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Documental sobre Arduino

Después de un par de meses de espera, finalmente se publico el Documental sobre Arduino.

La noticia la dieron a conocer en el blog oficial de Arduino, por suerte publicaron (ademas de la versión en ingles) una version subtitulada al español. El documental se encuentra bajo la licencia CC-SA 3.0 por lo cual puede ser distribuido de forma gratuita :D

La música es de People Like Us and Ergo Phizmiz, el sound track principal es Ghosts Before Breakfast.

Documental sobre Arduino

[vimeo]http://vimeo.com/18390711[/vimeo]

Este documental no fue apoyado de forma directa por el equipo oficial de Arduino, más alla de permitir el acceso a la reunión del 2010 en NY, donando y permitiendo las filmaciones en las plantas de producción en Italia y dando publicidad por medio de sus canales de publicidad e información

Descarga el Documental de Arduino

Pueden descargarse el documental subtitulado al español desde los siguientes links:

¿Como Cargar una Bateria de Plomo Acido?

como cargar bateria

La carga de una batería es el proceso inverso de la descarga y, por lo tanto, debemos devolverle la misma energía que le fue extraída más (y aquí viene algo que solemos olvidar) un porcentaje adicional. ¿Por qué un porcentaje adicional y no exactamente lo que le sacamos? Porque, como toda máquina del mundo real, su rendimiento no es 1 (o 100%), si entendemos por este término a la relación entre la energía entregada en la descarga y la devuelta en la carga.

Valores típicos de rendimiento para las baterías de plomo-ácido son los siguientes: 80 a 85% para baterías de electrolito líquido o abiertas y 90 a 95% para baterías selladas. Las variaciones de estos porcentajes se deben a las distintas modalidades de carga y descarga con las que podemos encontrarnos de acuerdo con la aplicación. Dicho esto, vamos a la pregunta concreta

¿Cómo Cargamos una Batería?

La respuesta es que existen varios métodos de carga, entre los que citamos:

  • Suministrar corriente constante
  • Suministrar tensión constante
  • Suministrar una tensión creciente con corriente decreciente.

¿Y cuál es el que más conviene?

Digamos, en primer lugar, que el tercer método debería descartarse porque corresponde a cargadores muy elementales, sin ningún tipo de control electrónico. La mayoría de los cargadores de bajo costo son de este tipo y no son aptos para una batería que pretendemos que nos dure lo que nos dice el fabricante, por ejemplo, cinco años.

La mayoría de las baterías no fallan cuando se las usa como tales, es decir, entregando corriente durante un cierto tiempo. Por el contrario, se les hace daño al cargarlas con cargadores inadecuados como estos que mencionamos. Se trata de cargadores que al no tener ningún tipo de regulación, cargarán según como esté la red. En lugares donde la red esta baja, simplemente, no cargarán nada. Y cuando la red esté alta, provocarán una sobrecarga. Y, cuando la red esté normal cargarán en un tiempo mucho más largo del razonable.

Nos quedan, entonces, los primeros dos métodos. El cargador ideal es el que combina ambos métodos. A este tipo de equipo se lo suele designar como “cargador de corriente constante-tensión constante” o “cargador de tensión constante con corriente limitada”. Es muy frecuente encontrar esta denominación en los manuales de baterías.

¿Cómo funciona un cargador de este tipo?

El proceso es así: en un primer estado, al inicio de la carga, entregará corriente constante, manteniéndose así hasta que la batería alcance un determinado nivel de tensión. A partir de ese momento, el cargador pasará a un segundo estado en el que mantendrá constante ese nivel de tensión. Al mantenerse estable la tensión, la corriente comenzará a disminuir hasta que, al cabo de un tiempo, habrá llegado hasta un valor mínimo que también se mantendrá aproximadamente estable. Este será el momento de considerar cargada a nuestra batería y un cargador correctamente diseñado debería desconectarse indicando “fin de carga”.

