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viernes, enero 11, 2008


Placas de Batería

¿Por que en una batería hay mas placas negativas que positivas?

Esta es una pregunta a la que todavía no he podido encontrar una respuesta que me satisfaga plenamente. Es mas, consulté con otros colegas del gremio de baterías y no he percibido consenso técnico.

Yo tengo mi respuesta y es la que ahora voy a compartir con mis lectores. Esperaría sus comentarios, opiniones, preguntas, puntos de vista diferente etc.

1) Acumulación de Energía en una batería

Una batería es un dispositivo para acumulación de energía. La batería almacena energía, debido a que existen reacciones químicas entre el material impregnado en las placas y el medio ácido. Este último técnicamente llamado electrolito.

Al material impregnado en las placas, se le conoce como: Materia Activa Sólida. Existe en la placa positiva, la matería activa positiva, que es de color café y su nombre químico es protóxido de plomo. La matería activa de la placa negativa es de color gris y recibe el nombre de plomo esponjoso.

A más cantidad de Matería Activa, mayor capacidad de almacenamiento ó sea más cantidad de amperios-hora (A-h).

Importante:No siempre se cumple que a mayor número de placas, se va a lograr mayor cantidad de A-h de almacenamiento en la batería.

(Tomado de: mecanicavirtual.iespana.es)

2) Balance Energético

Es cierto que a más Matería Activa, más acumulación y por tanto más A-h. Pero más cantidad de material, requiere también de más medio ácido (electrolito) para que ocurra una reacción química eficiente.

Es decir, se llega a un balance entre el componente sólido de material activo y el componente líquido. Si hay exceso de uno de ellos, ese exceso no reaccionará y por tanto no se logrará mas cantidad de A-h.

Es como endulzar un café. Podemos echarle tantas cucharadas de azucar como el volumen de líquido sea capaz de disolver. El exceso de azucar, no hará mas dulce al café. Eso si se depositarán en el fondo de la taza gránulos sólidos no disueltos.

3) Placas Positivas y Placas Negativas

Hemos visto que debe existir balance entre el peso de material activo sólido y el material activo líquido (ácido). Pero también debe existir balance (ó llamemos también equilibrio) entre la cantidad de material activo positivo (protóxido de plomo) y el material activo negativo (plomo esponjoso). Si hay exceso de uno de ellos, el exceso no entrará en la reacción.

4) Conclusión

De todo lo anterior, concluimos que la cantidad de materia activa sólida presente en una batería, deberá seguir los criterios de un adecuado balance, para que no exista exceso de un tipo de material sobre el otro. Es decir debe existir tanta cantidad de "protóxido de plomo" suficiente como para reaccionar con la cantidad de "plomo esponjoso" presente en la batería.

Cantidad de Material Por Placa de Batería

La cantidad de material por placa de batería, depende de:
  • Dimensiones físicas de la placa, esto es ancho, altura y espesor.
  • Geometría del reticulado de la placa.
Pero: ¿Por qué mas placas negativas que positivas?

Si la batería estuvo adecuadamente diseñada en su manufactura, entonces hay balance entre el material activo positivo y el material activo negativo. Supongamos que la celda de una batería tiene 9 placas positivas y 10 negativas, o sea 19 placas por celda. Entonces la suma de materia activa de las nueve placas positivas va a reaccionar eficientemente con la suma de materia activa de las diez placas negativas.

¿Quiere decir, que el número de placas siempre debe ser impar?

No necesariamente. Hay baterías que se ensamblan con número par de placas por celda, es decir igual número de positivas y negativas en cada celda. Por ejemplo, recuerdo el modelo N50MF de AC-Delco, ensamblada en Korea, batería de 12 voltios y 50 A-h.

¿Entonces, cual es la razón técnica de una placa negativa, más que una positiva?

Lo que ocurre es tradición...perdón pero no se me ocurre mejor término. Es que la maquinaria para ensamble de baterías, se estandarizó con este criterio. Y es que hasta hace muy poco, por necesidades de manufactura, las placas positivas eran ligeramente mas gruesas que las negativas. Por lo tanto cada placa positiva, tenía mas peso de materia activa que una negativa y no era necesario "igualar" el número de postivas con el de negativas, ya que con el arreglo estándar se lograba el balance en peso de ambos tipos de materia activa.

Un paréntesis: Tradición es también la manufactura de separadores con venas (nervaduras) y que estas venas, estén en contacto con las placas positivas...en otro post, hablaré mas a este respecto.

Se argumentaba también , que la placa positiva estaba mas sujeta a corrosión y por tanto requería mas espesor. Ahora la manufactura permite obtener placas cuya rejilla ha sido moldeada en frio, y por lo tanto ya no existen los riesgos de corrosión por porosidad que frecuentemente aparecen en las rejillas de plomo obtenidas por un proceso de fundición y enfriamiento dentro de un molde.

