Intensidades para la carga

Es un asunto de vital importancia para la duración de una batería que se cargue al régimen debido: las cargas rápidas someten a esfuerzos violentos la materia activa de las placas, ocasionando deformaciones que producen primero su resquebrajamiento y después su pulverización.

Para evitar estos inconvenientes deben emplearse dos valores de intensidad distintos. El primero durante la mitad de la carga de un valor equivalente a la décima parte de la capacidad de la batería, y el segundo durante la otra mitad de la carga y hasta su final, el 50% del anterior. Según esto, si la capacidad de un acumulador es de 100 Ah, deberá iniciarse su carga a razón de:

Carga inicial = 100 Ah / 10 = 10 Ah

que se mantendrá hasta la mitad de su carga; desde este punto hasta el final con una intensidad de:

Carga final = 100 Ah / 20 = 5 Ah

Otro método para calcular el régimen de carga es contarlo a base de una intensidad de un amperio por cada placa; de manera que si tenemos un acumulador de trece placas puede cargarse a razón de 13 A; si tiene 7 placas, lo cargaríamos a un régimen de 7 A, etc., tratando siempre de disminuir un amperio a estos valores. En este caso también estos valores se entienden los de la carga inicial, reduciéndose luego a la mitad una vez la carga ya ha alcanzado, aproximadamente, el 50%.

La reducción de la intensidad se hace para evitar que los elementos se calienten excesivamente al final de la carga y para que no haya un desprendimiento de gases demasiado abrupto. Este último efecto se nota observando el electrolito, por el agujero central de cada elemento, cuyo tapón siempre debe sacarse mientras se carga el acumulador: deben verse las burbujas que revientan suavemente en la superficie del líquido; si lo hacen en forma tumultuosa y violenta es señal de que la intensidad de la corriente es demasiado elevada. Respecto a la temperatura de un acumulador durante su carga debe ser del orden de unos 38 a 40 grados centígrados, es decir, la del cuerpo humano; por consiguiente, tocando con el reverso de la mano las paredes de la caja de un acumulador en carga, no debe molestarnos su temperatura; si tal ocurriese, el régimen de carga es excesivo y debe no solo disminuirse sino suspenderse la carga hasta que se haya enfriado.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Metodos industriales de carga con corriente continua

Hola amigos. Aquí el tema de la carga de baterías, usando como fuente de información el libro: Tratado Práctico de Acumuladores Eléctricos del Ing. Agustín Riu.

Normas generales.- Previamente hay que establecer el estado general  de la batería, para saber cómo debe cargarse: régimen, horas de carga, manera de interconectarla con otras baterías, etc. Entonces se coloca la batería en carga conectándola a la barra de la misma polaridad que la batería (si la carga se efectúa a tensión constante), o intercalándola en serie con otras baterías ya en carga si ésta debe realizarse a intensidad constante. En las instalaciones industriales estando ya determinadas las polaridades, solo nos falta considerar los siguientes puntos: a) maneras de interconectar las baterías; b) tensión necesaria para forzar la corriente a través de los acumuladores en carga; c) estudiar los métodos de cargar las baterías: a intensidad constante y a tensión constante.

Maneras de interconectar las baterías.- Según sea la tensión de la línea, cantidad de baterías a cargar y si todas tienen que cargarse al mismo régimen o no, se emplean distintas maneras de intercalar las baterías; no obstante, las soluciones básicas son tres:

Conexión en serie.- Esta manera de conectar las baterías con la línea de corriente continúa, o del circuito de salida de una unidad rectificadora (cuando la corriente de la línea es alterna), se representa en la Fig. 96. Se caracteriza por cargar todas las baterías a una intensidad uniforme, es decir, que todos los acumuladores son atravesados por un mismo régimen de carga, o amperaje.

Este procedimiento conviene cuando todos los acumuladores son de la misma capacidad y deben someterse a una carga uniforme, lo cual quiere decir que están descargados igualmente: la ventaja de este procedimiento está en que se aprovecha al máximo la tensión de la línea.