Pero hay otra posibilidad, muy útil cuando se trata de baterías que, luego de cargadas, no serán utilizadas por algún tiempo. Esta es que, al finalizar la carga, el cargador pase a un tercer estado, también de tensión constante, pero de un nivel más bajo, denominado tensión de flotación. ¿Qué función cumple este estado de funcionamiento de un cargador? Mantiene la batería perfectamente cargada, compensando su auto-descarga. Y, entonces, estaremos seguros que, el día que la necesitemos, nuestra batería estará perfectamente cargada.

Este tipo de cargador es totalmente adecuado para cualquier batería de electrolito líquido y también para baterías selladas que se utilizan en aplicaciones de ciclado. Los valores de ajuste del mismo pueden llegar a ser diferentes según el tipo de batería a utilizar pero los estados de funcionamiento son los mismos.

¿Cómo sabremos cuando la batería ya está cargada?

Es una de las preguntas más frecuentes y engorrosas para contestar. Porque no es algo que se pueda determinar sin realizar mediciones. La primera respuesta a esta pregunta sería: “la batería estará cargada cuando hayamos devuelto los Ah que sacamos en la descarga más un porcentaje adicional debido al rendimiento de todo el proceso, por ejemplo un 10% más”.

Lo complicado es que no es fácil medir los Ah entregados. Ningún cargador de los que habitualmente se consigue mide este parámetro. ¿Y calcularlos en base al tiempo? Esto puede hacerse mientras estamos en la etapa de corriente constante (Ah entregados = corriente constante x tiempo transcurrido) pero ¿cómo hacemos el cálculo cuando la tensión se estabiliza y la corriente está disminuyendo permanentemente? No es algo fácil.

Recurriremos, entonces, a una regla práctica que da muy buen resultado. Consideraremos que la batería ha completado su carga cuando la corriente permanece estable, sin disminuir, durante un intervalo mínimo de tres horas. En las baterías con rejillas de aleación de plomo-antimonio, este valor de corriente mínima suele ser del 1% de la capacidad de la batería. Y en una con aleación de plomo-calcio, el valor es bastante menor, entre el 0,1 y el 0,3% de la capacidad, según el estado de la batería (aumenta con el envejecimiento).

Otra regla práctica, pero aplicable solo a baterías de electrólito líquido, y con nivel suficiente por encima de las placas como para poder extraer una muestra con un densímetro, es la de monitorear la densidad del mismo en la etapa final de carga y durante un intervalo de tiempo que también es de 3 horas. Si durante este tiempo, en el que la batería estará en franca gasificación y, por lo tanto, el electrólito en constante burbujeo, la densidad permanece aproximadamente estable, sin incrementarse, significa que la batería ya está plenamente cargada.

El gráfico que sigue a continuación muestra esta estabilización para el caso de la corriente de carga. Se muestra la carga a corriente constante-tensión constante y para dos regímenes de corriente constante, 0.1C y 0.2C, valores bastante típicos para cargar una batería.

carga corriente horas bateria

Lo primero que vemos es que al incrementar la corriente límite del cargador de 0,1C a 0,2C se logra una reducción significativa del tiempo de carga. En ambos casos se ha supuesto que la descarga fue completa. Se puede observar que el tiempo para completar la carga se reduce en no menos de seis horas. (considerando la estabilización de la corriente durante 3 horas) en ambos casos, la capacidad devuelta es un 105% de la nominal.

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Especificaciones de las Baterias de Plomo Acido

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La especificación más importante de una Batería o Acumulador de Plomo-Ácido es la Capacidad Nominal de Carga, por ello es que le dedique un articulo exclusivo, pero existen otras características o especificaciones que también son importantes conocer para poder realizar una correcta elección cuando necesitemos emplear una batería. Vamos a analizarlas una por una

Características Generales que Definen a las Baterías

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Descarga de 20 hs. (C20)

La descarga de 20 horas, es el tiempo que transcurre durante la descarga de una batería hasta llegar a una tensión de 1,75 Vpc (volts por celda) a una intensidad de descarga constante. Se expresa en a/h (amper/hora).

