¿De qué depende la cantidad de energía que puede acumular una batería?

Hola amigos lectores de Energicentro. Hoy una consulta de un visitante acerca de la cantidad de electricidad que puede acumular una batería. Aquí la consulta:

"Hola quiero saber que determina el que una batería de 12 voltios pueda tener más o menos "amperaje". Es decir que es lo que hace que una batería tenga 20Ah, y en cambio otra  50Ah"

La foto muestra el interior de una batería VRLA. Se aprecian las 
placas positivas (oscuras) y las negativas (grises). Observamos 
también el separador, que es una fibra de vidrio muy abosrbente.

Mi Respuesta:

El "amperaje" o Amperios-hora (Ah) es la cantidad de electricidad que puede almacenar una batería. Ahora, esa "electricidad" se almacena en las placas ubicadas al interior de la batería. En las placas están impregnados los materiales que retienen la electricidad y que técnicamente se le llama: "material activo". A mayor cantidad de material activo, pues mayor posibilidad de almacenar mas Ah.

Es decir las baterías que tienen más peso físico son las que almacenan más Ah. O sea:

1) Baterías con placas de mayor dimensión (largo x ancho) son las que almacenan más Ah.

2) Para baterías cuyas placas tienen las mismas dimesniones (largo x ancho), almacena mas Ah, aquella que tenga las placas de mayor espesor.

Final: Si bien es cierto que la cantidad de energía que acumula una batería depende del peso físico del material impregnado en las placas, también debe tenerse presente que a mayor cantidad de material sólido, pues debe contarse con mayor cantidad de electrolito ácido. Es decir debe haber un equilibrio enhtre el material activo y el electrolito.

Saludos

República Dominicana: Electricidad y Baterías

Hola amigos. Con bastante frecuencia recibo consultas sobre baterías e inversores, de parte de visitantes de República Dominicana. Las preguntas y comentarios de los dominicanos me hacen imaginar una situación muy similar a la que se vivió en mi país durante los años de 1985 a 1990. 

República Dominicana. 
Fuente: Wikipedia

Durante ese quinquenio, hubo una fuerte demanda de energía eléctrica aquí en el Perú. A la par, ocurrió que las lluvias fueron escazas durante tres años consecutivos, lo que llevó a las centrales hidroeléctricas de generación de energía a trabajar a un nivel muy por debajo de su rendimiento nominal: No había agua suficiente. La consecuencia fue tener un servicio deficitario de energía. Se impusieron los racionamientos y cortes programados de electricidad. Lo anterior, ocasionó que se instalaran generadores de energía a combustible diesel, y así, las industrias y comercios pudieron continuar con su actividad.

Río con bajo caudal de agua. 
Fuente: Wikipedia.

Diferente, lo que ocurrió con los usuarios domiciliarios. Ellos fueron los más afectados, sobre todo quienes se dedicaban a pequeños negocios. Sectores completos de la ciudad de Lima, se veían privados de electricidad, y algunos también de agua, ya que en algunas zonas era necesario el servicio de electrobombas para garantizar que el agua llegue a las casas con la presión requerida.

Como una manera de afrontar la crisis se ensayaron diversidad de alternativas. Algunas funcionaban, pero otras eran menos que paliativos. Por ejemplo recuerdo que en un programa de TV, recomendaban sacar la batería del auto y con ella alimentar un foco (bombillo o luminaria) para obtener iluminación. Te decían: "Así usted tiene un generador casero". Claro el programa de TV, no te explicaba cómo era que tenías que hacer cuando se agotaba la energía de la batería. Ya no tenías luz del foco, y tampoco auto que encendiera.

Se comercializaron en esa oportunidad unos equipos llamados conversores. Estos no eran otra cosa que unidades que convertían la energía de una batería de 12 voltios, en energía alterna de uso domiciliario de 220 voltios. A la vez, estos equipos actuaban como cargadores de batería. La potencia de los inversores era de unos 500 watts. El equipo en modo cargador entregaba unos 5 amperios. La salida de voltaje en 220 voltios, no tenía regulación (o sea no siempre estaban presentes los 220 voltios. A medida que la batería se iba descargando, pues este voltaje disminuía, y caía tan bajo como 180 voltios) y el tipo de onda alterna era lo que se llamaba: Onda Cuadrada.

