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1. Introducción
Seguramente, ya sabes como funciona una batería y las recomendaciones de mantenimiento. Sin embargo, hay un gran número de personas, que tienen un conocimiento limitado sobre la tecnología de las baterías. Así que esta sección puede ayudarte a comprender los fundamentos de las baterías. Una batería típica, está formada por una placa de plomo plana, y aunque hay diseños muy variados, su funcionamiento es esencialmente el mismo. La placa positiva contiene el material activo (dióxido de plomo) y la placa negativa el material activo formado por un plomo esponjoso. En la práctica, cada celda está formada por numerosas placas para conseguir la corriente de salida deseada. Todas las placas positivas están conectadas entre sí, sucede lo mismo con todas las placas negativas. Para alcanzar el voltaje requerido, las celdas se conectan en serie hasta formar una batería con el voltaje adecuado. El voltaje de cada celda de plomo-ácido es normalmente de 2.1v. El sulfato de plomo se crea al descargar al batería. Después, durante la carga, teóricamente todo el sulfato de plomo vuelve a su estado original de dióxido de plomo y ácido. Sin embargo, con el tiempo el sulfato de plomo se cristaliza y se acumula en la superficie de las placas. Debido a este efecto, las placas se van recubriendo y reduciendo el área productiva, teniendo como consecuencia, la reducción de la capacidad de la batería y finalmente su destrucción.
2. Seguridad
Hay que tener en cuenta de que alrededor de un quinto del electrolito de las baterías está compuesto por ácido. Por lo tanto deberemos utilizar guantes y ropa que cubra todo nuestro cuerpo (preferentemente de latex/poliéster), también es importante proteger adecuadamente los ojos mediante unas gafas.
No fumar ni crear chispas cerca de las baterías.
Comprobar que durante la carga la temperatura no aumenta excesivamente.
3. El electrolito
El electrolito, es una solución de ácido sulfúrico diluido en agua, que suministra el sulfato y actúa como conductor entre las placas (la densidad, con la batería completamente cargada, oscila entre 1,25 y 1,29 a 25º C. Una densidad de la disolución de 1,20 equivale a 5 volúmenes de agua por uno de ácido).
La densidad del electrolito para el acumulador descargado no debe ser menor de 1,15 g/cm; mientras que para el acumulador cargado debe estar entre 1,24 a 1,25 g/cm.
4. Régimen de descarga
Básicamente, hay dos tipos de baterías, de arranque y de descarga profunda. Las baterías de arranque están diseñadas para entregar grandes cantidades de energía en muy poco tiempo. Las placas son más finas pero hay más cantidad, además tienen una composición química ligeramente diferente. Estas baterías no admiten una gran descarga y por lo tanto deberíamos mantenerlas siempre con el máximo de carga. Las baterías de descarga profunda, no pueden suministrar tanta energía instantánea como las de arranque, pero son capaces de aguantar descargas de mucha mayor duración. Las baterías conocidas como “de doble propósito”, no son más que un compromiso entre las de arranque y las de descarga profunda, teniendo peores características que las específicamente diseñadas para una de las dos funciones.
5. Tipos de electrolito
Electrolito inundado, Gel y electrolito absorbido, son diferentes clases de baterías de plomo-ácido. Las baterías de electrolito inundado, pueden ser con mantenimiento o sin mantenimiento. En general, son preferibles las baterías con mantenimiento, ya que se puede añadir agua fácilmente cuando se evapora y permiten medir la densidad con un hidrómetro. Las baterías de Gel y de electrolito absorbido, son baterías con un diseño algo diferente y cuestan más o menos el doble que una batería de electrolito inundado. Sin embargo tienen unas características técnicas superiores y suelen ser las baterías más seguras. Es fácil confundir las baterías de electrolito absorbido, ya que cada fabricante les da un nombre diferente. Algunos de los nombres más populares son: reguladas por válvula, celda seca, sellada, sin mantenimiento. En la mayoría de los casos las baterías de electrolito absorbido tienen una vida mayor y se pueden utilizar durante un mayor número de ciclos que las de electrolito inundado.
Electrolito Absorbido: debido a su construcción, el electrolito se encuentra suspendido junto al material activo de las placas. En teoría, esto incrementa la eficiencia de carga y descarga. En realidad, las baterías de electrolito absorbido son una variante de las baterías VRLA selladas (Valve Regulated Lead Acid – plomo ácido regulado por válvula). Se consigue la mayor eficiencia si se carga la batería antes de llegar a una profundidad de descarga del 50%.
