Glosario de Baterías

Los fabricantes de baterías acostumbran distinguir entre las baterías destinadas al arranque, ignición e iluminación de vehículos con motor a explosión (denominadas LSI, según sus siglas en inglés) y las destinadas a otras aplicaciones, como telefonía y sistemas de comunicaciones en general, servicios auxiliares de subestaciones transformadoras de energía, energía solar y eólica, UPS, iluminación de emergencia y vehículos eléctricos, para mencionar las más frecuentes. Todas las baterías que se destinan a estas otras aplicaciones se denominan “industriales”, Las baterías industriales, a su vez, se dividen entre las de uso estacionario y las destinadas a tracción eléctrica.

Es aquella que ha sido especialmente diseñada para operar en ciclado de profundidad superior a 50% (por ejemplo, TROJAN admite una descarga de hasta un 80%). No se debe utilizar una batería de propósitos generales cuando los ciclos son profundos (por ejemplo, en energía solar). Las baterías de ciclo profundo poseen placas reforzadas para evitar su agotamiento prematuro y poder soportar mejor la exigencia del ciclado.

En primer lugar, comencemos diciendo que su principio de funcionamiento es idéntico al de una batería de electrolito líquido. La diferencia es que el volumen de electrolito es solo el necesario para el cumplimiento de la reacción química interna, y se haya absorbido en el separador que aísla a una placa positiva de una negativa. Esta absorción del electrolito en el separador permite que la batería se instale en cualquier posición, sin que por ello se produzcan derrames (a veces, también se las denomina como baterías de electrolito inmovilizado). Dado que la cantidad de electrolito es escasa, estas baterías no tienen tapones para reponer agua desmineralizada sino válvulas. Estas se colocan para evitar que el agua del electrolito se evapore durante la última parte de la carga. Asimismo, todo el diseño interno está previsto para facilitar la recombinación de gases, evitando su pérdida. Otro nombre con el que suelen designarse estas baterías es por la sigla VRLA, o sea, batería de plomo-ácido regulada por una válvula, en inglés. Las baterías de electrolito absorbido tienen innumerables ventajas: a la ya mencionada (instalación en cualquier posición) se agrega el bajo mantenimiento (no se debe reponer agua), el menor espacio en planta que ocupan y la posibilidad de instalarse junto a equipamiento electrónico de cualquier tipo por tener una muy baja liberación de gases. Las precauciones a tener en cuenta se relacionan con la temperatura del ambiente (lo ideal es que esté comprendida entre 15 y 30ºC y con el cargador, que debe ser de tipo autorregulado, con tensión constante y corriente limitada.

Una batería para uso estacionario es la que se mantiene permanentemente cargada mediante un rectificador auto-regulado. Este rectificador puede, también, alimentar a un consumo, como en el caso de las centrales telefónicas, o a otro equipo de conversión de energía, como en el caso de las UPS (el equipo en cuestión es el inversor que alimenta al consumo). En los sistemas de iluminación de emergencia, en cambio, el rectificador solo alimenta a la batería. En cualquier caso, lo importante es que la batería se descarga con muy poca frecuencia y el rectificador debe recargarla, luego de una descarga, y mantenerla perfectamente cargada, compensando la auto-descarga interna.

Se denomina ciclo de una batería a la sucesión de una descarga seguida de su posterior recarga hasta recuperar completamente la energía extraída. Las normas también definen la duración de ciclos normalizados para probar una batería. Por ejemplo, en la norma IEC 60896, el período de descarga es de 3 horas, mientras que el de carga dura 21 horas. Es decir, la norma permite realizar un ciclo completo por día. Se denomina profundidad de una descarga a la relación entre la capacidad descargada y la capacidad nominal de la batería. Cuanto mayor la profundidad de la descarga, menor será la cantidad de ciclos que la batería nos podrá entregar. Por ejemplo, si una batería de tipo monoblock para aplicaciones estacionarias entrega 180 ciclos con una profundidad de descarga de 80%, reduciendo las descargas a un 30%, la misma batería entregará más de 1000 ciclos.

De la misma manera que un automóvil, con su carga de combustible completa, no recorre la misma distancia si el conductor maneja a 100 Km/h que si lo hace a 150 Km/h, la capacidad de una batería disminuye si la velocidad (régimen de corriente de descarga) aumenta con respecto al valor nominal. Por ejemplo, una batería de 100Ah de capacidad nominal (descarga a 5A durante 20h), tiene 90Ah cuando se la descarga a 18A en 5h, y solo 64Ah cuando el régimen es de 64A durante 1h. Siempre se deben consultar los datos del fabricante para saber la capacidad exacta que entregará el producto bajo las condiciones de la aplicación.