Fuente: Wikipedia

La Onda Cuadrada, es una energía del tipo alterno de 220 voltios y de 60 hertz, que son digamos los valores nominales con los que trabaja la energía eléctrica que llega a nuestras casas aquí en Perú. La diferencia era que la energía que recibíamos de parte de la empresa eléctrica era: Onda Senoidal. El dibujo nos grafica lo que es una onda senoidal (curva verde) y onda cuadrada (cuadrados de color rojo). Como se observa, los valores máximos de ambas ondas, coinciden, no así su forma. Sucede que muchos equipos eléctricos están diseñados para trabajar con onda senoidal y cuando se les aplica onda cuadrada, pues no funcionan o su operación tiene deficiencias. Es lo que los especialistas llaman: Ruido eléctrico. Recuerdo que a solicitud de un propietario de una computadora de diseño, instalé un  conversor de onda cuadrada. Al encender el equipo, este "abrió" sus programas de trabajo, pero había un zumbido que no era normal.

Inversor y batería. Fuente: Powerinverters.com

Si no hay electricidad como un servicio continuo y sin fallas, pues los domicilios, no tienen iluminación en las horas que lo requieren. Las neveras o cámaras de frio, no conservarán los alimentos, sobre todo si el país o región tienen mayormente clima tropical. Me pongo a pensar por ejemplo en las postas médicas rurales que necesitan mantener vacunas en refrigeración. Se pierde también la comunicación efectiva vía fono o internet.

Una manera de afrontar la falta de energía domiciliaria, es mediante el uso de inversores. La potencia de estos equipos, dependerá de lo que se va a conectar a ellos. El tamaño y número de baterías, dependerá de la potencia de los equipos y de las horas que planeamos que estarán en funcionamiento usando solo la energía almacenada en los acumuladores (baterías).

Lo que relaté líneas arriba sobre la experiencia en mi país con los conversores, es quizás muy similar a  lo que los dominicanos tienen que afrontar ahora. A la fecha, los equipos se han sofisticado y los inversores se manufacturan en diversidad de potencias. Son equipos más compactos y más confiables. Tienen regulación, es decir el voltaje que entregan es estable y no se ve afectado por la caída de voltaje de la batería, a medida que esta se va descargando. Dicho sea de paso, existe la opción de que suministren energía alterna con onda senoidal o cuasi-senoidal.

Estos equipos de uso domiciliario, generalmente están en un rango de 2000 a 4000 watts, siendo los más usuales los de 3000 watts. Generalmente están equipados con baterías de tapones y electrolito líquido. De 6 voltios y con capacidades de entre 180 a 225 A-h. Son las baterías conocidas como de: Ciclo Profundo.

La batería y el equipo inversor, deben estar adecuadamente dimensionados para atender la demanda esperada tanto en potencia, como en número de horas de servicio. La batería es el elemento gravitante para el diseño. Es el dispositivo de mayor inversión y el que hay que cuidar más, para obtener de él, buena vida útil.

Por ahora quedó aquí. Esta entrada tendrá una segunda parte. Solicitaría a los visitantes que me escriban y me remitan sus preguntas, sobre todos los amigos dominicanos. Me gustaría si alguno me cuenta su experiencia. El tipo de equipo que tiene y que tan satisfecho está. Ayudarían las fotos que me puedan remitir.

Mi correo es: energicentro@gmail.com

Saludos.

"El Amperaje"

Midiendo la Capacidad de una Batería

Buen día amigos. Un lector me hace el siguiente comentario:

"Sr. Carlos. es usted muy amable. Ante todo un cordial saludo desde Panamá. Es usted muy amable le agradezco sus respuestas y disculpe las molestias tan seguidas. Aun no hago la prueba con la lámpara de prueba pero en cuanto lo haga le comento...

(Nota del Blogger baterillero: El lector se refiere a una manera práctica de detectar si una batería todavía es confiable).

Una pregunta: ¿Qué aparato me sirve para medir amperaje ? Soy tecnico en sistemas de computadoras, por eso las preguntas sobre las UPS y baterías, y tengo el proyecto de poner un sistema con fotoceldas en una cabaña".

Bueno, intentaré ser los mas claro posible en mi respuesta. Allí le vamos:

Usualmente cuando se trata de baterías de energía y se usa el término "amperaje, pues se entiende como expresión de los Amperios-hora que acumula una batería o un grupo de baterías. Es decir, el "amperaje" se refiere a la CAPACIDAD.

