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pila de botón

Pilas de botón, de moneda o de reloj Una pila de botón , pila de reloj o pila de moneda es una pequeña batería compuesta por una sola celda electroquímica y con forma de cilindr...

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Pilas de botón, de moneda o de reloj

Una pila de botón , pila de reloj o pila de moneda es una pequeña batería compuesta por una sola celda electroquímica y con forma de cilindro achatado, generalmente de 5 a 25 mm (0,197 a 0,984 pulgadas) de diámetro y de 1 a 6 mm (0,039 a 0,236 pulgadas) de altura, similar a un botón . El cuerpo inferior y el terminal positivo de la pila suelen ser de acero inoxidable ; la tapa superior metálica, aislada de este, forma el terminal negativo .    

Uso de pilas de botón en módulos RTC como fuente de alimentación

Las pilas de botón se utilizan para alimentar pequeños dispositivos electrónicos portátiles como relojes de pulsera , calculadoras de bolsillo y mandos a distancia . Las variantes más grandes se conocen como pilas de moneda . Los dispositivos que utilizan pilas de botón suelen estar diseñados para ofrecer una larga vida útil, generalmente superior a un año de uso continuo en un reloj de pulsera. La mayoría de las pilas de botón tienen una baja autodescarga, lo que les permite mantener su carga durante mucho tiempo si no se utilizan.

Las pilas de botón suelen ser pilas primarias desechables , pero algunas son recargables . Entre las composiciones químicas más comunes se encuentran el zinc , el litio , el dióxido de manganeso y el óxido de plata . Las pilas de botón de óxido de mercurio eran habituales, pero ya no se fabrican debido a la toxicidad y los efectos medioambientales del mercurio .

Las pilas de botón son peligrosas para los niños pequeños, ya que al ser ingeridas pueden causar quemaduras internas graves y lesiones importantes o incluso la muerte. [ 1 ] Duracell ha intentado mitigar este riesgo añadiendo un recubrimiento amargo a sus pilas. [ 2 ]

Propiedades de la química celular

Las celdas de diferente composición química, fabricadas en el mismo tamaño, son mecánicamente intercambiables. Sin embargo, la composición puede afectar la vida útil y la estabilidad del voltaje . Usar una celda incorrecta puede acortar su vida útil o provocar un funcionamiento inadecuado (por ejemplo, la medición de luz en una cámara requiere un voltaje estable, por lo que generalmente se especifican celdas de plata). A veces, diferentes celdas del mismo tipo, tamaño y capacidad se optimizan para diferentes cargas mediante el uso de diferentes electrolitos , de modo que una puede tener una vida útil más larga que la otra al suministrar una corriente relativamente alta .

Las pilas alcalinas se fabrican en el mismo tamaño de botón que los otros tipos, pero normalmente ofrecen menor capacidad y un voltaje menos estable que las pilas de óxido de plata o litio, que son más caras. [ 3 ]

Las pilas de plata pueden tener un voltaje de salida estable hasta que cae repentinamente al final de su vida útil. Esto varía según el tipo; un fabricante ( Energizer ) ofrece tres pilas de óxido de plata del mismo tamaño, 357-303, 357-303H y EPX76, con capacidades que van de 150 a 200 mAh , características de voltaje que van desde una disminución gradual hasta una tensión bastante constante, y algunas están diseñadas para un consumo continuo de baja intensidad con pulsos altos bajo demanda, mientras que otras son para uso fotográfico. 

Las baterías de mercurio también proporcionan un voltaje estable, pero están prohibidas en muchos países debido a su toxicidad e impacto ambiental.

Las baterías de zinc-aire utilizan el aire como despolarizador y tienen una capacidad mucho mayor que otros tipos, ya que lo obtienen de la atmósfera. Las celdas tienen un sello hermético que debe retirarse antes de su uso; de lo contrario, se secarán en pocas semanas, independientemente de su uso.