Nota: la carga en serie es utilizada siempre que conviene cargar las baterías económicamente, sin cuidarse de la manera que se cargan individualmente: todas están atravesadas por la misma intensidad, siendo evidente que hay baterías que necesitan ser cargadas diferentemente que otras. Como que se aprovecha toda la tensión de la línea, equlibrada por la contratensión de la batería, es la forma más económica de cargar acumuladores.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Preparando la batería para la recarga (parte dos)

Continúa la entrada sobre la preparación de una batería para la operación de recarga.

5) Cuando los niveles están todos iguales, entonces debe de tomarse la densidad del electrolito de cada elemento, uno a uno, mediante una jeringa, especial para ese objeto, operando en la forma que indica la Fig. 92. En a) vemos cómo, después de sumergir la punta en el electrolito, se oprime la pera de goma y entonces, al irla aflojando va entrando líquido en el tubo de goma. Cuando ya se ha introducido bastante líquido para que mantenga flotando el hidrómetro, se retira el conjunto y se observa en que punto de la graduación coincide el nivel del electrolito: esta indicación revela el estado de carga del elemento. la misma figura representa los valores de los distintos estados de la carga: 1100 corresponde a una descarga completa, que es preciso evitar se quede así, pues provoca la sulfatación de las placas: 1300 es la máxima densidad admisible: el elemento está totalmente cargado. Para acumuladores grandes la densidad 1280 representa la plena carga, no debiéndose nunca descender a menos de 1180, Fig. 93.

6) El valor de la densidad del electrolito que se haya observado debe marcarse con tiza en el exterior de la caja así como el estado de la batería, viéndose cuál es el tratamiento a que debe someterse: régimen de carga, duración de la misma, etc., siendo conveniente, en todos los casos, un régimen de poca intensidad.

7) Si se encontrase, lo cual es muy frecuente, que los elementos de una misma batería tienen densidades distintas, hay que ver si conviene someter a estos elementos a una carga individual, hasta restablecer el mismo valor de densidad, no debiéndose, bajo ningún concepto, añadir ácido sulfúrico para aumentarlo.

8) Si se hubiese derramado electrolito de un elemento, es necesario restablecer el nivel normal con electrolito que se prepara, aparte, de una densidad igual a la que tenga el que aún queda en dicho elemento; hecho esto, se procederá según lo indicado anteriormente, en el apartado No. 7.

9) Cuando la batería, o baterías, se hayan dispuesto en las condiciones anteriores, entonces, y no antes, es cuando estarán en disposición de recibir su carga.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Batería totalmente descargada

A medida que va progresando la descarga, aumenta la sulfatación de las placas y disminuyendo la cantidad de ácido que contiene el electrolito. Las fórmulas químicas demuestran que el ácido súlfírico (SO₄H₂), se divide en:

SO₄H_{2 =} SO₄+ H₂

_{el radical ácido SO4 y el hidrógeno H2 con estas condiciones:}

_{a) El hidrógeno, H, que es unmetal (no obstante ser un gas a la temperatura ordinaria) sigue la dirección de la corriente hacia la placa +, formada con peróxido de plomo, (PbO2}) como que el oxígeno, O, y el hidrógeno H₂, tienen una afinidad extraordinaria, se unen intimamente y forman agua, H₂O, que se diluye en el electrolito, disminuyendo aún más su densidad;

b) El radical (SO₄), ataca a fondo el plomo (Pb), que ha quedado libre y forma sulfato de plomo (SO₄Pb), en la placa positiva. Así mismo, el radical ácido (SO₄), ataca el plomo. La fig. 83 ilustra gráficamente todo este proceso.

A medida que la descarga aumenta, disminuye la cantidad de energía química almacenada en la batería, transformándose la materia activa en sulfato de plomo. Cuando las placas están totalmente sulfatadas, la diferencia de tensión entre ellas se anula, la corriente cesa: para que haya tensión eléctrica entre las placas de un elemento es condición indispensable que sean distintas: es el fundamento de todos los generadores químicoeléctricos conocidos, acumuludores y pilas eléctricas.