Claro el término no es muy correcto, técnicamente hablando, ya que Amperios, es unidad de Intensidad de Corriente Eléctrica, mientras que A-h es unidad de energía eléctrica (en realidad es de carga eléctrica). 

Entonces, atendiendo a la pregunta del lector, lo que el desea medir es los A-h que tiene una batería. 

(Una salvedad, antes de continuar: Si por amperaje, en realidad el preguntador se estuviera refiriendo a corriente eléctrica, pues debe usarse un amperímetro de escala adecuada al rango de corriente que circulará por una instalación).

Para determinar la capacidad de una batería, pues basta con recurrir al catálogo del fabricante. También sobre el cuerpo de la batería, se puede leer la anotación sobre los A-h nominales que la batería tiene de manufactura. Por ejemplo:

-La batería marca GasTon modelo GT12-12, tiene una capacidad de 12 A-h a 20 horas rate.
-La batería GasTon modelo GT12-18HR, lleva sobre la cara frontal la indicación: 20.4 A-h a 20 horas rate.
-La batería KOYO de motocicleta modelo 127-3B, es de 7 A-h a 10 horas rate.

Lo anterior es válido cuando se trata de baterías nuevas, pero veamos ahora como resolver la cuestión, para baterías que están en servicio.

Medición de los A-h, con Prueba de Descarga

1) Se retira la batería o las baterías de la instalación, sea esta un UPS, Central de telefonía, auto etc.

2)Luego de desconectada, se deja la batería en reposo  por 24 horas. 

3)Terminado el periodo de reposo, se mide el voltaje. Este debe ser de alrededor de 12.6 voltios. Si es menor, proceder a recargar la batería. Iniciar la recarga a un valor de corriente equivalente a 1/10 de la capacidad en A-h de la batería. La carga se da por terminada, cuando se logra en bornes de la batería un voltaje de 14, con el cargador conectado y prendido.

4)Se conecta la batería a un equipo descargador de corriente constante. Si la batería fuera de 200 A-h, se fija el rango de corriente de descarga en 10 amperios. Se controla el tiempo durante el cual la batería mantiene un voltaje igual o mayor a 10.50 voltios. Una vez alcanzado ese valor, se registra el número de horas que le tomó a la batería el llegar a 10.50 V. Supongamos que fueran 12 horas. Por tanto los A-h que tiene la batería disponibles son: 10 x 12 = 120 A-h.

Nominalmente las baterías nuevas eran de 200 A-h y la prueba de descarga nos indica que su capacidad actual es de 60% del valor nominal. Una menor capacidad, nos dice que la batería brindará menor autonomía a la prevista. Toca el técnico tomar la decisión del cambio de la batería. Usualmente se considera que debe reempelzarse una batería, cuando la capacidad cae a un 70% de su valor nominal (de cuando era nueva), otros consideran 80% (son mas exigentes).

De la descripción del proceso, vemos que es un método que lleva tiempo. Pero es el mas certero para determinar el estado real de una batería. Esta prueba se usa también, como logística de recepción de baterías nuevas instaladas en un sistema.

Midiendo El Valor de Resistencia Interna de la Batería

Para esto, se retira la batería de la instalación. Se procede a medir la "Resistencia Interna" y se compara este con el valor que la batería tenía de cuando era nueva. Ciertamente, la medición de la resistencia se hará partiendo de la consideración de que la batería está totalmente cargada. Usualmente en  un UPS, la batería está en Modo Flotación y se considera que está siempre 100% cargada y lista para entrar en operación.

Para la medida de Resistencia Interna, se emplean dispositivos que simulan internamente un Puente Wheatsone. Una de las marcas conocidas para estos equipos es Midtronics. Otra son los equipos Snap-on.

Este es un método de prueba rápido y de muy buena referencia, sobre todo para baterías en UPS. 

Aquí la ilustración de un equipo alternativo para el test de baterías de la firma AMV Electrónica. este dispositivo mide los A-h disponibles en la batería. El catálogo dice que no importa la edad o estado de carga:

Tomado de la WEB: amvelectronica.com

En la siguiente dirección, hay un video sobre este dispositivo de  AVM:

www.youtube.com/watch?v=dvSQKfUXCH

 

A continuación u comentario, que no es una crítica al dispositivo, pero es si una interrogante. La batería tiene 12.42 voltios y el equipo como resultado de su test dice que hay 7.3 A-h, siendo que la batería es de 7 A-h nominales. En mi opinión, no hay lógica.