A modo de comparación, las propiedades de algunas celdas de un fabricante con un diámetro de 11,6  mm y una altura de 5,4  mm se enumeraron en 2009 como: [ 4 ]

  • Plata: capacidad de 200 mAh hasta un punto final de 0,9  V, resistencia interna de 5–15  Ω, peso 2,3  g
  • Alcalina (dióxido de manganeso): 150 mAh (0,9), 3–9 Ω, 2,4 g
  • Mercurio: 200 mAh, 2,6 g
  • Zinc-aire: 620 mAh, 1,9 g

Al examinar las hojas de datos de la gama de un fabricante [ 4 ], puede encontrarse una pila alcalina de alta capacidad con una capacidad tan alta como la de una pila de plata de menor capacidad; o una pila de plata con el doble de capacidad que una pila alcalina específica. Si el equipo alimentado requiere un voltaje relativamente alto (p. ej., 1,3  V) para funcionar correctamente, una pila de plata con una característica de descarga plana ofrecerá una vida útil mucho mayor que una pila alcalina, incluso si tiene la misma capacidad especificada en mAh hasta un punto final de 0,9  V. Si un dispositivo parece consumir rápidamente las baterías después de reemplazar la original suministrada por el fabricante, puede ser útil verificar los requisitos del dispositivo y las características de la batería de reemplazo. En el caso de los calibradores digitales , en particular, algunos requieren al menos 1,25  V para funcionar y otros 1,38  V. [ 5 ] [ 6 ]

Si bien las baterías alcalinas, de óxido de plata y de mercurio del mismo tamaño pueden ser mecánicamente intercambiables en cualquier dispositivo, el uso de una batería con el voltaje correcto pero con características inadecuadas puede acortar su vida útil o provocar fallos en el funcionamiento del equipo. Las baterías primarias de litio comunes , con un voltaje terminal de alrededor de 3 voltios, no se fabrican en tamaños intercambiables con las de 1,5 voltios. El uso de una batería con un voltaje significativamente superior al que soporta el equipo puede causar daños permanentes.

Designación de tipo

pila alcalina LR44

La norma internacional IEC 60086-3 define un sistema de codificación alfanumérica para las pilas de reloj. Los fabricantes suelen tener su propio sistema de nomenclatura; por ejemplo, la pila denominada LR1154 por la norma IEC recibe nombres como AG13, LR44, 357, A76, entre otros, según el fabricante. La norma IEC y otras codifican el tamaño de la caja, de modo que la parte numérica del código queda determinada de forma unívoca por dicho tamaño; otros códigos no codifican el tamaño directamente.

Ejemplos de baterías que cumplen con la norma IEC son CR2032, SR516 y LR1154, donde las letras y los números indican las siguientes características.

Sistema electroquímico

La primera letra del sistema de normas IEC identifica la composición química de la batería, lo que también implica una tensión nominal:

Para los tipos con voltaje estable que cae bruscamente al final de su vida útil (gráfico de voltaje en función del tiempo con pico pronunciado), el voltaje final es el valor en el "borde del acantilado", después del cual el voltaje cae extremadamente rápido. Para los tipos que pierden voltaje gradualmente (gráfico con pendiente, sin borde pronunciado), el punto final es el voltaje más allá del cual una descarga adicional dañará la batería y posiblemente el dispositivo que alimenta, generalmente 1,0 o 0,9  V.

Los nombres comunes son convencionales más que descriptivos de forma única; por ejemplo, una pila de plata (óxido) tiene un electrolito alcalino.

Las pilas de tipo L , S y C son actualmente las más utilizadas en relojes de cuarzo , calculadoras , pequeñas PDA , relojes de ordenador y luces intermitentes . Las pilas miniatura de zinc-aire ( tipo P ) se utilizan en audífonos e instrumentos médicos. En el sistema IEC, las pilas de mayor tamaño pueden no tener prefijo para el sistema químico, lo que indica que son pilas de zinc-carbono ; este tipo no está disponible en formato de pila de botón.

La segunda letra, R , indica una forma redonda (cilíndrica).