La capacidad de una batería es la cantidad de electricidad que puede proveer a una carga. Depende, básicamente, de tres parámetros: régimen de descarga (o “velocidad” a la que la descargamos), temperatura y tensión final. Capacidad nominal es la capacidad definida en condiciones normalizadas de los tres parámetros básicos de los que ella depende. Estas condiciones están establecidas en varias normas nacionales e internacionales, como las IEC, IEEE, DIN, BS, JIS, etc. Por ejemplo, en la norma IEC 60896, las condiciones normalizadas que se fijan para una batería estacionaria son las siguientes: descarga en 10h hasta 1,8 VPC (Volt por celda) a una temperatura ambiente de 20ºC. En cambio en la norma IEEE 450, las condiciones para el mismo producto son 8h hasta 1,75 VPC a 25ºC. En las baterías monoblock pequeñas, como las NP de Yuasa o las CP de Vision, la descarga se normaliza para un tiempo más largo: 20h Lo más frecuente es que la capacidad se mida en Ah, unidad que indica la cantidad de carga eléctrica (el lector que recuerde la unidad de carga eléctrica, el Coulomb [Coul], mediante una simple cuenta deducirá que 1 Ah = 3600 Coul). En los últimos años, sin embargo, cada vez más, la capacidad de las baterías se especifica también en Wh (Watt x hora). Esto se debe a la aparición de los equipos UPS, que mantienen en operación no interrumpida a equipos informáticos. Dado que una UPS debe entregar una determinada potencia, es razonable que la batería que la alimentará también se especifique de esa manera. Las descargas en Wh suelen darse para tiempos inferiores a una hora (un valor típico es 15 minutos).

Conexión de un grupo de baterías interconectando los terminales de la misma polaridad entre si. Es decir, unir eléctricamente todos los bornes positivos y todos los bornes negativos. Esta conexión incrementa la capacidad disponible y entrega la tensión que daría una sola de las baterías. Es decir que aumenta la capacidad a la suma de amper de todas las baterías conectadas en el banco.

Conexión de un grupo de baterías interconectando entre si los terminales de polaridad opuesta, por lo que se incrementa la tensión pero no la capacidad; es decir suma el voltaje de las baterías conectadas.

Es una batería que ha sido diseñada para soportar un alto ciclado. Es decir una gran secuencia de descargas, seguidas de las correspondientes recargas. Obsérvese que, una batería para uso estacionario, tendrá conectado un cargador (que, a su vez estará conectado a la red pública de alterna) por lo cual su descarga será muy baja. En cambio, una batería que alimenta un vehículo eléctrico, como un auto-elevador eléctrico, todos los días tendrá un ciclo de descarga, mientras la máquina se encuentra trabajando, a lo que seguirá una carga durante el tiempo en que el operador descansa.

Medir la tensión de vacío es una forma sencilla y práctica. La tensión, en baterías de plomo-ácido, depende de la densidad del electrolito. La regla práctica dice que, si se conoce la densidad del electrolito (expresada en Kg/l) sumando el coeficiente 0,845 obtendremos la tensión a circuito abierto o en vacío (por celda) de esa batería. Veamos un ejemplo. La densidad del electrolito de las baterías selladas es de 1,3 Kg/l. Por lo tanto, 1,3 + 0,845 = 2,145. Este será el valor en Volt de la tensión a circuito abierto. Si la batería es un monoblock de 12V (6 celdas), la tensión a circuito abierto que mediremos, cuando se encuentra bien cargada, será de 12,87V.