Saludos. Espero sus comentarios

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

Placas de Una Batería

Hola baterilleros y lectores del blog energicentro. El día lunes pasado fue el aniversario de Lima, la ciudad capital de Perú. En efecto La Ciudad de los Reyes, nombre con el que fue conocida durante el periodo del virreynato español, fue fundada por Francisco Pizarro, un 18 de enero de 1835... ¡Feliz día Lima!

Al adquirir baterías, una de las características que describe el usuario es el Número de Placas. Como sabemos una batería en su interior, tiene grupos, llamados elementos (uno por celda). Estos grupos, están conformados por placas positivas, placas negativas y separadores.

(Celda Transparente, mostrando las placas)

Las placas, están impregnadas de un material de plomo, conocido como activo. Es en este material, donde se acumula la energía que recibe una batería. Las placas son láminas planares de forma rectangular (aunque hay excepciones, como las baterías con celdas cilíndricas). A mayor espesor de lámina y a mayor dimensión de la lámina (largo x ancho) entonces, mayor capacidad de acumulación de energía por parte de la batería.

Para aplicaciones de tipo automotriz, la recomendación es reemplazar la batería original, por una de similares o superiores características a las que tenía el vehículo. Hay usuarios que para lo anterior,se guían del Número de Placas. El impase resulta cuando se desconoce este número en la batería a reemplazar.

Lo importante para la selección de una batería de reemplazo son los siguientes tres números básicos:

• 
  
  Poder de arranque en amperios: En la batería, figura también como CCA. Es el Cold Cranking Amperes.
  
  
  
• Reserva de Capacidad (RC): Expresado en minutos.
• Capacidad (A-h): Llamado también "el amperaje". Se acompaña, por el dato del ratio, generalmente a 20 horas.

Adicoonal a  lo anterior, y para efectos de reemplazo debe tenerse en consideración las medidas físicas de largo, ancho y altura, ya que esto permite la intercambiabilidad de la batería.

En resumen: no interesa cuantas placas por celda tiene una batería en su interior, si es que se tiene la data de los tres números básicos. Es digamos irrelevante para una batería de 60 A-h de capacidad, si en su interior tiene dos o 50 placas por celda. La cantidad de energía que acumula, garantizada por el fabricante es de 60 A-h.

El dato de placas por celda, aparece descrito en los catálogos de los fabricantes. Si el listado está hecho en función de la norma BCI, no suele aparecer el número de placas. La norma BCI, para baterías de arranque detalla: CCA y RC de la batería.

Lo que describo para baterías de arranque, sobre la relativa irrelevancia del número de placas por celda, vale también para las baterías de aplicación estacionaria. Yo digo relativa irrelevancia. No afirmo que carezca de importancia el dato de placas por celda, pero es más certero para seleccionar una batería, emplear los valores de: CCA, RC y A-h.

Saludos amigos.

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

Lo que podemos esperar de un vendedor de baterías

Normalmente, cuando una persona se ve en la necesidad de buscar el reemplazo de una batería tiene en su mente la consigna de obtener un producto a la brevedad y a un costo razonable. Suele no tener idea de la aplicación de la batería o sus características. Lo único que tiene claro es que el departamento de mantenimiento, servicio técnico o de investigación hizo el requerimiento con carácter de urgente.

Al enfrentar este cuadro típico empresarial, el vendedor debe estar ahí como un guía que con comodidad permita a la persona encargada del Departamento de Compras o al representante que se comunica con él, por medio del teléfono, lograr transmitir los datos esenciales e importantes. Para la persona que solicita la batería el voltaje, amperaje, el tamaño de la batería, el tipo de bornes son palabras sacadas de una novela de ciencia ficción o términos que cree haber escuchado a los ingenieros en alguna conversación de pasillo. Sería fabuloso poderles introducir a este mundo; pero ante la premura y la complicación al menos hay que poner las ideas en blanco y negro para llegar a una venta efectiva.

Un escenario parecido, mas no igual, se da cuando llama: un padre, madre, abuelo, abuela, que desean se revise la batería del carrito del niño o la niña de sus ojos que está guardado hace más de 8 meses y cuya batería fue recargada por última vez antes de que la personita que se divertía con el cochecito acabará completamente con su carga útil. Este comprador alberga la esperanza de que la batería siga operativa, pero la conexión esté fallando o supone que la batería era pésima y por eso no arranca. Así mismo, ignora el voltaje o las medidas. En ocasiones sucede que ya no tiene consigo la batería que hay que reemplazar y así se hace mas dificil ubicar la batería equivalente.