Esta es una descarga del tipo lenta y mide prácticamente la capacidad total de amp. que pueda acumular una batería. Es realizada bajo normas standard (SAE, IRAM,CETIA,IEEE, etc.). Una curva típica de descarga de una batería de 60 Ah sería

curva descarga bateria plomo acido

Reserva de capacidad. ( RC )

Es el tiempo en minutos, que transcurre durante la descarga a una intensidad constante de 25 amp., hasta una tensión de 1,75 Vpc. Se expresa en minutos.

Esta prueba es una especie de simulación que refleja el comportamiento de la baterías en el supuesto caso de un vehículo varado en un camino, necesitando sus ocupantes utilizar todos los elementos eléctricos (radio, calefactor, luces, etc. aprox. 25 amp. de consumo) sin poder poner en marcha el motor.

Descarga intensa en frío a -18ºC ( CCA )

La descarga en frío, es el tiempo que dura la descarga intensa de un batería a una intensidad de descarga constante, hasta una tensión de 1.2 vpc. Con una temperatura de – 18ºC. Se expresa en amperes.

Este es un ensayo que varía significativamente según la norma que se aplique, lo cual hace que este valor confunda a la gente. Hay que conocer muy bien las normas para poder comparar productos apropiadamente. Como regla general recuerde que la batería pierde rendimiento con el frío, de manera que cuando más fría esté, menos energía entregará.

Descarga intensa en frío a 0ºC ( CA )

Últimamente se está empezando a difundir en el mercado el valor de la descarga CA, que no es más que una descarga idéntica a la descripta para –18ºC pero a 0ºC, y que es siempre un valor mayor que el CCA.

Alta descarga

Es la cantidad de amperes que entrega una batería, durante una descarga intensa con un tiempo preestablecido (entre dos a tres segundos). Se expresa en amperes.

Normalmente utilizado por las fábricas de baterías como último ensayo al 100 %, para detectar problemas de armado y carga generales (ronda entre los 800 y 1500 amp. dependiendo del tamaño y tipo de batería).

Ciclo de una Batería

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 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.

Influencia de la Temperatura en el Desempeño de una Batería

Las altas temperaturas aceleran la corrosión de las rejillas y la degradación de los materiales activos.

A bajas temperaturas, la capacidad de entregar corriente disminuye pero la vida útil aumenta. Esto se debe a que todos los procesos de corrosión interna se hacen más lentos. A la inversa, si bien durarán menos tiempo, el rendimiento de las baterías se incrementa con las altas temperaturas.

Como regla general para la vida de las baterías, podemos decir que por cada 10ºC de aumento de la temperatura ambiente por encima de la de referencia, la vida útil se reduce a la mitad. Por ejemplo, una batería de cinco años de duración a 25ºC, solo durará 30 meses si la temperatura en el ambiente es de 35ºC.

Expectativa de Vida Útil de una Batería

Es el tiempo de funcionamiento que el fabricante pronostica para ella si se mantienen las condiciones especificadas. Por ejemplo, funcionamiento en condiciones estacionarias a una temperatura de 25ºC y una tensión de flote estabilizada. En algunos casos, el tiempo ha sido extrapolado a partir de los datos obtenidos en un ensayo denominado de “vida acelerada”: la batería se ensaya a una temperatura elevada (por ejemplo, 70 ºC) hasta llegar al 80% de su capacidad. El tiempo obtenido (por ejemplo, 6 meses) se convierte luego a las condiciones de operación nominales de 25ºC (en USA) o 20ºC (en Europa).