Batería en carga.- Cuando un acumulador eléctrico de carga, el sulfato de plomo (SO₄Pb), de las placas positivas se vuelve a convertir en peróxido de plomo (PbO₂), y las placas negativas transforman su sulfato de plomo en plomo esponjoso. A consecuencia de la liberación del radical ácido (SO₄), de las placas, al combinarse con el hidrógeno del agua, se va reformando ácido sulfúrico (SO₄H₂) lo cual se comprueba observando que la densidad del electrolito aumenta gradualmente. El proceso que acabo de explicar lo ilustra gráficamente la Fig. 84.

Así continúa la carga, hasta que las placas han agotado todo el sulfato, es decir, entregado todo el (SO₄) al electrolito: la densidad ya no aumenta más, por mucho que se tenga la batería en carga.

Cuando una batería está completamente cargada el electrolito tiene la misma densidad que antes de someterse a la descarga, la única diferencia es la cantidad de agua destilada que puede haberse evaporado; de allí la importancia de restablecer el mismo nivel, sin sobrepasarlo. Sería eróneo sobrecargar una batería, con el deseo de alcanzar una densidad de electrolito que no puede obtenerse.

Nota importante.- Conviene saber la densidad inicial del electrolito de una batería (tal como lo suministra el fabricante) a fin de poderla restablecer en caso necesario. Así se consigue tener los elemsntos de una densidad uniforme, corrigiendo las inevitables péridas de electrolito, por volcarse, y restablecer la misma densidad a consecuencia de la evaporación del agua destilada: ¡recuerdo que el ácido sulfúrico no se evapora sino el agua!

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Baterías

Buen día amigos baterilleros, técnicos de servicio, ingenieros, profesionales en venta, estudiantes, usuarios. En fin buen día a todo aquel que por aquí se allegue. 

Esta herramienta del BLOG me ha permitido ir enlazándome

a través del teclado con personas que quizás nunca mire a los ojos. He tenido consultantes de República Dominicana, de Chile, de Argentina, de Colombia, de Ecuador, de Costa Rica, de México, de Guatemala, de El Salvador. 

También de Honduras, de Nicaragua, de España, de Bolivia, de Puerto Rico, de Venezuela, de Cuba y del Uruguay. Por supuesto de Perú también.

He tenido preguntas sobre baterías de automóvil, de baterías para camión, y para motocicleta. Así mismo, me

llegan interrogantes acerca de baterías para carritos de niño en sus diferentes versiones: cuatrimoto, tricimotos, carritos de carrera. Son legión los lectores que me remiten sus proyectos sobre aplicaciones de energía fotovoltaíca, o sea de baterías y paneles en aplicación solar.

Recuerdo consultas como la del visitante que me preguntaba cómo hacer para que las baterías de sus cigarros electrónicos pudieran durarle más minutos, ya que salía de paseo y se quedaba sin batería y por ende sin cigarrillo.

Me viene a la memoria también la experiencia de un lector

que compra una batería y en el lugar de expendio no le informaron nada respecto del producto que le entregaban y que para instalarlo, debe primero activarse. Esto es llenarse de un líquido apropiado (llamado electrolito) y luego cargarla para ponerla a punto. El instaló la batería así seca y pues no daba para el arranque, y durante unos días manejó la moto encendida no con llave si no con pedal (o a patada como decimos en Perú), la batería iba como paquete viajero sin cumplir su cometido.

Otro visitante me comenta que el carrito de su hija estaba detenido sin uso por unos dos años. Desea ponerlo en

funcionamiento, pero las baterías estaban totalmente descargadas. Entonces usó el cargador como fuente de energía. Es decir emplear el cargador del carrito para energizar el motor y conseguir el desplazamiento. No lo logró a satisfacción, ya que el juguete se desplaza muy lento y sin fuerza.

Unos estudiantes desde España me plantean la cuestión de: ¿cómo hacer funcionar una plancha eléctrica para ropa, pero sin usar energía de red?. Se trataba de lograr un diseño de una plancha "cordless", sin hilos. Ellos pensaban que podía emplearse una batería como fuente de energía. 