En ambos casos lo que estás personas necesitan es que el vendedor esté consciente de que él es el experto, como tal, debe ayudar al cliente a aclarar sus ideas, darle la información básica necesaria, recabar la información mínima para determinar el modelo óptimo para ese requerimiento y darle aquello que realmente necesita.

Ahora bien, cuando el comprador es también un experto, se espera que el vendedor sea lo suficientemente profesional para usar la terminología adecuada y de este modo establecer un nivel de comunicación y asesoría tan satisfactorios que permitan que la persona se sienta confiada y segura de que está hablando con alguien que aplica sus conocimientos colaborando con él para obtener aquello que verdaderamente necesita.

Podemos esperar que un vendedor de baterías nos haga la vida más sencilla y más sensata...así sea.

Saludos

Carlos el baterillero

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

El "Amperaje" de una batería

A la cantidad de energía que puede almacenar una batería, se le conoce con el nombre de capacidad. Algunos le llaman el amperaje. Capacidad o amperaje es, en otras palabras, la cantidad de electricidad que tiene una batería totalmente cargada.

La capacidad se mide en Amperios-hora (A-h). El conocimiento de los A-h de una batería, nos permite seleccionar el modelo adecuado para una determinada instalación. Por ejemplo, si tenemos un vehículo al cual se le han ido adicionando accesorios eléctricos, es aconsejable elegir una batería de mayor capacidad a la que originalmente tenía el vehículo 

"La capacidad, es la cantidad de energía, que puede almacenar una batería" 

En nuestro medio y para aplicaciones automotrices, se usa el criterio de placas por celda para referirse a la capacidad de una batería. Por ejemplo, la práctica aconseja, que es mejor instalar una batería de 13 placas, en vez de una de 11, porque una de 13, tiene más amperaje que una de 11. Sin embargo, lo anterior no siempre es totalmente cierto. 

Para el caso de una batería que “alimenta” un equipo electrónico, la capacidad define el tiempo durante el cual el equipo funcionará bien. Este tiempo, recibe el nombre de: autonomía. Por ejemplo, si una luz de emergencia, tiene una batería de 12 voltios y 7 A-h, logra una autonomía mayor a los 90 minutos. Con una batería de 12 voltios y 9 A-h, se conseguirá una autonomía mayor. 

La capacidad de una batería depende de la velocidad con la cuál entrega su energía. Veamos el siguiente ejemplo: supongamos una batería nueva y totalmente cargada, que se instala en un auto. Se procede a encender el auto digamos unas diez veces seguidas. Al intentar el onceavo arranque, éste no se produce. La conclusión lógica es que la batería se descargó, es decir, entregó toda su energía. Sin embargo, si retiramos esa misma batería y le conectamos un televisor, lograremos su funcionamiento sin ningún inconveniente. Quiere decir, que la batería, todavía tiene energía.   

La razón es: al encender el motor de un auto, la batería entrega alto amperaje, en un periodo corto. En cambio con el equipo TV, la batería entrega bajo amperaje, en un periodo prolongado.

"La capacidad, varía según la forma en que se extraiga la energía. Si la corriente es muy alta, la capacidad disminuye. Si la corriente es pequeña, la capacidad crece". 

Por ello, se hizo necesario definir un estándar para medir la capacidad. El mismo recibe el nombre de ratio, que es el tiempo especificado para medir los Amperios-hora de una batería. Existen diversos ratios: 

-20 horas, para batería de uso automotriz. 
-20 horas, para batería de uso estacionario. Se emplean también los ratios de 10 horas, 5 horas etc. 
-10 horas, para batería de uso en motocicletas. 
-100 horas, para baterías en uso solar fotovoltaíco. 
-Watts por celda, para baterías en equipos UPS. 

Veamos el caso de la batería marca GasTon modelo GT12-18HR

 

Capacidad: 

20.4 A-h a 20 horas rate.

20 A-h a 10 horas rate.

17 A-h a 5 horas rate. 

13 A-h a 1 hora rate. 

75 watts por celda a 15 minutos.   

Saludos amigos lectores, espero sus comentarios.


Carlos Torres, especialista en acumulación de energía (pilas y baterías), planos eléctricos, mantenimiento eléctrico doméstico e industrial. Móvil 996583864 (24 horas al día).