Se dice también que la reacción química entre las placas positivas y negativas, se lleva mayormente entre el material existente en las caras. Es decir, al haber mas placas negativas que positivas, se logra que todas las caras de las placas positivas, tengan su cara de placa negativa, para que reaccione con ella. Si hubiera un número par, una cara de la placa positiva, no tendría su "par" de cara de placa negativa para reaccionar. Lo mismo se puede decir para cuando se ensamblen baterías con más placas positivas que negativas.

Y hasta aquí llego por hoy. Estoy a la espera de sus comentarios.

Nota: El dibujo con el signo de interrogción, es de canasto.es

Saludos

Carlos el baterillero


22 comentarios:

Anónimo dijo...

Hola Carlos: solo queria hacer algunas observaciones a lo que tan bien has escrito con respecto a la capacidad de las baterias. y lo hare segun como has dividido tu comentario:
Nº 1.-Acumulacion de Energia en una Bateria.
En cuanto a la Materia Activa Positiva, de color cafe a la que te refieres creo que la mejor definicion es PEROXIDO de Plomo. He tratado de hallar la definicion de Protoxido y por ejemplo en Wikipedia no existe esa entrada.Y creo que la definicion de Peroxido se entendera mejor despues, cuando veamos porque las placas positivas son mas gruesas.
Nº 2.- Balance Energetico:
En cuanto a este punto estoy plenamente de acuerdo , en una bateria debe, tiene que haber un equilibrio entre Materia activa y la cantidad de electrolito ,pues de no haberlo alguno de estos quedaria "insatistecha"por ejemplo, si hay poco electrolito quedarian amperios sin poder ser utilizados pues el proceso se terminaria por falta del factor acido y al contrario si hubiera demasiado acido podria darse el caso que las placas estuvieran agotadas y la densidad podria mantenerse alta.
Nº 3.-Con el comentario anterior queda resuelto este punto.
nº 4.- Conclusion:
Es cierto los materiales activos deberan tener cantidades tales que permitan su accion total, es decir que no quede ni material activo sin sulfatar ni densidad en el electrolito por falta de materia activa por utilizar.
Lo importante es mantener a traves del tiempo ese equilibrio que busco y obtuvo el fabricante ya que por ejemplo una carga deficiente como mala practica puede romper ese equilibrio y dañar la bateria irreversiblemente.
Ahora el tema de porque el numero impar de baterias?
Para analizar esto debemos utilizar aquellas palabras que casi no se usan Anodo y Catodo. Y si sabemos que el material activo de las placas actua tambien por la superficie en que estan expuestos veremos que cuando la bateria entrega energia esta "sale" del anodo(Placa positiva)por lo que si el numero de placas seria par una de las supèrficies de la placa positiva no tendria oportunidad pues no tiene la superficie de una negativa con quien interactuar, en cambio cuando cargamos la bateria la energia "entra" por la negativa(Catodo)y esta la "distribuye" por todas las superficies con la que esta en contacto.
Finalmente,la razon por la que la placa positiva es mas gruies es porque como en cadfa operacion de carga se produce una Oxidacion Reduccion, en que la negativa se reduce y la positiva se oxida, entonces para que el proceso de oxidacion se retrase le damos mas material ( Rejilla metalica) a transformar en oxido y si la rejilla es mas gruesa tambien podra sostener mas material activo y por lo tanto podemos tener mas material en menos placas y por lo tanto podemos tener una negativa mas...Como se vera hay razones que se complementan una a otra para tener un numero impar con mas negativas que positivas, aunque hay tambien baterias con mas positivas pero eso es materia de otro comentario, si se permite.
Me disculpan si me extendi pero si bien parece un tema sencillo, no lo es tanto explicarlo. Y todo eso lo comento segun mi modesto entender.
Un saludo a todos...

CHC dijo...

Hola Carlos
No entiendo ni J, pero aqui estoy y te apoyo!!!

Un abrazo.

marcosbehloc dijo...

Hola Carlos!
Gracias por tus explicaciones.
Me han sido muy utiles.
Como te comente anteriormente trabajo en un barco como electricista y me toca el mantenimiento de las baterias. Te consulto lo siguiente. A veces los lugares donde estan las baterias tienen poca iluminacion y no se puede apresiar con mucha exactitud el nivel del electrolito.Siempre se recomienda que este no supere 1cm por debajo de el nivel de las tapas pero ¿Que uso para medir el nivel del electrolito? Lo mido con el mismo densimetro?
Con respecto a la pregunta que te hice si es conveniente el uso de una shunt para comprobar el estado de muchas baterias en forma rapida... se joden mucho las baterias usando el shunt?
Desde ya gracias y que tengas un buen año...
Marcos

Anónimo dijo...

para medir el nivel del electrolito puedes usar un segmento de manguera transparente y lo usas asi:
Haces ingresar un extremo en la celda que quieres medir y con el pulgar tapas el otro extremo, de tal manerA que no ingrese aire y levantas y podras ver al altura del electrolito. Es mas te sugiero que a ese trozo de manguerita le hagas una señal de hasta donde llegar tu electrolito y podras ver si este va en el nivel correcto o si necesita algun ajuste.
Me comentas luego...

