisión de imagenes en color, por la misma vía de comunicación seleccionada para la transmisión de los datos.
Muy avanzado diseño en una sola placa de circuito, tropicalizada mediante capa protectora antihumedad, con un alto grado de integración (6 capas), y dotada además de un cómodo terminal de conexiones.
Las RTUs de la serie TAURO-2000/3000 , se alimentan mediante batería externa, recargable mediante red 110/220 Vca, o bien por panel solar. Debido a su bajísimo consumo ( menos de 10mA @12Vcc ), pueden instalarse en emplazamientos remotos aunque no deispongan de acceso a la red de alimentación, constituyendo una eficiente interfase o front-end para los sistemas SCADA ( acrónimo de : Supervisory Control And Data Acquisition ) , en una gran variedad de aplicaciones industriales.
Este producto se ofrece en su versión OEM para INTEGRADORES de SISTEMAS, con grandes ventajas por su enorme versatilidad y bajo coste.
Actualmente, una de las vías de comunicación preferidas para la transmisión de datos y alarmas , es la red de telefonía celular GSM/GPRS, pero también están muy extendidas las aplicaciones en las que se utilizan enlaces directos por Ethernet, RS232/422/485, en caso de disponer de enlaces físicos, cable , fibra óptica, etc.
Las unidades remotas de la Serie TAURO-2000/3000, además de la medida, registro y transmisión de los datos , se pueden programar para la generación y transmisión automática de alarmas mediante mensajes SMS a teléfonos móviles , así como para el envío de correos electrónicos, avisando de la detección de determinados fallos en la planta al superarse los umbrales previamente prefijados para los parámetros seleccionados, notificando además al personal de mantenimiento la localización y naturaleza de la incidencia detectada.
DESCRIPCIÓN
La Serie TAURO-2000/3000 de unidades remotas incluye los modelo 2000 y 3000. La diferencia entre ambos se centra fundamentalmente en el número de entradas analógicas .El Modelo TAURO-2000 dispone de 8 entradas analógicas diferenciales, mientras que el Modelo TAURO-3000 se ofrece en versiones de 8, 16 ó 24. El resto de especificaciones son esencialmente las mismas, según se indica el el folleto descriptivo correspondiente. :
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Ultra bajo consumo : 10mA @ 12 Vcc a pleno rendimiento ; 1mA en reposo.
Gran capacidad de almacenamiento de datos mediante memoria interna de 64 ó 128MBytes
Registro de los datos y alarmas con referencia de tiempos
Muy alta resolución mediante Conversor A/D de 20 bits
Posibilidad de 8, 16 ó 24 entradas analógicas diferenciales
Hasta un total de 6 puertos serie (RS232/422/485, Ethernet, SDI-12, CMOS, etc.)
Modem incorporado opcional para comunicaciones vía GSM/GPRS/CDMA
Radio-Módem externo opcional para enlaces radio punto a punto
Protección Integral contra sobretensiones en todas las Entradas/Salidas, mediante descargadores de gas, transzorbs, varistores, resistencia y bobinas de choque
Fuente de Alimentación incorporada para la regulación de carga de batería externa, permitiendo la conexión directa a la red 110/220Vca y paneles solares.
Compatibilidad para la conexión de WEBCAMS para la captación y transmisión de imagenes en color, por la misma vía de comunicación seleccionada para la transmisión de los datos.
Muy avanzado diseño en una sola placa de circuito, tropicalizada mediante capa protectora antihumedad, con un alto grado de integración (6 capas), y dotada además de un cómodo terminal de conexiones.
lunes, 11 de febrero de 2008
"Indice de información a complimentar en el blog"
1. Fundamentos de acústica.
2. Instrumentos de medida.
3. Cables y conectores.
4. Micrófonos.
5. Altavoces y auriculares.
6. Filtros y cajas acústicas.
7. Amplificación (previos)
8. Amplificador de potencia.
9. Ecualizadores.
10. "Crossovers" electrónicos - multiefectos.
11. Mesas de mezclas.
12. Giradiscos, cintas, magnéticas, discos compactos, sint.
13. Sonido de cine (home-cinema).
14. Tuning
15. Instalaciones de sonido y prácticas de sonido. (Equipo "Sonelco" entrenador de megafonía) (Alecón Panel PMB- 135)
2. Instrumentos de medida.
3. Cables y conectores.
4. Micrófonos.
5. Altavoces y auriculares.
6. Filtros y cajas acústicas.
7. Amplificación (previos)
8. Amplificador de potencia.
9. Ecualizadores.
10. "Crossovers" electrónicos - multiefectos.
11. Mesas de mezclas.
12. Giradiscos, cintas, magnéticas, discos compactos, sint.
13. Sonido de cine (home-cinema).
14. Tuning
15. Instalaciones de sonido y prácticas de sonido. (Equipo "Sonelco" entrenador de megafonía) (Alecón Panel PMB- 135)
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