Otro visitante me contó la historia de el emprendimiento que tuvo su familia. El abuelo del escribiente tenía una fábrica de separadores. Me refería que se empleaba madera para la confección de las hojas-separadores. Estaba yo accediendo a la información que solo había visto muy superficialmante en los libros sobre literatura de baterías. 

También he tenido planteamientos en las que se me requería mi opinión y conclusión acerca de una discrepancia

en la perfomance del funcionamiento de las baterías en una instalación de envergadura. De lo que yo dijera pues quizás se generaría un acción de reclamación. Muy similar es la consulta que me hizo un compatriota sobre mi parecer acerca de la calidad de unas baterías que la empresa para la que trabajaba pensaba importar. El compatriota estaba buscando razones para tomar una decisión. Para este tipo de consultas, procuro no tomar una actitud de oráculo, o de sabelotodo, les confieso que sigo aprendiendo día tras día. Les comparto lectores, que mi proceso de respuesta tiene presente que no cuento con toda la información de parte del preguntante. Tampoco conozco a plenitud el contexto, entonces me inclino siempre a encarar el tema haciendo participar al preguntador. Comento con el las características del producto y su relación con la aplicación particular. Es decir el preguntador se hace ducho en ir entendiendo la información técnica y pues toma una decisión.

Van ya siete años en esta aventura del BLOG. Me ha valido la experiencia para lograr ventas en mi patria. Me ha valido también para conocer de realidades de países lejanos o cercanos. He interactuado con lectores y lectoras y saber de proyectos y emprendimientos.

Después de siete años, afirmo que esta experiencia es muy positiva. Sin exagerar les digo que me siento realizado con este escribir sobre baterías, pilas y acumuladores.

Saludos amigos.

Reacciones químicas en las placas de una batería

Hasta ahora hemos analizado lo que sucede al electrolito por la acción del ácido sulfúrico que es absorbido durante la descarga y restituido en la carga; veamos ahora que sucede con este ácido, tanto en la superficie de las placas como en el seno de la materia activa.

Durante la carga el efecto suerficial más importante es la disolución de la película dura y cristalina de sulfato de plomo (SO₄Pb). Es muy resistente al paso de la corriente eléctrica, por eso al comienzo de la carga el valor de la intensidad no es muy elevado, pero va aumentando a medida que disuelve esa película, hasta alcanzar su valor normal cuando ya ha desaparecido, pasando entonces el ácido a enriquecer el electrolito, aumentando su densidad.

El sulfato de plomo al disolverse se convierte en peróxido de plomo (PbO₂) en las placas positivas y en plomo esponjoso (Pb) en las negativas. Cuando la carga es completa, es decir, cuando ha sido absorbido por el electrolito todo el ácido sulfúrico que retenía la materia activa, y además, se ha disuelto todo el sulfato de plomo, es cuando el densímetro señala los mas altos valores, alcanzándose el del electrolito original. En estos momentos se observa que un voltímetro marca algo más de 2 voltios por elemento; simultáneamente, aparecen en la superficie del electrolito abundantes burbujas, lo cual se einterpreta en lenguaje corriente diciendo que hierve; en realidad, lo que sucede es que no habiendo ya materias químicas que descomponer, la corriente que sigue pasando por la batería descompone el agua, separando sus dos elementos, hidrógeno (H) y oxígeno (O), que suben en forma de burbujas, a través del electrolito: al llegar a su superficie revientan.

Escribiendo la ecuación química que expresa los fenóemnos enumerados, tendremos:

Es decir que el sulfato de plomo (de los dos grupos de placas) más el agua del electrolito, debido a la acción del paso de la corriente, se convierte en peróxido de plomo en las placas positivas y en plomo en las negativas, quedando libre el ácido sulfúrico que se disuelve en el electrolito (aumentando su densidad). Es evidente que no se fabrica ácido sulfúrico con la carga y descarga de la batería, sino que siempre hay el mismo que se introdujo en cada elemento. Esta es la causa de no alcanzarse nunca una densidad mayor que la original, a condición de restablecer siempre el nivel del electrolito sólo con agua destilada.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958