Batería, Qué Es, Como Funciona, Características Y Prevención!

El arranque de un motor de combustión, requiere en un breve espacio de tiempo, corrientes muy elevadas de hasta cientos de amperios. La batería ha de cumplir este requisito también en invierno a bajas temperaturas. Además el voltaje eléctrico no puede reducirse considerablemente durante el proceso de arranque. Por eso las baterías son de suma importancia en nuestro vehículo, casi que un elemento fundamental e imprescindible.

¿Qué es una Batería Automotriz? 

Una batería automotriz es un dispositivo que almacena energía química para ser liberada, después en forma de energía eléctrica en el momento de poner en marcha el motor del vehículo. Cuando la batería se conecta a un consumo externo de corriente, como un motor, la energía química se convierte en energía eléctrica y fluye a través del circuito. Una vez encendido el vehículo el alternador se encarga de recargar la batería convirtiendo la energía eléctrica en energía química nuevamente (proceso reversible).

Otras Definiciones de Batería 

En definición la batería de arranque la podemos definir como aquel aparato, capaz de almacenar energía en forma química para restituirla bajo forma de energía eléctrica, la cual se aprovecha para el servicio combinado de la puesta en marcha y el funcionamiento del motor de combustión interna, además de la iluminación y servicios auxiliares del vehículo.

Estas baterías son las que comúnmente son denominadas reversibles, es decir, una vez transformada la energía química en eléctrica pueden ser cargadas de nuevo con una corriente continua, haciéndola circular en sentido inverso a la descarga.

Cómo es el funcionamiento de La Batería ?

Las funciones de las baterías automotrices son:

• Proporcionar energía al motor de arranque, al sistema de inyección y al sistema de ignición, para encender el motor de nuestro vehículo.
• Proporcionar de energía adicional cuando la demanda eléctrica del vehículo excede la que puede proporcionar el alternador.
• Proteger el sistema eléctrico, estabilizando la tensión y compensando o reduciendo las variaciones que pudieran ocurrir dentro del sistema.

Si sumergimos dos placas de plomo, cuyos huecos están rellenados con las masas activas, en una disolución de ácido sulfúrico y hacemos pasar por el recipiente una corriente, el ánodo se convertirá poco a poco en peróxido de plomo.

Decimos entonces que el acumulador "se carga" de electricidad porque cuando suprimimos el manantial empleado para cargarlo, la modificación química que ha experimentado es capaz de restituirnos una corriente eléctrica, (debido a la fuerza electromotriz de polarización: tensión de la superficie de contacto entre el electrodo y la disolución, esta tensión es algo superior a 2 V en cada elemento) que será de sentido opuesto al de la corriente de carga y motivará que tienda a igualarse la composición de los electrodos. En el cátodo queda plomo.

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Como esta Compuesta una Batería ? 

Un acumulador de plomo o batería está compuesto de:

Recipiente o monobloque: de ebonita o polipropileno, dividido en tres o seis compartimentos o celdas.

Tapa: que cierra la batería, con dos inserciones de plomo (terminales) para los bornes y un agujero por cada celda para la salida de gases y adición de agua destilada.

Rejilla: soporte de la materia activa y conductora de la corriente eléctrica.

Materia activa: compuestos para empastar las placas.

Placa: positiva o negativa; rejilla empastada con la materia activa.

Separador: impide el contacto físico entre placas de distinta polaridad y suele tener forma ondulada o ranurada para facilitar la conducción del electrolito.

Elemento: está formado por grupos de placas positivas unidas entre sí y grupos de placas negativas también unidas. Entre ambos grupos se hallan intercalados los separadores.

Tapón: para cerrar el agujero de la celda, con orificio para el escape de gases.

Electrolito: solución de ácido sulfúrico diluido en agua que suministra el sulfato y actúa como conductor entre las placas (la densidad, con la batería completamente cargada, oscila entre 1,25 y 1,29 a 25º C. Una densidad de la disolución de 1,20 equivale a 5 volúmenes de agua por uno de ácido).

Innovaciones 

Creemos en la posibilidad de introducir modificaciones en algunos útiles que, junto a otros ya existentes en el mercado, procuren un mejor servicio y, sobre todo, garanticen un mayor grado de seguridad. Es posible que estas innovaciones repercutan en la fabricación de acumuladores variando algún aspecto de ellos, pero esto no debe ser obstáculo siempre que sea en beneficio de reducir los accidentes laborales.

