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viernes, noviembre 20, 2009

Densídad

Hola Amigos baterilleros. Hola también a aquellos que buscando información "llegan" hasta aquí, debido al direccionamiento de algún "buscador" de Internet.

La densidad es una característica física de todos los materiales, sean estos líquidos, sólidos o gases.

Los cuerpos más densos, son los más pesados. Por ejemplo el plomo es uno de los metales más pesados y su densidad es de 11.3 gr/cc. El cobre es más liviano y su densidad es de 8.96 gr/cc.

La densidad del agua en estado líquido es de 1 gr/cc, en cambio la del agua como hielo es de 0.92 gr/cc. Lo anterior da una explicación física de porque el hielo flota sobre el agua. El aceite tiene 0.8 gr/cc de densidad y es por este motivo, que el aceite flota cuando es vaciado sobre agua.

La densidad del electrolito (el líquido) de una batería plenamente cargada está de entre 1230 a 1290 gr /cc. El valor depende del tipo de batería y también del país en que nos encontremos. Generalmente en los países muy calurosos, la manufactura de las baterías aconseja una densidad de 1230 a 1250. En los climas muy frios, la densidad puede llegar hasta 1300 gr/cc. Para países de climas no extremos, como el del Perú, la densidad del electrolito, para cuando la batería está al 100% de carga, tiene como promedio un valor que va de 1250 a 1280 gr/cc.

La densidad también se afecta por el tipo de batería a que se refiera. Las baterías del tipo estacionario, suelen tener densidades de 1230 a 1250 gr/cc. En cambio las baterías del tipo fuerza motriz (la de montacargas eléctricos) y ensambladas con placas positivas tubulares, tienen una densidad que va de 1280 a 1300 gr/cc.

Las baterías del tipo "Libre de Mantenimiento" con placas en aleación en plomo-calcio, tienen una densidad de electrolito mayor que las baterías llamadas de Bajo Mantenimiento, ensambladas con placas en aleación plomo-antimonio.


(Gráfico tomado de: Pilas y Acumuladores. Máquinas de Corriente Continua. Enciclopedia CEAC de Electricidad 1981, página 170)

Una batería plenamente cargada, tiene el electrolito con densidad alta (digamos 1280 gr/cc). A medida que la batería va perdiendo carga, el valor de la densidad disminuye. Es que la parte de ácido del electrolito, se va metiendo a las placas, para formar sulfato de plomo. Conectada una batería descargada a un rectificador de corriente o cargador, la parte ácida, sale de las placas, por tanto la densidad recupera su valor.

Por lo anterior, es que el densímetro es un dispositivo útil para determinar el estado de carga de una batería. Si el bulbo no flota, pues estamos en presencia de una batería con baja densidad y podemos afirmar que está descargada.


Lo anotado en el párrafo anterior, sería la conclusión lógica, si es que no medió alguna acción que haga falsear los datos de densidad. Por ejemplo, si se tiene una batería cargada plenamente, pero que tiene las celdas con nivel insuficiente de líquido. Lo correcto es nivelar con adición de agua para baterías, nunca con ácido. Ahora logrado el nivel correcto, mido la densidad y obtengo 1150 gr/cc, lo que me indicaría batería descargada. No obstante dijimos que se trataba de una batería cargada al 100%. Lo que ocurre es que el agua agregada, es de menos densidad que el electrolito ácido y por tanto flota. El densímetro para la lectura "absorbe" el líquido más superficial. Cuando el vehículo esté en funcionamiento, se provocará la mezcla y homegenización de todo el electrolito y una nueva medida, revelará el exacto valor de la densidad.


La densidad se afecta por la temperatura. A más temperatura, la densidad aparentemente baja de valor. El caso opuesto es a temperaturas muy frias, donde la densidad tiende aparentemente a subir...es decir a mostrar en el densímetro lecturas mayores que las que realmente son.


Explicando lo anterior. Una batería, cargada al 100%  y a una temperatura de 40 grados C, debería tener una densidad de unos 1270 gr/cc, sin embargo el densímetro nos indica 1240...como que si le faltara carga. Nuevamente: "La temperatura, falsea la lectura del densímetro". Temperaturas altas, hacen caer aparentemente el valor de la densidad. Por lo anterior, es que se manufacturan densímetros con dispositivos para correción por efecto de temperatura.


El gráfico, nos muestra la fórmula para el cálculo de la densidad

Al incrementarse la temperatura, el volumen (V) del material, cuerpo o sustancia, tiende a crecer por dilatación. Como la masa (M) se mantiene constante, el cociente (D = densidad) disminuye. El caso opuesto es para cuando el clima es muy frio. El volumen, digamos se "contrae", siendo que el cociente crece.

Amigos, se va haciendo largo este post. Por ahora, quedo yo aquí.
Saludos

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