Capacidad y Ciclo Profundo

A raíz de una consulta, nuevamente presento una entrada sobre este tema.

1.0 Capacidad (Amperios-hora o A-h):

"Cantidad de energía eléctrica que puede almacenar o acumular una batería"

La capacidad, viene determinada por:

A) La cantidad de material que tiene la batería: A más material, mayor energía.

B) La velocidad con que se extrae esa electricidad: Puede ser rápida, como la energía que se extrae de una batería al momento del arranque de un camión de carga. O tan lento, como la energía que entrega una batería, para el funcionamiento de un foco ahorrador de 12 voltios y 11 watts.

2.0 Centrémonos en el punto B

A la rapidez con que se extrae energía de una batería, se le llama: RATIO. El ratio usual es de 20 horas. Pero hay también ratios de 10 horas, 8 horas, 5 horas, 15 minutos etc.

Como dijimos lineas arriba. La velocidad de descarga a que es sometida una batería (nivel de corriente que se extrae), afecta el valor de cuanto de energía puede obtenerse de ella (Amperios-hora disponibles). Por tanto, cuando se habla de capacidad de una batería, debe especificarse también el ratio al cual se midió.

¿Qué significa Ratio?

Es la velocidad con que se extrae corriente de una batería. Si la batería es de 100 A-h y el ratio al que se midió es de 20 horas, entonces, esa batería, nueva y plenamente cargada, puede entregar una corriente de 100/20 = 5 amperios durante 20 horas, hasta quedar agotada totalmente. Durante la descarga, la batería (de 12 voltios) deberá mantener un voltaje en bornes igual o mayor a 10.50.

Esta misma batería tiene 85 A-h de capacidad medida a un ratio de 5 horas. Lo anterior indica que puede entregar 85/5 = 17 amperios de corriente, hasta quedar totalmente agotada. Nuévamente, durante toda la descarga, la batería deberá mantener un voltaje en bornes, igual o mayor a 10.50 voltios.

Reiteramos: "A más velocidad de descarga (a mayor corriente por hora extraída de la batería), la capacidad que puede obtenerse de la batería disminuye. Y a la inversa. A menor velocidad de descarga (o sea a mas horas de ratio y a menor cantidad de corriente extraída de la batería), la capacidad crece"

Esta misma batería de 100 A-h a 20 horas de ratio, cuando se descarga a un ratio de 100 horas, puede llegar a tener una capacidad de 130 A-h. Es decir, que la batería puede entregar 130/100 = 1.3 amperios de corriente, durante 100 horas.

Nota: No es conveniente trabajar una batería hasta agotarla totalmente, así sea Libre de Mantenimiento, con electrolito líquido, Ciclo Profundo o VRLA.

3.0 Batería Ciclo Profundo o Deep Cycle

Toda batería puede descargarse tanto como lo permita la energía que tenga acumulada en su interior. Enfocándolo de otra manera, una batería puede descargarse tan a lo extremo, como lo permita la instalación donde brinda servicio, y es que a medida que una batería se descarga, va perdiendo voltaje y este puede caer tanto, que es ya inutil para el equipo que la batería sirve.

Una vez descargada la batería, se conecta esta a un cargador, para que recupere su energía y quedar lista para la siguiente operación. A la ocurrencia anterior, se le llama CICLO, que es el evento de una Descarga, seguida de una RECARGA.

Por otro lado, una descarga puede ser profunda (extraer toda la energía) o ligera. Entre esos dos extremos, hay también opciones. Se dice descarga profunda, cuando a la batería se la descarga hasta un 80% o más. La descarga ligera será de 20%. Descargas medias son de 50% o 60%. Decir que a una batería de 80 A-h, por ejemplo, se descarga al 50%, significa extraer de ella 40 A-h. Si la descarga es del 80%, entonces de ella se extrae: 64 A-h.

Las baterías "viven" en función de los ciclos. Una batería, entrega tantos ciclos, como lo sean las profundidades de descarga a la que es sometida. Es decir, si una batería se descarga más profundamente, "vivirá" menos (entregará menos ciclos) que una sujeta a descargas ligeras.