Las pinzas de los cables de emergencia o de los cargadores son un agente casi constante de producción de chispas: por dificultades en la conexión, porque se escapan de los bornes, porque golpean el chasis del vehículo, etc. Una forma de evitar estos problemas puede ser un nuevo diseño de la pinza, como es que se ofrece en la.

Si se inserta un interruptor en los cables de enlace entre la batería de socorro y la batería instalada, al menos conseguiremos estar alejados de la batería caso de producirse la explosión.

La existencia hoy en día de baterías de "bajo mantenimiento" y "sin mantenimiento" que permiten estar activadas sin pérdida de carga durante largo tiempo, representa disminuir notablemente la exposición a los riesgos señalados.

Por último, hay que hacer constar que el soporte para alojar la batería en los vehículos resulta a veces demasiado débil contra los golpes y vibraciones a que continuamente están sometidos, por lo que sería deseable modificar su estructura, situación y sistema de sujeción de la batería. 

¿Cuáles son las características que definen a una Batería ?

Tamaño:

Existen diferentes dimensiones para cada batería dependiendo de la capacidad y del espacio disponible en el vehículo para el cual fue diseñada. Esta característica viene indicada en la batería como “Grupo”; por ejemplo: Grupo 24, Grupo 34, etc. Cuando reemplace su batería asegúrese que la nueva sea del mismo grupo porque de lo contrario tendrá problemas para instalarla.

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Rendimiento en el Arranque:  

El valor que aparece en su batería significa que usted dispone de esa cantidad de amperios para el arranque al menos por 30 segundos. Lo más recomendable es instalar una batería con el mismo rendimiento en el arranque o superior a la suministrada como equipo original por la ensambladora de su vehículo.

Capacidad de Reserva: 

Esta medida viene dada en minutos y significa cuántos minutos puede su batería generar 25 amperios sin tener una descarga profunda. Por ejemplo, si decimos que se tiene una capacidad de reserva de 120 minutos, esto significa que la batería puede generar 25 amperios durante dos horas, lo cual es suficiente para mantener el encendido y los sistemas auxiliares funcionando por buen tiempo. Esta característica es importante cuando falla el alternador del vehículo

Consejos Finales en los

Problemas y Manipulación de la Batería

Ácido y Tóxico 

Los electrodos se componen de plomo y son por ello tóxicos. El contenido de ácido sulfúrico es muy corrosivo. Por ello se recomienda mucha precaución a la hora de manipular baterías. Una batería rota (por ejemplo tras un siniestro) solo debería de ser manipulada por personal cualificado. El eléctrolito (ácido sulfúrico) es altamente tóxico para el ambiente.

Solamente en un taller mecánico o concesionario se puede desechar una batería (intacta o dañada). En caso de contacto con el ácido u otros productos químicos de las baterías, se debe lavar con abundante agua la zona afectada y acudir al médico lo antes posible.

En lugares cerrados estas baterías pueden soltar sustancias y gases tóxicos y explosivos, en el aire que no deben ser inhaladas, por tanto siempre deben ser manipuladas en lugares ventilados.

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Influencia de la Temperatura 

La batería de arranque disminuye su capacidad durante periodos de temperatura baja. Hay diferentes sistemas disponibles en el mercado para evitar esto (recubrimiento aislante, resistencias latentes, etc.). Al llegar el invierno se recomienda comprobar si la capacidad de la batería es suficiente para el arranque a temperaturas bajo cero grados (Celsius).

Las baterías terminan su ciclo normalmente en invierno ya que la pérdida de capacidad es mayor a bajas temperaturas y a menudo no pueden proporcionar un arranque prolongado a temperaturas reducidas. A -20 °C la capacidad normal se suele reducir a la mitad. A su vez la baja temperatura del aceite del motor dificulta el proceso de arranque.

Formación de lodo, Corrosión de Malla 

Los constantes ciclos de carga y descarga provocan una ininterrumpida alteración química de los materiales comprimidos: plomo, dióxido de plomo o sulfato de plomo (II). Esto lleva consigo una desintegración paulatina del compuesto. Lo mismo ocurre debido a agitaciones del vehículo en movimiento.

Los materiales compactados se van descomponiendo, depositándose en el fondo; a esto se denomina lodificación. La creciente descomposición de la malla, denominada corrosión de malla, provoca una pérdida de capacidad de las células. Tal fenómeno ocurre de forma más frecuente de lo que se cree.

