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Información técnica sobre las baterías

> Introducción

> Principios de funcionamiento de la batería

> Clasificación de las baterías de plomo ácido

> Tipos de construcción de la batería

> Duración de la batería

 


> Introducción
La tecnología de las baterías ha experimentado muchos cambios en los últimos años, impulsada por la necesidad de reducir las dimensiones y las masas de las baterías, manteniendo la misma energía almacenada.
A pesar de los distintos tipos de baterías que se han introducido al mercado en los últimos años (Níquel-Cadmio, Níquel-Hidruro Metálico, Iones de Litio, etc.), las baterías de plomo siguen siendo ampliamente utilizadas en diversos sectores, después de más de un siglo de servicio.
En particular para el uso automotriz y náutico (baterías de arranque y de ciclo profundo), este tipo de baterías son aún insustituibles, gracias a una muy competitiva relación precio/rendimiento y a su fiabilidad muy alta, cuando son utilizadas correctamente.

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> Principios de funcionamiento de la batería
Cualquier batería de plomo-ácido está internamente compuesta de una serie de células. Por ejemplo, una batería de 12 V se compone de 6 células de 2 V conectadas en serie.
Cada célula es a su vez compuesta de un electrodo positivo (barra de dióxido de plomo), un electrodo negativo (barra de plomo) y un electrolito (solución de agua destilada y ácido sulfúrico) que contiene iones de azufre (carga negativa) y iones de hidrógeno (carga positiva).
Cuando se conecta la batería a una carga eléctrica (por ejemplo una bombilla de luz), los iones se mueven hacia los electrodos correspondientes para transmitir su carga eléctrica. Por lo tanto, cuanto mayor sea el nivel de descarga de la batería, se reducirá la concentración de iones en el electrolito.
Por otro lado, cargar la batería invierte el proceso de descarga descrito anteriormente, puesto que el plomo sulfatado se convierte en plomo y óxido de plomo respectivamente en el electrodo negativo y positivo de la célula de plomo-ácido.

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> Clasificación de las baterías de plomo ácido
A continuación, un resumen de los principales campos de aplicación de las baterías de plomo-ácido:

Baterías de arranque:
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Estas baterías (también llamadas SLI - Starting, Lighting, Ignition) se utilizan generalmente para el arranque y el funcionamiento de los motores de combustión interna. Por lo tanto la principal característica de estas baterías es precisamente la capacidad de proporcionar fuertes corrientes (varias decenas de amperios) por un tiempo relativamente corto (unos pocos segundos) durante el arranque de un motor de combustión.
Este tipo de batería se caracteriza por la presencia de un gran número de electrodos más o menos sutiles, con el fin de maximizar la superficie en contacto entre el electrodo y el electrolito, para proporcionar corrientes eléctricas muy intensas durante períodos cortos.

Baterías de ciclo profundo:
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Estas baterías están diseñadas específicamente para ser descargadas hasta el 80% y encuentran su principal uso en el ámbito de la tracción eléctrica (por ejemplo para usar los carritos eléctricos en los campos de golf o las carretillas elevadoras).
Generalmente sus electrodos son mecánicamente más robustos que los de las baterías de arranque, ya que tienen que soportar un mayor número de ciclos de carga/descarga y pueden ser descargadas hasta aproximadamente el 80%.

Baterías náuticas:
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Muchas baterías para uso náutico son una especie de "híbrido" entre las baterías de ciclo profundo y de arranque (SLI). Los electrodos son generalmente más robustos que los de las baterías de arranque, aunque son menos espesos en comparación con los de las baterías de ciclo profundo. Generalmente los fabricantes no recomiendan descargarlas más del 50%.

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> Tipos de construcción de la batería
A continuación, un resumen de los principales tipos de baterías de plomo ácido:

Estándares (Wet) / Selladas (MF)
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La mayoría de las baterías son de este tipo y se caracterizan por tener los dos electrodos (positivo y negativo) inmersos en un electrolito líquido (una solución de agua destilada y ácido sulfúrico). Las baterías estándares disponen de tapas removibles para permitir el restablecimiento del nivel de electrolito, mientras las baterías selladas (o MF - sin mantenimiento) se componen de agujeros de ventilación, que (por lo general) no se pueden quitar y permiten que todo el gas generado durante la carga de la batería se disperse en el aire fuera de la batería.
Por lo tanto, las baterías MF no están totalmente selladas y también es importante evitar la sobrecarga, o el electrolito se evaporará prematuramente, causando una reducción significativa de la vida de la batería.
Algunas (no muchas) baterías selladas tienen tapas especiales que pueden convertir el hidrógeno y el oxígeno generados durante el proceso de carga de nuevo en agua, para reducir las pérdidas de agua del electrolito hasta aproximadamente el 90-95%.
Un buen número de baterías de ciclo profundo utilizan placas de plomo-calcio o de plomo-antimonio, con el fin de aumentar la vida de la batería y la resistencia mecánica de los electrodos.