Régimen de Corriente de Carga para Baterías

El régimen de corriente de carga normal utilizado en baterías es de 10% de la capacidad nominal (0.1C). Se recomienda no hacerlo a menos del 5% (0.05C) y a no más del 20% (0.2C).

Tensión de Carga de Baterías

Las baterías de electrolito líquido se mantienen cargadas a una tensión denominada de flote o mantenimiento y su valor depende de la densidad del electrolito. La mayoría de las baterías estacionarias de electrolito líquido se mantienen a una tensión de 2,2VPC (Volt por celda). Luego de una descarga, la tensión de carga debe aumentar hasta un valor comprendido entre 2,33 y 2,4VPC.

Las baterías VRLA o de electrolito inmovilizado para uso estacionario se cargan con un solo valor de tensión, normalmente, 2,27VPC. Cuando la aplicación es de ciclado, la carga se puede realizar con las mismas tensiones ya mencionadas para baterías de electrolito líquido.

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Términos y Definiciones Relacionados con las Baterías de Plomo Acido

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En la serie de entradas previas sobre las baterías de plomo acido se uso una terminología asociada al tema, que para los ajenos puede resultar un poco confusa.

Glosario de Términos Referidos a las Baterías de Plomo-Ácido

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  • A

Autonomía: Tiempo mínimo durante el cual, en caso de defecto de la fuente de alimentación primaria, el S.A.I. asegura la permanencia de la alimentación de la carga, en las condiciones de servicio especificadas, con las baterías totalmente cargadas.

Acido sulfúrico : Ver “Electrolito”.

Acumulador de plomo: Batería recargable, basada en la tecnología de plomo-ácido.

Amperio (A): Intensidad de corriente.

Amperio hora (Ah): Intensidad de corriente medida en amperios y multiplicada por el tiempo (horas) durante el cual la corriente se puede tomar desde la batería.

Antimonio: Material utilizado en aleación junto al plomo, para lograr una resistencia mecánica mayor. El antimonio también mejora las características de los ciclos de las baterías, pero aumenta el consumo del agua. La Optima 850 no contiene antimonio.

Autodescarga: La corriente que se disipa de la batería y que, al cabo del tiempo, puede dejar la batería sin energía.

  • B

Batería: Serie de elementos, conectados de forma tal que en sus terminales extremos presenten una tensión igual a la suma de las tensiones de las unidades que la constituyen.

Batería Abierta: Se denomina así, a la que está constituida por elementos que emiten libremente los gases de electrólisis, motivo por el que se le debe reponer periódicamente el agua consumida en este proceso.

Batería Estacionaria: Es una batería que habiendo sido instalada en un lugar, no es habitualmente movida de un lugar a otro.

Batería regulada por válvula (V.R.L.A.): Batería constituida por elementos regulados por válvula (ver elemento regulado por válvula).

BCI: Consejo Internacional de Baterías.

  • C

Capacidad: Número total de amperio – horas que pueden ser retirados de una batería totalmente cargada, a un régimen de descarga, a una temperatura y a una tensión de corte definidos.

Capacidad inicial (Ci): Capacidad real de la batería descargada a un régimen de 8 h, a 25 °C, hasta una tensión de 1,75 V. Deberá ser por lo menos el 90 % de su capacidad nominal.

Carga de flotación: Carga de baja magnitud aplicada en forma ininterrumpida con el objetivo de compensar las pérdidas por autodescarga, manteniendo la batería en estado de carga plena.

Contenedor: Recipiente de material inatacable por el ácido en cuyo interior se alojan las placas de ambas polaridades y el electrólito.

Coup de fouet (Latigazo): Es el fenómeno transitorio que experimenta un elemento o batería tipo plomo-ácido cuando luego de ser retirado de una carga de flotación es descargado. El mismo se manifiesta en los primeros instantes de la descarga por una merma de la tensión que disminuye hasta llegar un valor mínimo, para ascender luego y normalizarse.