La norma solo describe las pilas primarias. Las pilas recargables del mismo tamaño llevarán un prefijo diferente que no aparece en la norma IEC; por ejemplo, algunas pilas de botón ML y LiR utilizan tecnología de litio recargable.

Para las baterías recargables, los prefijos IEC son: [ 7 ]

  • H - aleación de óxido de níquel con electrolito acuoso, 1,2 V
  • K - óxido de níquel-cadmio con electrolito acuoso, 1,2 V
  • PB - electrolito de plomo-dióxido de plomo con ácido sulfúrico, 2V
  • Circuito integrado (CI): óxido de litio-cobalto con electrolito orgánico, 3,8 V.
  • IN - óxido de litio-níquel con electrolito orgánico, 3,8 V
  • IM - óxido de litio-manganeso con electrolito orgánico, 3,8 V

Tamaño del paquete

Varios tamaños de pilas de botón y de moneda con cuatro  pilas de 9 V para comparar tamaños.

El tamaño del paquete de las pilas de botón se puede indicar mediante un código de 2 dígitos que representa un tamaño de carcasa estándar, o un código de 3 o 4 dígitos que representa el diámetro y la altura de la pila. Los primeros uno o dos dígitos codifican el diámetro exterior de la pila en milímetros enteros, redondeado hacia abajo. Los diámetros exactos están especificados por la norma y no hay ambigüedad; por ejemplo, cualquier pila con un 9 inicial tiene un diámetro de 9,5  mm, ya que no se utiliza ningún otro valor entre 9,0 y 9,9. Los dos últimos dígitos corresponden a la altura total en décimas de milímetro.

Ejemplos:

  • CR2032: litio, 20  mm de diámetro, 3,2  mm de altura, 220 mAh
  • CR2032H; litio, 20  mm de diámetro, 3,2  mm de altura, 240 mAh
  • CR2025: litio, 20  mm de diámetro, 2,5  mm de altura, 170 mAh
  • SR516: plata, 5,8  mm de diámetro, 1,6  mm de altura
  • LR1154/SR1154: alcalino/plata, 11,6  mm de diámetro, 5,4  mm de altura. Los códigos de dos dígitos LR44/SR44 se utilizan a menudo para este tamaño.

Algunas pilas de botón, en particular las de litio, están fabricadas con pestañas de soldadura para su instalación permanente, por ejemplo, para alimentar la memoria de información de configuración de un dispositivo. La nomenclatura completa incluirá prefijos y sufijos para indicar disposiciones especiales de terminales. Por ejemplo, existen pilas CR2032 enchufables y soldables, pilas BR2330 enchufables y tres soldables, además de las CR2330, y muchas recargables de tamaños 2032, 2330 y otros. [ 8 ]

sufijo de letra

Después del código del paquete, pueden aparecer opcionalmente las siguientes letras adicionales en la designación del tipo para indicar el electrolito utilizado:

  • P: electrolito de hidróxido de potasio
  • S: electrolito de hidróxido de sodio
  • Sin letra: electrolito orgánico
  • SW: tipo de bajo consumo para relojes de cuarzo (analógicos o digitales) sin luz, alarma ni funciones de cronógrafo.
  • W: tipo de alta descarga para todos los relojes de cuarzo, calculadoras y cámaras. La batería cumple con todos los requisitos de la norma internacional IEC 60086-3 [ 9 ] para baterías de relojes.
Pila de reloj tipo CR2032 (ánodo de litio, 3  V, 20,0  mm × 3,2  mm)
Pila de botón con fugas y corrosión

Otras marcas del paquete

Además del código de tipo descrito en la sección anterior, las pilas de reloj también deben estar marcadas con

  • el nombre o la marca comercial del fabricante o proveedor;
  • la polaridad (+);
  • la fecha de fabricación.

Códigos de fecha

A menudo se utiliza un código de dos letras (a veces en el lateral de la batería) donde la primera letra identifica al fabricante y la segunda indica el año de fabricación. Por ejemplo:

  • YN – la letra N es la decimocuarta letra del alfabeto – indica que la celda fue fabricada en 2014.