Nuevamente, toda batería se puede descargar profundamente, pero hay baterías que tienen de fábrica una característica llamada: Descarga Profunda o Deep Cycle. Estas "resisten mas" las descargas totales o de 100%, pero igual su vida, se ve afectada por este trabajo.

Hasta aquí me quedo por ahora.

BCI - JIS - DIN

Hola amigos. A fin de contar con un estándar que permita la comparación entre las perfomances de las baterías de diferentes fabricantes, se ha hecho necesario el desarrollo de normas de técnicas de medición. Básicamente son tres las especificaciones eléctricas de una batería:

Capacidad

Reserva de Capacidad

Poder Arranque

Cada una define una característica. La importancia que se les asigne, dependerá del tipo de uso a la que se vaya a destinar la batería.

Por ejemplo, para una aplicación fotovoltaíca, al diseñador le interesará más, saber sobre la energía que nominalmente puede acumular la batería. Nos estamos refiriendo a la Capacidad expresada en Amperios-hora (A-h).

Si el diseño está buscando una batería, compacta y que entregue gran corriente en un periodo corto de tiempo, y además mantenga un adecuado voltaje en bornes, pues se interesará en la característica Poder de Arranque o CCA.

(Nota: Se define también un "Hot Cranking Ampere" o poder de arranque a temperatura ambiente. Hay también el "Marine Cranking Ampere", poder de arranque marino.)

Para lo que sigue de esta entrada o post, nos centraremos en las baterías de aplicación automotriz y de 12 voltios.

BCI

Son las iniciales de Battery Council International , entidad normalizadora de estándares de batería, con sede en norteamérica. Son miembros del BCI, empresas de manufactura de acumuladores de diversas partes del mundo, fabricantes de maquinaria para la industria de baterías y las empresas proveedoras y desarrolladoras de insumos para baterías. BCI, rige lo que se conoce como el "estándar americano".

Para perfomance de baterías de aplicación automotriz, define dos características principales: CCA (Poder de Arranque) y Reserva de Capacidad (RC). Por lo anterior es que en los catálogos de los fabricantes y en el rubro "For American Vehicles" o Vehículos Según Estándares Norteamericanos, aparecen como características eléctricas:

CCA, Poder de Arranque en Frio, a cero grados Farenheit  (equivalente a -17.7 grados Celcius). Manteniendo un voltaje en bornes de 7.2 voltios por 30 segundos.

RC, Reserva de Capacidad en minutos a 80 grados F (26.6 grados C)

JIS

Esta es la estandarización, cuya rector es el Instituo de Normas Técnicas del Japón. Se especifican tres características:

CCA, Poder de Arranque a cero grados F. Manteniendo un voltaje en bornes de 7.2 voltios por 30 segundos.

RC, Reserva de Capacidad en minutos a 80 grados F.

A-h, Capacidad a 20 horas rate (si el catálogo del fabricante no lo dice, la temperatura es a 25 grados C).

Dentro de la norma JIS, hay listados dos formatos: OLD JIS y NEW JIS. La New Jis, especifica la capacidad a 5 horas rate. Esto último, reduce la capacidad nominal de una batería, pero solo aparentemente. Lo que ocurre, es que se toma como referencia de medida un ratio diferente. Ejemplo, una batería como la N70Z, en el OLD JIS tiene 75 A-h. Esta misma batería en el NEW JIS, recibe el nombre de 75D31R y es de 60 A-h, pero medida a 5 horas rate... a 20 horas rate, pues tiene los 75. En los catálogos de los fabricantes la norma JIS, aparece en: For Japanese and Other Vehicles.

DIN

El ente rector es la Deutsches Institute für Normung, Instituo Alemán de Normas Técnicas, con sede en Berlín. Se especifican para baterías dos características:

A-h, Capacidad a 20 horas rate.

CCA, Poder de Arranque a cero grados F, manteniendo un voltaje en bornes de 9 voltios, por 30 segundos.