Carga rápida: Recarga parcial de la batería hasta llegar a la carga completa de la misma. Se lleva a cabo en un corto periodo de tiempo y su objeto es mantener la capacidad y compensar la descarga.
CCA (Cold Crancking Amps):
Capacidad de arranque en frío. Corriente de arranque durante 30 segundos a -18ºC con una tensión final mínima de al menos 7,2V

Ciclo: Una carga y descarga.

Conexión en paralelo: Las baterías pueden conectarse tanto en serie como en paralelo. La conexión en paralelo dobla la capacidad y el voltaje permanece siendo el mismo. El esquema de conexión es el de positivas conectadas a positivas y negativas a negativas.

Conexión en serie: Conectar juntas varias fuentes de energía a través de conexiones que unan el positivo al negativo. El objetivo de la conexión en serie es incrementar el voltaje manteniendo invariable la capacidad.

Corrosión: Es el término usual para describir la gradual oxidación de las conexiones, de plomo a óxido de plomo.

  • D

Descarga a potencia constante: Descarga en el curso de la cual el producto de la tensión en los bornes por la corriente extraída se mantiene constante.

Descarga: Disipación de energía eléctrica de una batería.

DIN (Deutsche Industrie Norme): Norma industrial alemana.

  • E

Embalaje térmico (Thermal runaway): Condición crítica que se origina durante la carga a tensión constante, en la que la corriente y la temperatura interactúan entre sí generando un efecto acumulativo creciente, que podría derivar en la destrucción de la batería.

Electrolito para baterías plomo-ácido: solución formada por agua destilada o deionizada y ácido sulfúrico, cuya proporción está definida por su densidad.

Electrolito absorbido: está constituido por una solución de ácido sulfúrico que es absorbida mediante el empleo de separadores porosos fabricados con microfibras de vidrio.

Elemento de batería: (También denominado celda) Unidad electroquímica básica, formada por un ánodo, un cátodo y un electrolito, empleada para recibir, almacenar y entregar energía eléctrica. Los elementos de plomo – ácido poseen una tensión nominal de 2 V.

Elemento regulado por válvula: Elemento secundario cerrado bajo condiciones normales, pero que dispone de una válvula que permite el escape de los gases si la presión interna excede un valor predeterminado. Normalmente a su electrolito no se le pueden efectuar adiciones.

Electrólito: El liquido contenido en la batería. Este es el ácido sulfúrico diluido en agua. El electrolito transporta iones entre las placas positivas y negativas.

  • G

Grilla: Soporte conductor utilizado en los elementos de plomo-ácido para sostener la materia activa.

Gas: En los ciclos de carga y descarga de las baterías de plomo-ácido, éstas producen oxigeno e hidrógeno. Como este gas escapa fuera, disminuye la proporción de agua en la concentración del electrolito y debe ser periódica-mente repuesta.
Gases Oxígeno e Hidrógeno:
El gas oxhídrico es una mezcla de hidrógeno y oxigeno en la relación de 1:2. El hidrógeno y el oxigeno son formados por los electrodos negativos y positivos respectivamente. En baterías convencionales abiertas, estos gases se escapan a la atmósfera, pero si se inflaman en el interior de la batería pueden provocar la explosión de ésta.

Gel: En algunas baterías el electrólito está en la forma de gel. Las baterías de gel son de libre mantenimiento.

  • I

IEC: Comisión Electroquímica internacional.

  • L

Libre mantenimiento: Esto significa que no hay nunca necesidad de rellenar la batería con agua y que los electrodos no están sujetos a corrosión.

  • M

Materia activa: Material componente de las placas que reacciona químicamente produciendo energía eléctrica cuando el elemento o batería son descargados y que es vuelto a su estado original durante la carga.

Monobloc: Batería secundaria en la que los elementos son instalados en un contenedor.

  • O

Oxido de plomo: La masa activa contenida en las placas de la batería.

