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Energia que cabe na mão: você sabe como funcionam as pilhas?

Rodrigo Lara

Colaboração para Tilt

08/07/2021 04h00Atualizada em 09/07/2021 10h17

É muito difícil você passar um dia sequer sem usar uma pilha. Duvida? Pois pegue como o exemplo o celular que você está usando para ler esse texto — ou ainda o tablet ou notebook — e pronto: tratam-se de aparelhos alimentados por bateria. Que, no fim, acaba tendo um princípio de funcionamento similar às antigas pilhas.

Mas, aqui, vamos tratar das pilhas convencionais, ok? Ainda que surjam em formatos diferentes, sendo o cilíndrico o mais tradicional, e com tecnologias que podem variar, as pilhas trabalham do mesmo jeito: por meio de reações químicas de seus componentes internos para gerar corrente elétrica.

Tec por trás da pilha - Arte UOL - Arte UOL
Imagem: Arte UOL

Para entender o princípio básico de funcionamento de uma pilha, vamos usar como exemplo os modelos mais comuns, conhecidos por pilhas ácidas, que usam uma combinação de zinco e carvão em seu interior.

Elas também são conhecidas por pilhas de Leclanché, referência ao engenheiro francês Georges Leclanché, que as inventou em 1866.

Elas têm dois polos, positivo (o mais saltado) e negativo. Ligado ao polos positivo está um tubo de carvão, que é condutor elétrico, enquanto o negativo é a carcaça da pilha, que é feita de zinco. Entre o tubo de carvão e a carcaça está uma pasta composta de dióxido de manganês (MnO2), cloreto de amônio (NH4Cl) e cloreto de zinco (ZnCl2).

O que acontece a partir daí é que o zinco presente na pasta oxida e, com isso, produz elétrons que se concentram no polo negativo (ânodo) da pilha. Quando ela é ligada em um circuito eletrônico, esses elétrons circulam por ele, sendo "puxados" pelo carvão do polo positivo (redução). Por isso essas pilhas também são chamadas de pilhas de oxirredução.

A questão aqui é que essa reação química não é reversível, isto é, uma hora ela para de acontecer. É quando a pilha perde a carga e precisa ser substituída.

Pilhas maiores são mais potentes?

Não. O formato da pilha (AA, AAA etc.) tem a ver com a capacidade de armazenamento de corrente, medida em miliampere-hora (mAh, a mesma medida usada em baterias de celulares), mas a voltagem delas é a mesma.

De forma geral, pilhas do tipo oferecem uma tensão de 1,5 V, o que é uma característica típica do seu formato de construção — no caso daquelas pilhas de 9 V em formato de bloco, o que há são seis pilhas convencionais ligadas em série em seu interior.

  • Pilhas do tipo D, grandes: 14.250 mAh de capacidade;
  • Pilhas do tipo C, médias: 7.100 mAh;
  • Pilhas do tipo AA, pequenas: são 2.450 mAh;
  • Pilhas do tipo AAA, palito: são 1.120 mAh;
  • Pilhas de 9 volts: 565 mAh.

O que são pilhas alcalinas?

As pilhas alcalinas costumam ter uma duração maior. Apesar disso, o método de construção é bastante similar ao das pilhas comuns. A diferença está na presença do hidróxido de potássio no lugar do cloreto de amônio, uma substância não ácida que garante mais durabilidade à pilha.

Elas, porém, costumam ser mais caras, uma vez que o hidróxido potássio é mais difícil de ser encontrado na natureza.

O que permite que uma pilha seja recarregável?

Para ser recarregada ela deve ser construída de maneira que ao receber uma corrente elétrica externa o material oxidado no ânodo (polo negativo) seja reduzido e o material reduzido no cátodo (polo positivo) seja oxidado, voltando à sua condição original. Geralmente essas pilhas são alcalinas, ou seja, têm hidróxido de potássio em sua composição.

O processo de recarga, porém, não é 100% eficiente, o que faz com que essas pilhas tenham um limite de recargas possíveis.

Um ponto importante é que nunca se deve tentar recarregar uma pilha convencional, sob o risco de causar acidentes.

Pilhas podem ser jogadas no lixo?

O melhor a se fazer na hora de jogar uma pilha fora é levá-la até um ponto de descarte. Existem sites que ajudam a encontrar um local do tipo, como o Green Eletron e o eCycle.

O motivo disso é que essas pilhas, em um aterro sanitário, podem acabar amassadas e vazando suas substâncias químicas, o que contamina o solo. Além disso, dependendo da sua composição, elas também podem acabar explodindo e causando incêndios.

Fontes:

Luis Geraldo Cardoso dos Santos, professor de Química do Instituto Mauá de Tecnologia
Michele Rodrigues, professora adjunta de Engenharia Elétrica do Centro Universitário FEI