En los catálogos de los fabricantes, se especifica la norma DIN, en los cuadros: Batteries for European Vehicles o Baterías para Vehículos con Diseño de Norma Europea.

Observar que la norma DIN es más severa que la BCI y la JIS en lo que se refiere a medición del CCA. La norma DIN exige que la batería mantenga un voltaje mayor en bornes durante el test (7.2 para BCI y JIS, 8.4 para DIN). Lo anterior da como resultado, que una batería medida con norma JIS por ejemplo, tenga mayor CCA que otra batería idéntica, pero medida con norma DIN. Ejemplo un fabricante, para la batería N70Z en JIS especifica 580 amperios de CCA. La misma batería especificada en norma DIN tiene de catálogo 320 amperios como valor de CCA.

Nota: El logo JIS, se obtuvo de la web commons wikipedia. El logo DIN de la web lexicon.freenet.de

Hasta aquí llego por hoy amigos.

Saludos

Relación Entre CCA y RC

Hola amigos. Iniciando febrero, el mes más cortito del año.

Recuerdo un poema de Neruda, sobre los meses y los colores. Cuando el poeta dijo febrero, mencionó que le correspondía el plomo como color. El plomo, a mitad de camino entre el blanco y el negro, nunca llegará a ser color. Así también febrero, que no llegará a ser mes... paro allí, alguién podría decir: baterillero a tus baterías.

Un lector desde Venezuela, la patria del "Caballo Viejo" y de "Alma Llanera", me escribe y plantea lo siguiente:

"Quiero hacer una pregunta. Soy de Venezuela....

¿Cómo se puede saber cuantos Amp/Hora tiene una bateria de plomo acido?

Ejemplo: tengo una bateria de 600 AMP y de 75minutos de capacidad de reserva. ¿Cómo se cuantos A-h entrega?

Supuestamente los 75 minutos se refieren al tiempo en que la bateria entrega 25 amperios antes que su voltaje caiga a 10.5 voltios. Pero esto se contradice, ya que tengo una bateria de 600 amp 75 min y dice que da 50 A-h... no me cuadran las cuentas jaja... ¿Cómo se cuantos A-h dan las diferentes baterias en realidad?

Saludos gracias"

Son tres las pricipales características eléctricas de una batería: Amperios-hora (A-h), Reserva de Capacidad (RC) y Poder de Arranque (CCA). El venezolano lector desea saber si hay una relación entre CCA y RC, para estimar A-h.

En realidad, estrictamente no hay una manera de estimar los A-h de una batería, partiendo de la data de CCA y RC. Debemos guiarnos de los valores que los fabricantes especifican en sus catálogos.

Una manera técnica de medir los A-h, es efectuando la prueba de descarga a 20 horas.

Veamos la información que suministran las empresas que manufacturan baterías. Un fabricante, especifica lo siguiente:

Modelo 41-50, CCA = 510 amperios. RC = 80 minutos. No hay data para A-h.

Modelo 70DT-72, CCA = 675 amperios. RC = 80 minutos. No hay data para A-h.

Tenemos entonces, dos baterías, de idéntica RC, pero de diferente poder de arranque CCA.

Otro fabricante en su catálogo dice:

Modelo 26R60SK. A-h = 45, CCA = 525 amperios, RC = 80 minutos.

Modelo NS60LSMF. A-h = 45, CCA = 325, RC = 75 minutos.

Modelo 55B24R. A-h = 45, CCA = 430, RC = 80 minutos.

Idéntico valor de A-h, pero diferente data para CCA y RC.

Puede afirmarse, que conociendo solo el valor de CCA, no es posible estimar el de A-h. En cambio la data de RC, si nos permite dar una aproximación de los A-h de la batería. Para los modelos 41-50 y 70DT-72, podemos estimar que el valor de A-h, será de 45.

Si el valor RC de una batería es de 120 minutos, su A-h, puede ser de: 70 A-h.