Anónimo dijo...

Marcosbehloc dijo:
Gracias Anonimo por tus comentarios. Quisiera saber como hacer para no pasarme cuando le agrego agua destilada. Uso la misma manguerita o hay alguna tecnica practica para no echar mas agua destilada que la necesaria

Carlos el baterillero dijo...

Hola Marcosbehloc

Primero agradecer a anónimo por la forma de dar respuesta a la inquietud de como medir el centímetro de electrolito que hay que considerar encima de las placas.

Esa es una regla de uso muy antiguo (lo de 1 centímetro), pero muy valiosa también.

Yo te diré Marcosbehloc, que una manera de evitar el exceso es:

a)Medir el nivel con la manguerita que te aconsejan y si hay exceso retirarlo con un aspirador. Para esto el densímetro ayuda.

b)Generalmente las baterías o celdas con tapón removible, tienen en la boca donde va el tapón, una muesca...digamos el tapón es redondo y el agujero también, pero este tiene hacia adentro como una proyección cilíndrica, pero con un corte en dos mitades. Entonces, si uno mira al interior de una celda, que tiene líquido insuficiente (pero cubriendo el filo superior de las placas), verá un círculo de líquido. Una regla práctica dice, que se debe echar líquido hasta que al mirar por el agujero donde va el tapón, ya no se vea un círculo completo, sino un círculo partido...es que el nivel de líquido, llegó hasta tocar la parte inferior de la proyección cilíndrica de la que hablé al principio.

Parece como enredado lo que digo, me gustaría poder tener un dibujo y así tener una explicación mas sencilla.

Saludos
Carlos el baterillero

marcosbehloc dijo...

Gracias Carlos por tu expolicacion. Me parerce que no fui muy claro con mi pregunta. Lo que queria saber era si necesito de un vaso con graduacion para saber cuanta agua destilada le estoy tirando... si por vaso de bateria (por ejemplo, de 220 A/h ) tengo que echar mas o menos 100 cm3 y ver si con eso alcanza. Te cuento que la primera vez que lo hice le puse un embudo y le tire directamente con el bidon y, como encima el ambiente estaba oscuro (en realidad se ve poco y nada) un poco mas se me rebalsa. Por eso pense que habia un metodo para medir cuanto le estabas echando por semana... que mas o menos se evapora lo mismo... ya que las baterias a las que me refiero son las de las luces de emergencia del barco y estan en constante carga y descarga.

CHC dijo...

Hola Carlos, lei tu mensaje en mi blog...jajajaja. Es que ya sabes, no todos somos tan brillantes como para entenderle a toda esa terminologia de las baterias. Pero yo creo que explicas tan bien, que por alli le voy a ir agarrando algo.

Un abrazote

Joaquin Manuel dijo...

Hola a todos:

Veo con gusto que el tema del numero de placas ha traido comentarios muy interesantes, gracias.
Y como dice anonimo, sí tiene su dificultad comprenderlo pero a la vez nos motiva a aprender mas del tema que finalmente es lo que se pretende.
Observacion:la frase "superficies en contacto" que utiliza anonimo en su comentario ¿es correcta?, considerando que placas positivas y negativas estan aisladas electricamente.
SALUDOS

Carlos el baterillero dijo...

Hola Joaquín Manuel

Gracias nuevamente por el comentario. Bastante observadora tu apreciació: "Superficies en contacto".

Creo que el lector anónimo quizo decir: "superficies que están interactuando"...o sea que cada cara (superficie) de las placas positivas (al ser impar el número de placas por celda), tiene su "oponente" de placa negativa con quien estar en "contacto" y reaccionar químicamente y así permitir el paso de la corriente.

Saludos
Carlos el baterillero

Cobrador dijo...

Oiga, que talco, muy bueno ese relato, paso por ahi seguido y en esa ruta he capturado varias frases, saludos.

Pollo especialista dijo...

Wow no sabi q una bateria fuera tan complicada....!!!!!

Pollo especialista dijo...

Wow no sabi q una bateria fuera tan complicada....!!!!!

Joaquin Manuel dijo...

Buenos Dias:

Existe una marca de baterias que por aqui en Mexico comunmente les llaman de GEL pero yo se que son AGM, pero ademas en su tapa dice "DEEP CYCLE & STARTING" ¿Sabes si son de ciclo profundo? y si es asi, se puede usar una bateria de clclo profundo en un vehiculo con sistema de carga?