  • P

Pulsar la carga: El cargador de la batería controla y adapta él mismo el estado de la batería. Después de que la carga es completada, la batería es sometida a una carga de mantenimiento que no tiene ningún riesgo de sobrecarga.

  • R

Recombinación: Las reacciones químicas forman hidrógeno y oxigeno en una batería. La recombinación hace reaccionar las moléculas de oxigeno e hidrógeno formando agua.

  • S

Separador: Lámina intercalada entre las placas para evitar los cortocircuitos y retener la materia activa. Por su textura o porosidad permite el pasaje de los iones, la difusión del ácido y el desprendimiento gaseoso. En los elementos de plomo-ácido con electrolito absorbido actúa también como soporte del ácido.

Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (S.A.I.), Uninterruptible Power Systems (U.P.S.): Conjunto de convertidores, interruptores y baterías que componen un equipo capaz de asegurar la continuidad de la alimentación de la carga en caso de falla en la fuente primaria.

SAE: La norma estadounidense de medida, correspondiendo a la norma Alemana DIN.
SEN:
La norma sueca de medida, que se corresponde con SAE y DIN.

Sobrecarga: Se denomina así al hecho de seguir cargando la batería después de estar ésta completamente cargada, lo cual acorta su durabilidad.

Sulfato de plomo: Es el producto de la reacción química entre el plomo y el ácido sulfúrico, que ocurre durante una fuerte carga o descarga. Esto crea una película que cubre las placas y forma una pequeña superficie impermeable.

  • T

Tensión de corte: Es la tensión límite a la que se considera terminada la descarga de un elemento o monobloc.

Tiempo de recarga: Tiempo mínimo necesario para recargar suficientemente la batería del S.A.I. o rectificador, con su propio dispositivo de recarga, después de una descarga que brinde la autonomía requerida, funcionando en las condiciones de servicio especificadas, para asegurar una descarga idéntica a esta.

Tensión latente: El voltaje que posee la batería después de estar desconectada durante 1.620 horas.

  • U

UPS ( Uninterruptible Power Systems): Ver Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (S.A.I.).

  • V

Válvula de seguridad: Válvula autosellante que se activa si la presión de gas en la batería es demasiado alta.
Válvula reguladora de la batería:
Ver Recombinación.

Voltaje de celda: El voltaje que tiene cada celda de la batería.

¿Como Cargar una Bateria Sellada?

como cargar bateria sellada

Una batería que no se carga correctamente, se degrada químicamente de distintas formas y su desempeño comienza a verse afectado. Si la práctica de cargarla inadecuadamente se prolonga a lo largo de varios ciclos de carga y descarga, el fin de la vida útil se acercará de manera inexorable.

¿Qué significa “que no se carga correctamente”?

Nos referimos tanto al hecho de cargarla más o menos de lo necesario. En el primer caso, la sobrecarga conduce a una degradación prematura de las rejillas y la materia activa de las placas. En el segundo caso, la sulfatación producida durante la descarga no llega a revertirse por completo, haciendo de la misma algo permanente. En los dos casos, la batería pierde su capacidad para entregar corriente.

Hasta aquí, todo lo que hemos dicho es válido para cualquier batería y, en el caso de las de plomo–ácido, tanto para las de electrolito líquido como inmovilizado (normalmente llamadas baterias selladas).

¿Pero qué es lo que ha ocurrido en el caso de estas últimas?

En un comienzo, cuando su empleo comenzó a generalizarse debido a las grandes ventajas que tenían frente a las baterías de electrolito líquido, se difundió la información de que solo debían mantenerse a tensión de flote y que, luego de una descarga, esta tensión no debía modificarse, llevándola a un valor más alto (tensión de recarga). Hablando en términos prácticos, se decía que el rectificador de carga debía estar ajustado a una tensión de, por ejemplo, 2,27 V por cada celda (o sea, 13,62 V en el caso de los monoblocks de 12V).