La CCA, es la cantidad de corriente que puede entregar una batería, en un muy corto periodo de tiempo. Para dos baterías de igual peso en kilos, dará más CCA, la que tenga mayor cantidad de placas por celda. Lo anterior debido a que a más placas por celda, menor resistencia eléctrica interna de la batería.

Siento que este tema, da para mayor discusión. Esperaría amigos, la contribución de sus comentarios.

Saludos

Características Técnicas de una Batería

Parte 1:

Estándares de Perfomance: Battery Ratings, para Baterías de Arranque

Hola amigos. Leía una edición de la revista Battery Magazine sobre medición de estándares de batería y decidí escribir una entrada tocando este tema.

En mi patria Perú, hay una apreciable cantidad de usuarios que identifica la batería que requiere, empleando el criterio de placas por celda. Pero esto está cambiando y ahora se hace necesario especificar la selección de una batería utilizando alguna de las tres características básicas de su comportamiento para la entrega de energía: Amperios-hora, Reserva de Capacidad y Poder de Arranque. Es lo que en inglés se conoce como los "Battery Ratings" y es la data que aparece en los catálogos de los fabricantes. Esta información, permite seleccionar de manera adecuada, la batería idónea para cada aplicación. Conociendo los "Battery Ratings", se logra comparar la perfomance de las baterías de marcas diferentes.

Los "Battery Ratings", son especificaciones logradas en laboratorio. Aplicadas a baterías nuevas y totalmente cargadas.

Amperios-hora (A-h)

Cantidad de energía que entrega una batería, nueva y plenamente cargada. Es el valor numérico del producto de amperios por número de horas. Por amperios, nos referimos a un valor constante de corriente de descarga de la batería. Y por número de horas, la cantidad de tiempo durante las cuales la batería entrega esa corriente constante. Durante toda la prueba de descarga, la batería deberá mantener un voltaje en bornes, igual o mayor a 10.50 voltios.

Estos A-h, son un reflejo de la cantidad de material, con la que está ensamblada una batería. Salvo excepciones, a mayor peso de batería, mayor valor de A-h.

Es importante tener en cuanta la velocidad de descarga. Los técnicos llaman a la rapidez de descarga: Ratio. Usualmente los fabricantes especifican en sus catálogos, un ratio de 20 horas.

Ejemplo: La batería GT12-7 de GasTon, batería de tipo VRLA, tiene una capacidad de 7 A-h. Lo anterior indica que esta batería puede entregar (estando totalmente cargada) 0.35 amperios de corriente, durante 20 horas, ya que: 0.35 A x 20 horas = 7 A-h. Durante el tiempo de descarga, la temperatura ambiente deberá ser de 20 grados C. También, durante todo el tiempo de la descarga, la batería mantiene un voltaje en bornes, mayor o igual a 10.50 voltios.
(Batería GasTon, tipo VRLA, con separador AGM, de 12 V y 7 A-h)

Tener en Cuenta:

• Si la temperatura ambiente es mayor a 20 grados C, el valor de la capacidad de la batería, aumenta ligeramente.



• Si la temperatura ambiente es menor a 20 oC, la capacidad disminuye. Pudiendo ser tanto como 30 o 50% menos, si la temperatura es tan baja como menos 10 oC o menos 20 oC.



• Si la velocidad de descarga, disminuye, es decir se extrae corriente de la batería en forma mas lenta, o dicho de otra manera el ratio no es de 20 horas, sino de digamos 100 horas, entonces la capacidad aumenta (pero solo en forma aparente). Una batería que a un ratio de 20 horas tiene una capacidad de 50 A-h a un ratio de 100 horas, tendrá alrededor de 70 A-h.



• A medida que una batería "envejece", va perdiendo capacidad de acumulación de energía. Es decir, luego de recargada, entregará menos capacidad. Lo anterior es su natural comportamiento. Lo que ocurre es que internamente el material se va degradando. Por ejemplo, las rejillas, se van corroyendo y el material activo se desprende de las placas.

