lunes, 29 de diciembre de 2008

Mantenimiento baterías.

No hace falta comentar qué aplicaciones tienen las baterías o acumuladores (con o sin mantenimiento) porque son de sobra conocidas por cualquier persona que se dedique de forma directa o indirecta al mundo de la electricidad. En esta entrada trataremos de forma general sobre el mantenimiento de las baterías o acumuladores.

Construcción y tipos.

Las baterías de mayor utilización son las de plomo-ácido; el polo positivo suele ser de dióxido de plomo, plomo-antimonio (clásicas de los automóviles) o plomo-calcio, el electrodo negativo suele ser de plomo (Pb), el electrolito suele ser ácido sulfúrico disuelto en agua destilada.
Una batería de coche posee 6 vasos, cada vaso proporciona 2 V, como están conectados en serie 6x 2 = 12 V. También existen baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) muy utilizadas.



Características principales de las baterías.

Normalmente en las baterías vienen indicadas tres cifras;

36 Ah, 180 A, 12 V,

1. La primera cifra hace referencia a la capacidad en amperios hora, este dato nos indica el amperaje que puede proporcionar la batería en una hora, aunque es más frecuente que nos den la capacidad nominal C20 o K20 que es la capacidad que alcanza la batería después de una descarga de 20 horas, por ejemplo; si disponemos de una batería de 80 Ah y C20 hallar su intensidad media de la corriente de descarga

Im = 80Ah/20 h = 4 A

2. La segunda cifra hace referencia a la corriente de prueba.

3. La tercera cifra nos indica la tensión en voltios que nos proporciona la batería.

4. Vida útil: es el tiempo de duración que estima el fabricante.

5. Autodescarga: este fenómeno se produce en las baterías, aunque no se utilicen, por reacciones químicas internas.

6. Tensión residual: a medida que una batería se descarga desciende su tensión, se considera que un acumulador está descargado cuando su voltaje entre sus bornes existe una tensión mínima.

7. Carga y flotación: la carga de una batería es el proceso por el cual se vuelve a reponer la energía que ha sido extraída durante su utilización. Llamamos estado de flotación a la situación cuando la batería no tiene ninguna carga conectada.


Consejos de mantenimiento generales.

1. Las baterías en muchas ocasiones se hacen conexiones mixtas (serie-paralelo) para poder obtener tensiones e intensidades adecuadas a la utilización, es por eso que todas sus conexiones o placas deben tener una película de grasa blanda o vaselina para evitar sulfataciones que disminuyen drásticamente la vida de la batería.
La sulfatación también se puede producir en las placas negativas debido a disminuir excesivamente la materia activa, y por tanto, la capacidad de la misma, transformándose esta materia activa en sulfato de plomo, esta es la avería principal de las baterías de plomo. 

Cuando los bornes no tienen el adecuado par de apriete también suelen sulfatarse, así pues, al montar una batería o al realizar el mantenimiento preventivo se debe comprobar el par de apriete de las bornas, este dato normalmente suele estar en los manuales en N/m².



Bornes y placas de conexión con vaselina de batería Ni-Cd, aunque con el tiempo ennegrezca si pasamos un trapo observaremos que la conexión permanece intacta como el primer día. Se pueden apreciar en los tapones los orificios por donde salen los gases cuando la batería se está cargando. Fotos: Viatger.

Conexiones baterías para proporcionar 120 Vcc.

Conexiones baterías de Ni-Cd. Fotos: Viatger.

2. Las baterías deben rellenarse con agua destilada entre el nivel máximo y mínimo ya que si la llenamos al máximo corremos el riesgo de que en el proceso de carga pueda derramarse la mezcla de ácido-agua a través de los orificios de los tapones de la misma. Al observar las placas a través de los orificios las placas deben quedar sumergidas.

3. Cuando existan lugares específicos para carga baterías el local debe estar bien ventilado y poseer un lavaojos de seguridad, sacar los tapones y no acercar ningún tipo de llama porque en el proceso de carga las baterías producen hidrógeno y éste es altamente inflamable. Esto también es aplicable en las cargas de baterías de SAI o grupos de cargador-batería, como la carga se realiza de forma automática no es necesario retirar los tapones aunque sus orificios deben permanecer limpios.

4. Si se debe cambiar el ácido se deberán seguir escrupulosamente las indicaciones del fabricante y utilizar todas las medidas adecuadas de prevención de riesgos laborales, como la utilización de guantes, mandiles, gafas, etc. adecuados para riesgos químicos, debemos recordar que el ácido que se manipula es sulfúrico.

¡Norma importantísima¡ Al efectuar la mezcla ácido con agua, siempre se debe echar el ácido sobre el agua y no al revés porque resulta muy peligroso, existe el riesgo de proyección de líquido al exterior.

5. Una manera de saber el estado de carga de las baterías es midiendo la densidad de la mezcla ácido-agua, aunque la densidad depende del tipo de batería. Este dato nos lo proporciona el fabricante, pero generalizando podemos decir que la densidad de una batería cargada completamente presenta valores entre 1,20 kg/dm3 y 1,28 kg/dm3. Por ejemplo, los datos de una batería pueden ser:

-
Cargada 1,28 kg/dm3 y 2,1 V
-
Descargada 1,12 kg/dm3 y 1,7 V.

La densidad se mide con un densímetro que consta de un espirómetro para extraer la mezcla ácido-agua y un aerómetro. Las unidades sueles expresarse en kg/dm3 , g/cm3 o grados Baume (Baumé).