No existe un estándar universal.

La fecha de fabricación se puede abreviar al último dígito del año, seguido de un dígito o una letra que indique el mes, donde O, Y y Z se utilizan para octubre, noviembre y diciembre, respectivamente (por ejemplo, 01 = enero de 2010 o 2000, 9Y = noviembre de 2019 o 2009).

Código de fabricante común

Un código utilizado por algunos fabricantes es AG (alcalino) o SG (plata) seguido de un número, como se muestra a continuación.

Para quienes estén familiarizados con el símbolo químico de la plata, Ag , esto podría sugerir erróneamente que las células AG son de plata.

Variantes recargables

Se están probando pilas de botón

Además de las pilas de botón desechables (de un solo uso), existen baterías recargables de tamaños similares, aunque con menor capacidad. Tanto las baterías desechables como las recargables se fabrican para encajar en un portapilas o con terminales de soldadura para una conexión permanente. En equipos con portapilas, se pueden usar baterías desechables o recargables, siempre que el voltaje sea compatible.

Un uso típico de una batería recargable pequeña (en formato de botón u otro) es para respaldar la configuración de equipos que normalmente están conectados permanentemente a la red eléctrica, en caso de un corte de energía. Por ejemplo, muchos controladores de calefacción central almacenan los tiempos de funcionamiento e información similar en memoria volátil , que se pierde en caso de un corte de energía. Es habitual que estos sistemas incluyan una batería de respaldo, ya sea desechable en un soporte (el consumo de corriente es extremadamente bajo y la vida útil es larga) o recargable soldada. [ 10 ]

Las pilas de botón recargables de níquel-cadmio (NiCd) solían formar parte de la batería de respaldo de los ordenadores antiguos; en los equipos más recientes se utilizan pilas de botón de litio no recargables con una vida útil de varios años.

Las baterías recargables suelen tener el mismo código numérico basado en dimensiones, pero con letras diferentes; así, la CR2032 es una batería desechable, mientras que la ML2032, la VL2032 y la LIR2032 son recargables y se pueden colocar en el mismo soporte si no llevan terminales de soldadura. Si bien es posible, mecánicamente, colocar una batería desechable en un soporte diseñado para una recargable es peligroso. En estos casos, los soportes se instalan en partes del equipo a las que solo tiene acceso el personal de servicio.

Problemas de salud

Ingestión accidental

MANTENER FUERA DEL ALCANCE DE LOS NIÑOS icono requerido por IEC 60086-4 [ 11 ]

Las pilas de botón resultan atractivas para los niños pequeños; pueden metérselas en la boca y tragarlas. La ingestión de la pila puede causar daños importantes en los órganos internos. La pila reacciona con los fluidos corporales, como la mucosidad o la saliva, creando un circuito que puede liberar un álcali lo suficientemente fuerte como para quemar el tejido humano. [ 12 ] [ 13 ]

Las pilas ingeridas pueden dañar el revestimiento del esófago y perforarlo en dos horas. [ 12 ] En casos graves, el daño puede provocar una comunicación entre el esófago y la tráquea . Las pilas de botón ingeridas pueden dañar las cuerdas vocales. Incluso pueden quemar los vasos sanguíneos del tórax, incluida la aorta . [ 12 ] En Estados Unidos, se notificaron 44 muertes infantiles por ingestión de pilas de botón entre 2002 y 2021. [ 13 ] Las ingestiones se tratan inicialmente con miel o sucralfato como medida temporal, y la extracción endoscópica como tratamiento definitivo. [ 14 ]