Lo que no se aclaró debidamente es que lo anterior solo es válido para las aplicaciones llamadas estacionarias, es decir, aquellas en las que el rectificador se encuentra alimentando al consumo y la batería durante la mayor parte del tiempo de servicio, digamos más del 95% de ese tiempo. Otra forma de decir lo anterior sería señalar que la batería se descargará muy pocas veces a lo largo de su vida útil.

Sin embargo, ¿qué ocurre cuando una batería de este tipo se emplea en una aplicación donde se ve sometida a reiterados ciclos de carga y descarga? Podría tratarse de una aplicación de tracción (carros de golf, triciclos o bicicletas eléctricas), de una aplicación de energía solar o, sencillamente, de una aplicación donde se supuso que la red sería muy buena y luego resulta que se corta más de la cuenta.

En estos casos, según se puede ver en los manuales de varios fabricantes, es lícito incrementar la tensión de carga hasta 2,4 V por cada celda (o 14,4V en el caso de un monoblock de 12V). En otras palabras, se mantiene el procedimiento de carga (tensión constante con corriente limitada) pero la tensión puede incrementarse hasta el mismo valor que se emplea en cualquier batería líquida.

¿Por qué puede hacerse esto sin el riesgo de que la batería se dañe a pesar de ser sellada?

Sencillamente por el hecho de que estamos hablando de un tiempo de carga limitado a unas horas. La batería no permanecerá con el cargador “eternamente” conectado, como en el caso de las aplicaciones estacionarias, sino que, al cabo de su carga, volverá a descargarse.

curva carga tiempo capacidad bateria

Los tiempos de carga pueden acortarse si se incrementa la corriente a la que limita el cargador. Las curvas presentadas en el número anterior correspondían a la corriente típica de 0,1C. Pero este valor puede duplicarse sin que se ocasionen daños a las baterías.

En el gráfico de abajo se ve que al incrementar la corriente límite del cargador de 0,1C a 0,2C se logra una reducción significativa del tiempo de carga. En ambos casos se ha supuesto que la descarga fue completa. Se puede observar que el tiempo para completar la carga se reduce en no menos de seis horas. En ambos casos, la capacidad devuelta es un 105% de la nominal, aproximadamente.

Valores superiores a 0,25 ºC pueden provocar calentamientos excesivos y no se recomiendan. Y no debe dejarse de lado que incrementar la corriente de carga también hace que el cargador sea de mayor potencia y, por lo tanto, más caro.

Los fabricantes de estos productos recomiendan, como mencionamos, el procedimiento de tensión constante con corriente limitada dado que, aún sin atención del usuario, no ocasiona daños en las baterías.

El procedimiento de cargar a corriente constante está totalmente desaconsejado y solo puede utilizarse bajo control de personal especializado dado que puede llevar las baterías a tensiones muy elevadas, provocando un excesiva gasificación. La gasificación es un fenómeno relacionado con la electrólisis del agua que forma parte del electrólito de la batería. Comienza a observarse a una tensión de 2,2 VPC, incrementándose de manera importante por encima de 2,3 VPC. Esto no es contradictorio con la tensión que se recomienda para aplicaciones de ciclado que, según vimos, es de 2,4 VPC. ¿Por qué? Porque las baterías en aplicaciones de este tipo permanecerán un corto tiempo conectadas al cargador y antes de las 24 horas volverán a la situación de descarga.

Hasta aquí, los conceptos que hemos visto se refieren a la carga normal durante la operación de la batería.

Sin embargo, existe otra situación en la que una batería requiere carga: cuando ha estado almacenada durante un período superior a los seis meses o, también, cuando al ponerla en servicio existe la posibilidad de que deba entregar su energía antes de haber permanecido conectada al equipo de carga durante al menos 24 horas. Esta carga se denomina de refresco y su objeto es devolver a la batería la carga perdida debido a su propia auto-descarga.