(Placa de batería, mostrando desprendimiento del material activo, por efecto de sobrecarga)

Recomendaciones:

• Siempre que sea posible, seleccionar una batería, que exceda los requerimientos de A-h que la instalación demande. Digamos si la instalación requiere de 50 A-h, una opción que asegure autonomía y tiempo de vida de la batería, puede ser atendida instalando una batería de 60A-h.



• No someter la batería a descargas profundas repetitivas. Lo anterior, así se trate de las llamadas baterías Deep Cycle o de Ciclo Profundo.



• Evitar instalar la batería en la vecindad de fuentes de radiación de calor. Una batería bajo el capot de un automóvil puede soportar como máximo temperaturas de hasta 45 o 50 grados C.



• Proteger la batería, de la acción directa de los rayos del sol, ya que se degrada el material plástico de polipropileno con que se fabrica la caja y cubierta.



• Si la batería por razones de uso se descarga, recargarla inmediatamente. Baterías "abandonadas" o en no uso, paulatinamente van perdiendo su cargan hasta volverse inoperativas e irrecuperables.

Saludos amigos, espero sus comentarios.

Fabricación de rejillas en una fábrica de baterías

Aumento de Capacidad

Buen día amigos...aquí nuevamente. Un lector me plantea la siguiente pregunta:

¿Cómo hacer para incrementar la capacidad que de fábrica tiene una batería?

Una respuesta bastante simple, pero no por eso ajena de verdad, es: Pues no se puede modificar la capacidad que de fábrica posee una batería.

La capacidad de una batería, tal como mencioné en posts anteriores, viene dada por:

A) Peso del material al interior de la batería.

B) Peso de la rejilla, comparada con el peso del material impregnado en ella.

C) Características del material activo impregnado en las placas. Hay materiales, que tienen mayor eficiencia en su comportamiento. Entregan mayor cantidad de Amperios-hora por kilo de material.

D) Adecuado balance entre el material activo sólido y el material activo líquido presente en la batería. El material activo líquido es el electrolito.

Todas las anteriores características, parten del diseño y manufactura de la batería.

En lo que los usuarios podemos actuar es en el factor "vida de servicio" de la batería. Para lo anterior es necesario:

1) Seleccionar la batería, de acuerdo al uso al que se va a destinar. Por ejemplo, usar baterías de arranque, para encendido de motores y baterías de uso estacionario, para los equipos UPS por ejemplo.

2) Evitar las descargas profundas repetitivas (mas del 80% de la capacidad nominal de la batería), aun así se trate de una batería Deep Cycle.

3) Mantener siempre la batería en estado de plena carga. Si es una batería para uso cíclico, tal como es el caso de:

-Los equipos de tracción.
-Montacargas.
-Carritos de niño.
-Sillas de ruedas accionadas a batería.

Proceder a su recarga inmediatamente después que el uso del equipo haya agotado la energía de las baterías.

4) La corriente de recarga debe ser la apropiada para el tamaño de la batería. Corrientes excesivas, ocasionan calentamientos que fatigan el material de las baterías.

5) Si el equipo no estará en funcionamiento por largos periodos de tiempo, como por ejemplo las motos acuáticas, que se usan sólo en temporada, proceder a desconectar la batería del equipo y darle una carga de refresco una vez cada tres meses. Lo mismo con el caso de carritos de niños o baterías de equipos electrónicos.

6) Para baterías de uso automotriz, verificar periódicamente el estado del circuito eléctrico del vehículo. Voltajes arriba de 14.50 voltios, dañan irreversiblemente a la batería.

7) Para baterías de tapones removibles, monitorear el nivel de líquido al interior de la batería. Agregar agua de baterías de ser necesario.

Saludos amigos

Carlos el baterillero

Amperios Hora

Capacidad de una batería

Esta es una de las características mas importantes para seleccionar una batería. La capacidad, como bien sabemos es la medida de la cantidad de electricidad que puede almacenar una batería. La capacidad se mide en Amperios-hora (A-h).

Instalación de energía eólica. Foto tomada de la web de cubasolar.