En el Gran Manchester , Inglaterra, con una población de 2.700.000 habitantes, dos niños de entre 12 meses y seis años fallecieron y cinco sufrieron lesiones que les cambiaron la vida en los 18 meses previos a octubre de 2014. En Estados Unidos, en promedio, se notifican anualmente más de 3.000 casos pediátricos de ingestión de pilas de botón. La proporción de resultados graves y fatales está aumentando. [ 15 ] Las pilas de botón de 20  mm de diámetro o más causan las lesiones más graves, incluso si están gastadas e intactas. [ 15 ] [ 16 ] En Auckland, Nueva Zelanda, a partir de 2018, hay alrededor de 20 casos por año que requieren hospitalización. [ 17 ]

En 2020, Duracell anunció que estaba recubriendo algunas de sus pilas de botón de litio con un compuesto amargo para evitar que los niños las ingieran. [ 18 ] Una solución alternativa es diseñar (o demandar ) las pilas problemáticas, principalmente pilas de litio de 20 mm , para eliminarlas de la cadena de suministro. [ 19 ]

Los niños con mayor riesgo de ingestión de pilas de botón son los menores de 5 años. [ 19 ] Tres muertes infantiles en Australia revelan que en cada caso: i) la ingestión no fue presenciada, ii) la fuente de la pila sigue siendo desconocida, iii) el diagnóstico erróneo inicial retrasó la intervención adecuada, iv) el diagnóstico fue confirmado por rayos X, v) en cada caso la pila se alojó en el esófago del niño, vi) las pilas causantes eran celdas de litio de 20 mm, vii) la muerte ocurrió entre 19 días y 3 semanas después de la ingestión. [ 19 ] Los síntomas de presentación de la ingestión de pilas de botón pueden ser diagnosticados erróneamente y atribuidos a enfermedades infantiles comunes que no ponen en peligro la vida.