Espirómetro. Fotos: Viatger

Medida de la densidad de una batería mediante densímetro.

6. Otro control de la carga de una batería se realiza efectuando una medida de la tensión que existe en cada vaso, pero ésta solamente es correcta cuando la batería está conectada a su carga, si no es así se debe realizar con voltímetros que disponen de unas resistencias que simulan una carga como el de la fotografía.

7. Las baterías deben cagarse completamente y nunca dejarlas descargadas más de 24 horas, para un rendimiento óptimo y una duración aceptable se deberían hacer una vez al mes un ciclo de carga-descarga completo, aunque valga decir que por motivos de la continuidad de servicio la mayoría de veces no se puede realizar y se produce el efecto memoria (suele ocurrir cuando durante mucho tiempo no hemos realizado la carga máxima de la batería se observa que su capacidad ha disminuido, es decir, cada vez que intentamos cargarla al máximo observamos que almacena menos carga, es como si hubiera memorizado las veces que hicimos las cargas y descargas anteriores). Las baterías de Ni-Cd pueden descargarse completamente, pero en las baterías de Pb se deberá tener en cuenta en la descarga que no baje de una tensión determinada sino la batería quedará inservible, las consultas al fabricante son imprescindibles tanto en el montaje como en su futuro mantenimiento.

Composición química de un acumulador en estado de descarga y carga, respectivamente.

Batería de coche sin mantenimiento, esto es que no es necesaria su reposición de agua, su vida útil es de unos 5 años. Se pueden apreciar los datos básicos de la batería, a la izquierda un dispositivo que señaliza visualmente si la batería no está en las condiciones óptimas y abajo podemos apreciar las señalizaciones de seguridad. Foto: Viatger.

8. Se debe tener la precaución de no cortocircuitar las baterías porque dada su resistencia interna tan baja se puede producir un cortocircuito tan violento que destruya la batería haciéndola, incluso, explotar. Para medir de forma empírica la resistencia interna de una batería se realiza de la siguiente forma, medimos la tensión sin carga nos da 12, 5 voltios, la tensión con carga nos da 12 voltios su consumo es de 20 amperios, aplicamos la fórmula:

Ri = tensión sin carga-tensión con carga/intensidad = 12,5- 12/20 = 0,025Ω

Por tanto si existiese un cortocircuito; Icc = U/Ri = 12/0,025 = 480 A que llevaría a la destrucción de la batería.

Aparte de la suciedad por almacenamiento en espera de su reciclaje, se puede apreciar la sulfatación de los bornes, estas baterías se han retirado pero han estado funcionando de forma correcta prácticamente 30 años, seguramente haya sido así gracias al mantenimiento realizado. Foto: Viatger

9. Cuando se dispone de baterías que deben quedar durante periodos prolongados almacenadas los fabricantes normalmente dan instrucciones de cómo realizar el vaciado de la mezcla ácido-agua y su posterior envase para que no se deterioren ni las placas internas ni la mezcla.

10. Las baterías son elementos contaminantes del medioambiente cuando debamos deshacernos de ellas la mejor opción es llevarlas a las Deixallerias o centros de recogida selectiva de residuos.


Cargador de baterías Zigor utilizado en subestaciones, consiste en dos cargadores; uno en servicio y otro de reserva. En estado normal la instalación proporciona la tensión continua a través del rectificador que al mismo tiempo realiza la función de cargador de las baterías, éstas una vez cargadas quedan en estado de flotación, cuando falla el rectificador uno y el dos es cuando la instalación queda alimentada por las baterías. Fotos: Viatger.

7 comentarios:

total dijo...

hola,me gusto tu informacion me gustaria saber mas, por ejemplo como saber todas las formas de comprobar si una bateria esta mala., Yo tengo 1 bateria de vasos separados de 24v de 300ah.Un cordial saludo gracias

total dijo...

hola me gustado mucho tu informacion y me gustari saber mas sobre como comprobar si una bateria esta buena y mala,yo tengo una bateria de plomo de vaso separado claro de 24v 300ah

Viatger dijo...

Gracias total,

la mejor forma de comprobar si una batería está correctamente es como lo explico en la entrada; midiendo la densidad de la solución agua-ácido y midiendo la tensión en carga de la batería, seguramente existen otras formas de hacerlo, aunque las que he utilizado han sido las explicadas en la entrada.

saludos,
viatger.

Anónimo dijo...

hola me gsto muhco la informacion pero me gustaria saber mas sobre como se construye una bateria, bien sea de plomo o de reacciones quimicas...si tienes esa informacion me encantaria q me la pasaras al msn: andres_24_92@hot....gracias

Angel dijo...

Gracias por la información, me estoy pensando en adquirir un finca con una instalacion parececida a la que veo en la foto 24 acumuladores y 12 placas solares, lo que no se el tiempo de vida de los acumuladores, y una vez terminada la vida de ellos, reemplazarlos por cuanto dinero saldria (mas o menos). mas que nada es para estar tranquilo o son muchos gastos. gracias

astroboy dijo...

Es muy interesante su informacion y desearia saber mas al respecto. Que paginas web me recomienda. Gracias

Anónimo dijo...

hola para calcular la resistencia de la bateria, a la tension en abierto hay que restar la tension con la carga y dividir el resultado por la intensidad..sino articulo muy interesante gracias