SALUDOS

Carlos el baterillero dijo...

Hola Joaquín Manuel

Hace unos días, me hicieron una consulta similar sobre aplicación de baterías de arranque Deep Cycle para Uso Estacionario Fotovoltaíco.

Existen en el mercado baterías de arranque que tienen además buen comportamiento para descargas llamadas profundas. Una batería típica de arranque, trabaja generalmente hasta una descarga del 20% de su capacidad, esto no quiere decir que no se le pueda descargar mas, sino que se diseña para ese tipo de trabajo: arranques instantaneos, alta coriente en periodos cortos de tiempo.

Para vehículos con elevados accesorios, tales como los de la policía o las ambulancias, en el mercado se disponen de baterías tipo Deep Cycle, que pueden trabajar con descargas de hasta 50%(algunos catálogos afirman mas posibilidad de descarga, pero se afecta la vida útil de la batería).

En el mercado existen baterías de electrolito líquido que se reputan como de arranque con perfomance deep cycle.

Y en cuanto a las de electrolito inmóvil, mi respuesta es que si hay baterías con electrolito en estado no fluido, que tienen características Deep Cycle y son de arranque. Yo recuerdo haber abierto una batería para inspección. Era del tipo electrolito gel y de aplicación arranque automotriz. Era de la tecnolgía llamada: Rounded Cell.

Ojalá puedas remitir las carcterísticas de la batería que tu dices haber visto, o sea: CCA, Reserva de Capacidad y A-h.

Saludos
Carlos el baterillero

Carlos el baterillero dijo...

Hola Joaquín Manuel

Hace unos días, me hicieron una consulta similar sobre aplicación de baterías de arranque Deep Cycle para Uso Estacionario Fotovoltaíco.

Existen en el mercado baterías de arranque que tienen además buen comportamiento para descargas llamadas profundas. Una batería típica de arranque, trabaja generalmente hasta una descarga del 20% de su capacidad, esto no quiere decir que no se le pueda descargar mas, sino que se diseña para ese tipo de trabajo: arranques instantaneos, alta coriente en periodos cortos de tiempo.

Para vehículos con elevados accesorios, tales como los de la policía o las ambulancias, en el mercado se disponen de baterías tipo Deep Cycle, que pueden trabajar con descargas de hasta 50%(algunos catálogos afirman mas posibilidad de descarga, pero se afecta la vida útil de la batería).

En el mercado existen baterías de electrolito líquido que se reputan como de arranque con perfomance deep cycle.

Y en cuanto a las de electrolito inmóvil, mi respuesta es que si hay baterías con electrolito en estado no fluido, que tienen características Deep Cycle y son de arranque. Yo recuerdo haber abierto una batería para inspección. Era del tipo electrolito gel y de aplicación arranque automotriz. Era de la tecnolgía llamada: Rounded Cell.

Ojalá puedas remitir las carcterísticas de la batería que tu dices haber visto, o sea: CCA, Reserva de Capacidad y A-h.

Saludos
Carlos el baterillero

Anónimo dijo...

esta pagina es muy buena.
y estoy de acuerdo con muchas de las cosas.
estoy realizando una investigacion de esto, y me has resultado de mucha ayuda, gracias

ANONIMA 1

Anónimo dijo...

Muy bueno, tenía que hacer un trabajo de esto de la baterías y me ha sido de gran ayuda.

Daniel dijo...

Hola carlos y todos los presentes ...quiera agradecerle por tan valiosas informaciones que se encuentran en esta pag. Y a la vez aportar una referenc con relacion a las placas inpar mas negativas que positiva ..y resulta que lei en manual que se aplica por la razon de que las placas positivas tiende a desformarse en su plena funciones y conformando esa especie de sandwish se corrigue un poco ya que queda apricionada entre placas negativas gracias...de RD...

Carlos T dijo...

Hola Daniel

Gracias por el aporte. Gracias también por lo que nos compartes sobre las placas positivas.

Buenos días

Carlos el baterillero

Unknown dijo...

Carlos quisiera saber cuál dura más 4 baterías de 6 vdc 225 amperes conectadas en series a un inversor a 24 veces. Que 2 baterías de 6 vdc conectadas a un inversor a 12 vdc

Carlos T dijo...

Buen día Unknown

No entiendo muy bien su pregunta.

El arreglo que le dará mayor autonomía es: cuatro baterías de 6 V y 225 Ah.

Sistema 24 V: Aquí usted tiene: 6 x 4 x 225 = 5400 watts-hora (voltios x Amperio-hora nos da watts-hora)

Sistema 12 V: En el otro modo: 6 x 2 x 225 = 2700 watts-hora

Saludos

Carlos el baterillero