Mercurio y cadmio

Algunas pilas de botón contienen mercurio o cadmio , que son tóxicos. A principios de 2013, la Comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo votó a favor de prohibir la exportación e importación de diversos productos que contienen mercurio, como pilas de botón y otras baterías, a partir de 2020. [ 20 ] [ 21 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ «Mira lo que una pila de botón puede hacerle a la garganta de un niño» . BBC News Online . 22 de septiembre de 2016. Archivado del original el 22 de septiembre de 2016.
  2. ↑ "Duracell está haciendo que las pilas de botón tengan un sabor horrible a propósito" . PCMag . 30 de septiembre de 2020. Consultado el 17 de febrero de 2022 .
  3. ↑ Pila de botón alcalina . amazon.co.uk. Una tarjeta con la marca Hyundai que contiene 30 pilas de botón de 5 tamaños diferentes, fabricadas en China, que indica que son alcalinas pero con imágenes de relojes, calculadoras, etc., se vende a precios que oscilan entre 1 y 4 libras esterlinas en el Reino Unido.
  4. 1 2 Sitio web de Energizer Archivado el 28/08/2009 en Wayback Machine , con hojas de datos para muchas baterías de varias químicas
  5. ↑ Compra de pilas de botón para calibradores digitales . Archivado el 27/07/2010 en Wayback Machine . Truetex.com. Consultado el 08/11/2015.
  6. ↑ Duración de la batería de la pinza de freno. Archivado el 21/06/2010 en Wayback Machine . Davehylands.com. Consultado el 08/11/2015.
  7. ↑ Estándares y tamaños de baterías. (2005). Baterías para dispositivos portátiles, 29–32. doi:10.1016/b978-044451672-5/50003-x
  8. ↑ Página de datos de baterías Panasonic CR ( archivada el 2 de julio de 2013 en Wayback Machine) , que muestra numerosas baterías en versiones enchufables y de soldadura horizontal y vertical. El mismo sitio web enumera celdas recargables con diversas composiciones químicas, en los mismos tamaños y opciones que las baterías desechables del mismo código de tamaño y, por lo tanto, mecánicamente intercambiables, aunque conllevan riesgos de mal funcionamiento y daños.
  9. ↑ Norma IEC 60086-3 para pilas de reloj (retirada). Archivada el 27/06/2013 en Wayback Machine . (PDF). Solo alcance/vista previa. Recuperada el 08/11/2015.
  10. ↑ Hoja de datos de un detector de humo alimentado por la red eléctrica, con modelos que funcionan con pilas desechables o con pilas de botón recargables UL2330. Archivado el 5 de agosto de 2013 en Wayback Machine . Kiddefirex.co.uk (1 de octubre de 2015). Consultado el 8 de noviembre de 2015.
  11. ↑ "Cláusula 9: Marcado y embalaje".IEC 60086-4:2019 Baterías primarias - Parte 4: Seguridad de las baterías de litio (PDF) . Ginebra: IEC. ISBN 978-2-8322-6808-7.
  12. 1 2 3 "Pilas de botón: cómo usarlas de forma segura" . Great Ormond Street Hospital . Great Ormond Street Hospital for Children. Octubre de 2018. Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  13. 1 2 Paull, John (2022) Guardería silenciosa: muertes por pilas de botón en niños: el largo camino desde la externalidad hasta la obsolescencia , Revista internacional de investigación en medicina clínica y experimental, 6 (3): 301–308.
  14. ↑ Schmidt, Yannick; Muensterer, Oliver; Wendling-Keim, Danielle (28 de septiembre de 2023). "El uso de miel en la ingestión de pilas de botón: una revisión sistemática" . Frontiers in Pediatrics . 11. doi : 10.3389/fped.2023.1259780 . PMC 10569471 . 
  15. 1 2 "Estadísticas de pilas de botón" . www.poison.org . Consultado el 30 de junio de 2018 .
  16. ↑ Litovitz, Toby; Whitaker, Nicole; Clark, Lynn; White, Nicole C.; Marsolek, Melinda (2010-06-01). "Peligro emergente por ingestión de baterías: implicaciones clínicas" . Pediatrics . 125 (6): 1168– 1177. doi : 10.1542/peds.2009-3037 . ISSN 0031-4005 . PMID 20498173 .  
  17. ↑ "El riesgo de ingerir pilas de botón mortales impulsa una nueva política de seguridad en la industria" . Stuff . Febrero de 2018. Consultado el 7 de abril de 2018 .
  18. ↑ Gartenberg, Chaim (29 de septiembre de 2020). "Las nuevas pilas de botón de Duracell tienen un recubrimiento amargo que les da un sabor terrible" . The Verge . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
  19. 1 2 3 Paull, John (2021). Pilas de botón y muertes infantiles: Fallo del mercado de productos inseguros , International Journal of Clinical and Experimental Medicine Research, 2021, 5(3), 297–303
  20. ↑ "Resumen de la Directiva de la UE sobre pilas y baterías (2006/66/CE)" (PDF) . 8 de diciembre de 2009. Eveready Battery Company, Inc. Archivado (PDF) del original el 10 de julio de 2012. Consultado el 20 de junio de 2013 .148 Kb
  21. ↑ «Directiva 2013/56/UE por la que se modifica la Directiva 2006/66/CE». Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine , Parlamento Europeo y Consejo, 20 de noviembre de 2013. Consultado el 7 de abril de 2015.

Fuentes

  • IEC 60086-3: Pilas primarias – Parte 3: Pilas de reloj. Comisión Electrotécnica Internacional , Ginebra, 1995. (También: BS EN 60086-3:1996)
  • Ejemplo de una ficha técnica disponible en Energizer : "Ficha técnica del producto: Energizer CR2032" (PDF) . energizer.com . Archivado del original (PDF) el 6 de octubre de 2024 a través de Internet Archive.
  • "Una investigación sobre alternativas a las baterías miniatura que contienen mercurio" (PDF) .
  • Tabla de referencia de pilas de moneda
  • Tabla de referencias cruzadas de pilas de reloj
  • "IEC 60086-2 Baterías primarias – Parte 2: Especificaciones físicas y eléctricas" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 2 de noviembre de 2013.(incluye características de descarga)
  • "DIRECTIVA 2006/66/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO" . (407  Kb) 6 de septiembre de 2006 (sobre el reciclaje y la eliminación de baterías)
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