De gel
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Las baterías de gel contienen electrolitos gelificados (obtenidos mediante la adición de gel de sílice): esto hace el electrolito (solución ácida de agua destilada y ácido sulfúrico) sólido y gelatinoso.
La principal ventaja de este tipo de baterías es que no pueden liberar ácido, incluso si se ponen al revés o si su caja está rota.
La principal ventaja de este tipo de baterías es que no pueden liberar ácido, incluso si se ponen al revés o si su caja está rota.
Sin embargo, hay también algunas desventajas en el uso de baterías de gel: tienen que ser recargadas a bajas corrientes y voltajes, para evitar la creación de burbujas dentro del electrolito gelificado, que podrían dañar permanentemente la batería. Por esta razón, es particularmente importante evitar el uso de cargadores rápidos tradicionales para el mantenimiento de las baterías de gel.

AGM (VRLA)
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Este tipo de baterías contienen un electrolito sólido AGM (Absorbed Glass Mat, que es una fibra de vidrio fina impregnada de una solución de agua y ácido sulfúrico) entre los electrodos.
Estas baterías son muy seguras, ya que no pueden liberar ácido, incluso si se ponen al revés o si su caja está rota.
Casi todas las baterías AGM son también de tipo VRLA (Valve Regulated Lead Acid): esto significa que la batería tiene una pequeña válvula que mantiene una ligera presión positiva con respecto al ambiente externo (la atmósfera). Estas baterías son por lo tanto un poco bajo presión.
Como es fácil imaginar, estas baterías tienen todas las ventajas de las baterías de gel, pero no presenten sus límites, ya que pueden soportar una mayor corriente de carga: la batería se puede cargar como una batería estándar (o MF).
Otra característica importante es que estas baterías son "recombinantes", es decir, el oxígeno y el hidrógeno producidos durante la carga se recombinan de nuevo generando agua (con una eficacia superior al 90%) directamente dentro de la batería, asegurando una pérdida muy pequeña de agua durante toda la vida útil de la batería.

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> Duración de la batería
El tiempo de vida de una batería puede variar considerablemente dependiendo de varios factores. Los más importantes, sin embargo, son un uso y un mantenimiento adecuados(carga).
Entre las razones principales que pueden provocar una muerte prematura de la batería, hay las siguientes:

  1. Dejar la batería inactiva (sulfatación debida a la auto-descarga).
    Una característica de todas las baterías de plomo-ácido que no debe ser subestimada es su natural auto-descarga, especialmente si no están utilizadas durante varias semanas o aún meses.
    Para empeorar la situación, los dispositivos electrónicos a bordo de los vehículos (unidades de control de varios tipos, alarmas, radio, reloj digital, etc) hoy requieren una corriente débil pero continua, incluso cuando el vehículo se mantiene apagado y sin usar.
    Por ejemplo, esto sucede muy a menudo para las motocicletas: se dejan en el garaje en el otoño - al principio de la mala temporada - y en la primavera ya no son capaces de ponerse en marcha ya que la batería está completamente (o parcialmente) descargada.
    En estos casos ocurre a menudo que, a pesar de que se intente recargarla varias veces, la batería no es capaz de arrancar el vehículo: la batería es de hecho "sulfatada", es decir los electrodos están cubiertos con cristales de azufre, tan grandes y profundos que ya no pueden ser eliminados durante el proceso de carga.
    Este proceso (sulfatación) es prácticamente irreversible y condena la batería a una muerte prematura, lo que sería fácilmente evitable manteniendo la batería siempre al 95-100% de su carga durante el período de inactividad del vehículo.
  2. Mantener la batería parcialmente descargada (sulfatación progresiva)
    Dejar una batería de plomo-ácido parcialmente descargada provoca una acumulación progresiva en el tiempo de cristales de azufre suficientemente grandes y profundos que ya no pueden ser eliminados durante el proceso de carga. Este proceso generado dentro de la batería se llama sulfatación y tiene la particularidad de ser prácticamente irreversible condenando la batería a una muerte prematura que sería fácilmente evitable manteniendo la batería siempre al 95-100% de su carga durante el período de inactividad del vehículo.
  3. La descarga de la batería más allá de su límite (corrosión de los electrodos)
    La descarga de la batería más allá de su límite es otro grave "asesino" porque cada vez que se descarga de esta manera, una fracción de los electrodos se corroen y van a instalarse en la parte inferior de la batería.
    Obviamente, esto provoca una superficie de contacto cada vez más reducida entre el electrolito y el electrodo dentro de la batería, junto con una menor resistencia mecánica de los mismos electrodos (ya que están corroídos).
  4. La sobrecarga (destrucción del electrolito)
    La sobrecarga de la batería es un error grave y peligroso al mismo tiempo, porque sus efectos no suelen ser visibles para el usuario inexperto, que compra los cargadores de baterías baratos que proporcionan una corriente constante, independientemente del estado de la batería. Si el cargador de batería proporciona una corriente demasiado alta para la batería durante las diversas etapas de la carga, esto causará en un corto período de tiempo (horas) la evaporación del electrolito en las baterías estándares (selladas o MF), o la formación de cavidades (burbujas de gas) en el electrolito en el caso de baterías de gel.

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LOS CARGADORES BC
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LOS CARGADORES BC
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(HÚMEDAS, DE GEL, MF, AGM...)
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BC 9000 EVO BC 3500 EVO
Cargador y comprobador de baterías BC 9000 EVO Cargador y comprobador de baterías BC 3500 EVO
BC SMART 5000 BC SMART 10000
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