Las baterías selladas se construyen utilizando aleaciones de plomo-calcio por lo que su auto-descarga es muy inferior a la de las antiguas baterías con aleación de plomo antimonio. Un valor típico de auto-descarga para estos productos es 3% a una temperatura 20 ºC en el depósito donde se encuentren almacenadas. Las temperaturas mayores incrementan esta tasa de autodescarga.

¿Cómo se realiza una carga de refresco en una batería sellada?

De la misma manera como se procede a cargar la batería después de una descarga normal: aplicando tensión constante (la recomendada es de 2,4VPC) con corriente limitada a los valores ya mencionados y durante un tiempo que depende del tiempo de almacenamiento. Consultando el manual de la serie CP de baterías Vision, encontramos la siguiente información:

  • Hasta 6 meses de su fecha de fabricación (o si se la ha retirado de servicio y permaneció almacenada durante ese tiempo), el tiempo de carga debe ser de 20 hora.
  • Entre 6 y 12 meses de la fecha de fabricación (o si se la ha retirado de servicio y permaneció almacenada durante ese tiempo), el tiempo de carga debe ser de 24 horas.

La fecha de fabricación se encuentra grabada en la tapa del monoblock mediante un código alfanumérico que varía de fabricante en fabricante.

Veamos ahora qué ocurre ante una descarga accidental de mucha profundidad (también denominada sobre-descarga). Por ejemplo, esto ocurre si el sensor de mínima tensión de un equipo no funciona bien y la descarga continúa por debajo del valor mínimo recomendado por el fabricante, por ejemplo, 1,75VPC.

Cuando una batería se descarga por completo, a) la utilización de ácido sulfúrico del electrólito es total y el electrólito ahora se compone solo de agua. Durante la recarga, esta condición puede producir dendritas metálicas que pueden penetrar el separador y ocasionar un cortocircuito en la celda.; b) la sulfatación de las placas y la resistencia interna asumen sus máximos valores.

Una batería, normalmente, puede tolerar esta situación si la misma se produce una o dos veces en el transcurso de su vida útil.

La batería se debe cargar a tensión constante de 2,27VPC, con la corriente limitada a los valores que hemos mencionado en los números anteriores, es decir, cómo máximo a 0,25C. La recarga de la batería debe realizarse durante un mínimo de 24 horas . También, puede ocurrir que, debido a la profunda sulfatación y gran resistencia interna, la batería al principio del proceso de recarga no tome corriente. Se debe tener paciencia y esperar y, salvo que la sulfatación ya sea irreversible, se observará, al cabo de unos 30 minutos, que la corriente comienza a incrementarse hasta llegar al valor máximo ajustado en el cargador.

placas sulfatadas mal carga descarga

La fotografía muestra un paquete de placas (en posición vertical), con sulfatación debido a descarga excesiva o carga inadecuada. Se observa el sulfato de plomo (en las placas retiradas, en posición horizontal). El sulfato está disuelto en el electrolito, pero termina precipitando sobre las placas y les da el aspecto blanquecino que es característico cuando está cristalizado y fuertemente adherido a la superficie. El sulfato incrementa la resistencia interna.

¿Cómo saber si la batería se ha recuperado al cargarla?

La única forma de saberlo, a ciencia cierta, es realizando una descarga a corriente constante, según alguna de las curvas que suministra el fabricante. En general, conviene elegir la curva que más se acerca a nuestra aplicación.

Si el resultado del ensayo anterior es que la batería tiene entre un 70 y un 80% de la capacidad nominal, se puede intentar realizar un nuevo ciclo de carga-descarga para ver si la recuperación es todavía mayor. El proceso puede repetirse hasta que ya no se obtenga ninguna mejora adicional en el desempeño. Con baterías que tenían poco uso antes de sufrir la sobre-descarga es frecuente que se logre una buena recuperación, a veces, de hasta el 90% de la capacidad nominal.

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