Las baterías producen gases inflamables. Nunca fume o acerque fuentes de calor. No produzca chispas eléctricas. Si la batería es de electrolito líquido, efectúe su traslado con extremo cuidado para que no se derrame el electrolito ácido. Una batería siempre debe levantarse tomándola de la base; evite siempre hacerlo de los bornes: podría dañar el sellado de los mismos. Si se derrama electrolito ácido en la ropa o en el cuerpo, lave inmediatamente con abundante agua durante no menos de 15 minutos; si hubiera salpicaduras en los ojos, no los cierre y lávelos con agua durante el tiempo ya mencionado; recurra a un médico o servicio oftalmológico lo antes que sea posible. Cuando el derrame sea más importante, y encontremos electrolito en el piso, se debe tener en cuenta que la composición de este (en peso) es de, aproximadamente un 45% de ácido sulfúrico concentrado. Entonces, recordemos que jamás se debe arrojar agua sobre un ácido. O sea, seamos absolutamente claros: no arrojar agua sobre el derrame. Lo que se debe hacer con un derrame de ácido, como ocurre con otros productos químicos, es absorberlo, para luego descartar el material absorbente impregnado en un cesto o bolsa para residuos peligrosos (en otras palabras, no se debe descartar con la basura domiciliaria). Una vez absorbido el derrame, cualquier traza o mancha de electrolito que quede en el piso y pueda tener un efecto residual, puede neutralizarse limpiando mediante una solución de bicarbonato de sodio (125g por litro de agua) seguida de un enjuague final con agua. Al conectar las terminales de un cargador externo a la batería, poner el cable (rojo) positivo al borne positivo y el cable (negro) negativo al borne negativo. Si la batería aún está conectada a algún equipo, previamente, desconecte el borne negativo. Recuerde que una batería es un equipo eléctricamente activo (o “vivo”). Trátelo con el mismo respeto y cuidado con el que manipula los equipos conectados a la red de corriente alterna. Además cuide que la tapa o cubierta superior esté limpia y no deje elementos metálicos sobre la misma. Utilice herramientas aisladas con termocontraible (o cinta aisladora en el peor caso), quítese los anillos y relojes de malla metálica al trabajar. Asegúrese que, al instalar la batería, la polaridad de las terminales sea la correcta; de lo contrario, podría dañar el equipo a alimentar. Las baterías contienen plomo en su interior. Por lo tanto, cuando la capacidad es mayor a 50Ah, su peso pasa a ser considerable. Recuerde que no es su espalda, sino sus piernas y rodillas, las que deben realizar el esfuerzo más importante cuando levante una batería del piso. Siempre que pueda, y obligatoriamente cuando el peso exceda de 30 Kg, recurra a la ayuda de otra persona y al empleo de elementos de izaje. Por el mismo hecho de que contiene plomo (además de ácido sulfúrico), al final de su vida útil, una batería no puede descartarse con la basura domiciliaria. Ingrésela a un circuito de reciclado entregándola a quien le suministre la batería nueva (el reciclado de baterías de plomo-ácido está regulado por la Resolución 544/94 de la Secretaría de Medio Ambiente de la Nación).

Se puede formar corrosión en los terminales sino se les mantiene limpias y secas. Para evitar dicha corrosión, aplique una capa fina de vaselina ó de protector para terminales que se puede adquirir comercialmente.

Revise que todos los tapones de ventilación de la batería estén propiamente instalados Limpie la parte superior de la batería, las terminales y las conexiones con un paño ó cepillo y una solución de Bicarbonato de Sodio y agua. No permita que la solución de limpieza entre en la batería Enjuague con agua y seque con un paño limpio Aplique una capa fina de vaselina ó protector para terminales que se pueden adquirir con su distribuidor local de baterías Mantenga el área donde están las baterías limpia y seca

Nunca se debe agregar agua a las baterías de gel o de separador de fibra de vidrio absorbente (AGM) ya que éstas no pierden cantidades importantes de agua durante su uso. Las baterías con electrólito líquido necesitan adición de agua periódicamente. La frecuencia depende del uso de la batería y de las temperaturas de operación. Inspeccione las baterías nuevas cada par de semanas para determinar la frecuencia de adición de agua que necesiten. Es normal que las baterías necesiten más agua a medida que envejecen. Cargue las baterías completamente antes de agregarles agua. Sólo agregue agua a baterías descargadas ó cargadas parcialmente, si las placas están expuestas al aire. En este caso, agregue sólo la cantidad suficiente de agua para cubrir las placas y luego cargue las baterías, continúe con el procedimiento de adición de agua que se describe a continuación. Retire los tapones de ventilación y colóquelos hacia abajo para que no recojan polvo debajo de ellos ó, en el caso de las baterías Plus Series™, simplemente mueva la tapa hacia arriba para abrirla. Revise el nivel del electrólito. Si el nivel del electrólito está visiblemente por arriba de las placas, no es necesario agregar más agua. Si el nivel de electrólito apenas cubre las placas, agregue agua destilada ó desionizada hasta llegar a 1/8” (3 mm.) por debajo del cuello de llenado (protector de plástico dentro del orificio de ventilación) en el caso de baterías regulares y hasta el indicador de nivel máximo (MAX) en el caso de baterías Plus Series™ . Después de agregar agua, vuelva a asegurar los tapones de ventilación de las baterías. Se puede usar agua de uso casero siempre que el nivel de impurezas esté dentro de los límites aceptables. Consulte la Tabla 3 para ver los límites máximos de impurezas permitidos en agua para uso en baterías