GEL: las celdas de Gel son similares a las de electrolito absorbido, ya que el electrolito también se encuentra suspendido. Sin embargo, en las baterías de electrolito absorbido el electrolito sigue siendo líquido. Por el contrario, el electrolito de una batería de Gel, tiene un aditivo de sílice (desecante) que hace que el electrolito se solidifique. Los voltajes de carga para las baterías de Gel, son algo menores que para el resto de las baterías de plomo-ácido y además son muy sensibles a la sobrecarga. Si no se utiliza el cargador adecuado, la capacidad de la batería se reducirá significativamente y el fallo prematuro está asegurado. Estas baterías son ideales para llegar a una profundidad de descarga muy alta y tienen una duración algo mayor en climas calurosos.
6. Medidas de las baterías
AH, CCA, CA, y RC son las medidas que nos podemos encontrar cuando leemos las especificaciones de una batería.
AH: Amperios Hora. Es una medida muy útil ya que nos permite hacernos una idea de la capacidad de la batería. Por ejemplo, una batería de 45AH, sería teóricamente capaz de suministrar 45A durante una hora.
CCA: capacidad de arranque en frío, Cold Cranking Amps en Inglés. Es la cantidad de corriente que la batería puede suministrar a -18 ºC, durante 30 segundos y sin bajar de 7,2v. Un CCA alto es muy importante en climas fríos.
CA: capacidad de arranque, Cranking Amps en Inglés. Es la cantidad de corriente que la batería puede suministrar a 0 ºC, durante 30 segundos y sin bajar de 7,2v.
RC: capacidad de reserva, Reserve Capacity en Inglés. Es una medida muy importante, ya que nos indica el tiempo (minutos) que una batería completamente cargada puede suministrar 25A antes de que su voltaje baje de 10,5v.
Ley de Peukert: describe el hecho de que la capacidad de una batería varía según el ritmo de descarga. Una batería descargada rápidamente, entregará menos amperios hora que otra descargada más lentamente.
Voltaje en circuito abierto: esta medida hay que realizarla con los bornes de la batería desconectados y nos indica aproximadamente el estado de carga de la batería:
Voltaje Estado de la Carga (baterías de arranque) Gravedad Específica
12.65 V 100 % 1.265
12.45 V 75 % 1.225
12.24 V 50 % 1.190
12.06 V 25 % 1.155
11.89 V 0 % 1.120
El voltaje en circuito abierto puede variar con la temperatura o por las alteraciones en la gravedad específica (densidad) del electrolito.
En las baterías de arranque se suelen indicar tres datos. El voltaje con el símbolo de la V, los amperios hora con el símbolo AH y la capacidad de arranque en frio. En este último caso en vez de utilizar el acrónimo CCA, en muchas ocasiones vemos una crifra seguida de una A, pero se trata del mismo valor. Para las baterías descarga profunda los valores más habituales son la tensión y los amperios hora AH.
Para realizar todas estas medidas, se utiliza el voltímetro, hidrómetro, comprobador de carga, analizador/descargador, etc.
7. Elección de la batería
Las baterías de plomo-ácido se han utilizado durante más de cien años y siguen siendo las que mejor calidad/precio proporcionan en multitud de aplicaciones.
Es importante elegir la batería que mejor se adapte al uso al que va a estar destinada. Recuerda que las baterías de arranque y de descarga profunda son diferentes. La fecha de fabricación de las baterías es un dato muy importante, ya que la sulfatación se produce desde el mismo momento en que la batería sale de línea de fabricación.
8. Vida útil de las baterías
A menudo nos encontramos con baterías que no aceptan carga o con su capacidad muy reducida. La realidad es que un 80% de las baterías fallan prematuramente debido a la sulfatación. Las causas que provocan la sulfatación son inherentes a las baterías de plomo-ácido como la carga y la descarga, pero también hay otras causas que la aceleran aun más:
- Las baterías no se usan durante largos períodos de tiempo.
- Las baterías se almacenan sin una carga de flotación permanente.
- Utilización de las baterías en aplicaciones para las que no fueron diseñadas. Baterías de arranque para aplicaciones de descarga profunda y viceversa.
- Interrumpir prematuramente el proceso de carga la batería. Si cargamos una batería al 90%, el 10% restante del material no reactivado sufrirá la sulfatación.
- Las altas temperaturas incrementan la autodescarga de las baterías.
- Niveles incorrectos de carga y de voltaje de carga.