El valor de la capacidad, es el resultado de multiplicar la corriente en amperios que entrega una batería, por el número de horas en que suministra esta corriente. Dimensionalmente, Amperio, es la cantidad de coulumbs que circulan por un conductor en un segundo. O lo que es lo mismo: Amperio = Coulumb / tiempo. Al multiplicar Amperio x hora se obtiene una cantidad cuyas unidades físicas son coulumbs, o sea carga eléctrica.


El valor de la capacidad, se afecta, por la forma en que la batería entrega su energía. A mayor rapidez de descarga (rangos altos de corriente), la capacidad disminuye. A rangos de corriente muy bajos, la capacidad aparentemente. La "rapidez" o "lentitud" de la descarga, es lo que se llama: Ratio o Rate y generalmente se expresa en horas.

¿Pero que significa la capacidad?

Supongamos una batería de 50 A-h de capacidad, medidos a un ratio de 20 horas. Lo anterior significa que esta batería, entrega, 2.5 Amperios durante 20 horas. Esto es:

2.5 Amperios x 20 horas = 50 Amperios-hora

¿La batería puede entregar mas corriente que los 2.5 amperios anotados en el ejemplo?

La respuesta es si.

¿La batería, puede entregar 50 amperios, durante 1 hora?, ya que:

50 Amperios x 1 hora = 50 Amperios-hora.

La respuesta es no. Se obtendrán los 50 A-h, solo para un valor de descarga de 2.5 amperios por hora. Para descargas mayores a 2.5, la batería entrega menos capacidad, ya que la descarga es más rápida. Digamos, a unos 50 amperios de descarga, la batería entregará esta corriente por unos 24 minutos (o su equivalente a 0.4 horas). A este valor de descarga, la nueva capacidad será:

50 Amperios x 0.4 horas = 20 A-h

¿Hay entonces contradicción en el valor de la capacidad de una batería?

No. Lo que ocurre, es que la cantidad de energía que entrega la batería, se ve afectada por la forma de extraer la energía: Altas corrientes o bajas corrientes. Para el ejemplo anterior, 50 amperios es una corriente alta para una batería de 50 A-h y por tanto la capacidad disminuye.

Un ejemplo mas, para entender la consecuencia que tiene la forma en que se extrae energía. En las últimas olimpiadas...las de Beiging o Pekin 2008. Recordemos al atleta Usain Bolt, jamaiquino, quien ganó la medalla de oro para la prueba de 100 metros planos en un tiempo de 9.6 segundos. Recordemos también al atleta keniata Samuel Kamau Wansiru, medalla de oro para la prueba de maratón con un tiempo de 2 horas, 6 minutos y 32 segundos. Aquí tenemos dos ejemplos claros de RATIO. La forma de correr de Usain Bolt, es una alta descarga de energía, en un periodo (ratio) corto. En cambio, la de Samuel Kamau, es descarga de energía durante un ratio largo...ciertamente el keniata, no podría llegar a la meta, si pretendiera correr a una velocidad comparable como la de Usain.

Aunque la comparación es gruesa, nos permite entender como influye la forma en que cada atleta dosifica la rapidez de entrega de su energía. Así también la rapidez de entrega de corriente de una batería influye en el valor de su capacidad.

La capacidad de una batería, debe ser siempre acompañada por el ratio al cual se hace la medida. De no especificarse el valor del ratio, se asume que este es de 20 horas. El ratio, permite comparar las capacidades de las baterías de diversos fabricantes.

¿Cuáles son los valores mas comunes del ratio?

-Para uso automotriz: 20 horas.

-Para uso en motocicletas: 10 horas

-Para aplicaciones fotovoltaícas (energía solar): 100 horas

-Baterías de uso en tracción ("motive power"): 5 horas.

-Watts por celda o vatios por celda: 15 minutos.

El correcto conocimiento de la capacidad, ayuda a seleccionar la batería a usar. Permite además estimar el tiempo de autonomía que puede proporcionar una instalación. Por ejemplo, para un UPS, se podrá calcular, por cuanto tiempo este UPS, alimentará a un equipo durante la ausencia de energía en la red pública.

Nota: Coulumb, es la unidad física para medir la carga eléctrica.

Saludos amigos, espero sus comentarios.

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

Reserva de Capacidad

Reserve Capacity - RC

Son tres las principales características eléctricas que nos permiten definir perfectamente la perfomance de una batería de plomo para aplicación automotriz:

• Capacidad, que se expresa en Amperios-hora (a-h).

• Reserva de Capacidad, que se expresa en minutos.

• Poder de arranque en frio, o por sus siglas en inglés CCA. Se expresa en amperios.

La reserva de capacidad, se define como:

Número de minutos, durante los cuales una batería nueva y totalmente cargada, puede entregar 25 amperios de corriente, manteniendo en todo momento un voltaje en sus bornes igual o mayor a 10.50 voltios.

La prueba de Reseva de Capacidad se realiza en laboratorio y con la batería a una temperatura de 25 oC.

El fundamento para esta prueba es el siguiente:

Supongamos que se tiene un automóvil, el cual está recorriendo por una carretera. Entonces, en la eventualidad de que el alternador del auto esté defectuoso, tenemos que la batería no se está recargando. Además faros y sistema de encendido son alimentados solo por la energía que suministra la batería. En una situación como la descrita anteriormente, se considera que el auto consume como promedio 25 amperios.

Entonces, pregunta: ¿Por cuánto tiempo la batería podrá suministrar energía útil al auomóvil?

Respuesta: Por un númeo de minutos que como máximo será el valor de la Reserva de Capacidad nominal de la batería.

La definición de RC, se dio en un tiempo cuando los vehículos tenían como carga eléctrica total de consumo unos 50 amperios. Hoy en día, los vehículos vienen equipados con sistemas de gestión de encendido y accesorios que largamente superan esos 50 amperios.

¿Existe alguna relación entre el valor de RC y el de Capacidad (A-h)?

Es la cuestión que me plantea un lector de este blog. Confieso que no sabía de la existencia de una relación directa numérica entre Capacidad(A-h) y Reserva de Capacidad(RC), debido a que la descarga de una batería, no sigue la tendencia de la proporcionalidad. La descarga se ve afectada, por: la temperatura, edad de la batería, tipo de servicio a la que está sometida la batería, tecnología de su manufactura etc.

Se dice que el valor de la Capacidad (A-h) de una batería es el 0.6 de su valor de RC.

De datos de catálogo en la marca de baterías SOLITE, tenemos que:

• Para el modelo NS40ZL, 9 placas por celda. RC = 52 minutos. Capacidad = 0.6 x 52 = 31.2. De catálogo, la capacidad de este modelo es de 35 A-h.

• Modelo N50Z, 11 placas por celda. RC = 101 minutos. Capacidad = 0.6 x 101 = 60.6. De catálogo, la capacidad de este modelo es de 60 A-h.
  

• Modelo N150, 25 placas por celda. RC = 294 minutos. Capacidad = 0.6 x 294 = 176.4. De catálogo, la capacidad de este modelo es de 150 A-h.
  

Funciona en uno de tres modelos la relación Capacidad = 0.6 RC, pero no creo sea una relación válida. Es mejor contar con los datos de catálogo del fabricante. Quizas lo de 0.6 sirva como orientativo, ya que hay catálogos que no suelen expresar la capacidad de la batería a 20 horas. Ciertos catálogos, le dan mas peso a RC y a CCA (poder de arranque de la batería).

Espero haber satisfecho la consulta del lector.

(La Persistencia del Tiempo,cuadro de Salvador Dalí, tomado de: Una Historia de Cronopios)

Amigos baterilleros, el Cuadro de Dalí, es uno de los que mas me impacta. Se me parecen a relojes cansados. Lo pongo motivado por el tema de RC, que son un poco los minutos que tiene de "vida" una batería.

Saludos amigos

Carlos el baterillero.