En el fondo de las células hay hendiduras donde se deposita el lodo, pero puede llegar un momento que estos se llenen, y parte del depósito haga contacto con las células; lo que provoca un cortocircuito entre una o varias células. A este fenómeno se denomina patinaje. Este problema se pone especialmente de manifiesto cuando una batería con pozos no está en posición vertical.

Es por ello (así como por la ausencia del estrés mecánico propio de un vehículo en movimiento) que las baterías estacionarias tienen una duración mayor. Poco antes del patinaje ya la batería a duras penas puede proveer la corriente necesaria para arrancar el coche (especialmente a bajas temperaturas).

Sobrecarga 

Un problema adicional es el sobrecargado de la batería. Un cargador y/o regulador que no esté debidamente calibrado puede llevar a la sobrecarga. Durante la carga el sulfato de plomo se transforma en plomo y en dióxido de plomo; pero ya que la corriente de carga sigue fluyendo en exceso, se ataca al plomo de la malla. Con todo ello aumenta el volumen de la malla y la durabilidad de los materiales compactados disminuye.

Voltaje de Carga, Emisión de Gases 

El voltaje de carga debería ser de entre 13,8 y 14,4 V a una temperatura de entre 15 y 25 °C. El valor óptimo de la corriente de carga debería ser la décima parte de la capacidad de la batería (ej. 4 A para una batería de 40 Ah) y para cargas “rápidas” como mucho un tercio de la capacidad.

Si el voltaje de carga es superior a 2,4 V por célula (en el caso de baterías de 12 V son en total max. 14,4 V) entonces hay peligro de corrosión de la malla, cosa que se puede observar visualmente por la emisión de gases. Por eso la batería no debe cargarse hasta el máximo con corrientes altas.

Un dispositivo de carga rápida puede recargar una vacía de plomo rápidamente, pero solo hasta el 70 %, a partir de ese momento se debería cargar con corrientes más reducidas para evitar la corrosión de la malla.

Peligro de Explosión 

En caso de sobrecarga la batería despide gases. Este fenómeno se produce debido a la descomposición electrolítica del agua que se encuentra en el ácido sulfúrico. Como resultado de este proceso se forman oxígeno e hidrógeno, los cuales dan lugar a oxihidrógeno, de alta explosividad.

Nivel de líquido - Limpieza 

También las baterías que no precisan de mantenimiento se deben inspeccionar de forma regular para comprobar si el nivel de líquido es el adecuado. El nivel del líquido debería estar a 10 mm sobre el nivel del canto de las placas. Quien realice esta inspección por sí mismo se dará cuenta de que las placas, especialmente después de estar el coche en funcionamiento, despiden un poco de gas.  

Este es un indicador de que el agua se gasifica y por ello se pierde. Si el nivel del líquido disminuye de forma que las placas no están totalmente cubiertas, entonces la capacidad de la batería disminuye y la zona seca se deteriora de forma irreversible. La solución al problema puede parece obvia: reducir el voltaje de carga, para que la batería no despida gases.

La reducción del voltaje de carga en 0,1 V provoca que la batería no se cargue del todo además de otras consecuencias de mayor gravedad. Es por ello de gran importancia comprobar el nivel del líquido en las células. De ser necesario se ha de rellenar cada una de las células con agua destilada. Las células solo se deben cerrar con el tapón original.

Es también muy importante trabajar con limpieza para evitar que se ensucien

Carga Demasiado Reducida 

El error más frecuente es aplicar una carga de la batería menor de la nominal. La batería se descarga también poco a poco en caso de que no se use, especialmente si está conectada a un vehículo, ya que este precisa también en caso de no estar en funcionamiento de corriente (denominada de dormir) para abastecer a algunos dispositivos electrónicos (denominados centralitas electrónicas) como el reloj o la alarma.

Daños por falta de uso 

Si la batería está conectada al vehículo y este no se usa en periodos de tiempo prolongados, entonces la batería se descarga paulatinamente. Durante este proceso se forma sulfato de plomo en las placas. A simple vista parece una reacción en forma de polvo, pero se trata realmente de diminutos cristales. Estos tienen una superficie importante, que hacen posible una reacción rápida durante la carga.

Por otro lado cuentan con la desventaja de que los cristales se unen en si. Si el vehículo está un tiempo prolongado sin funcionamiento, entonces se forman cristales duros de mayor tamaño. Este proceso reduce la capacidad de la batería, además los cristales apenas pueden destruirse aplicando voltaje.

Todo ello conlleva una caída drástica de la capacidad de la batería, que se denomina Sulfatación de cristales gruesos, y que a la larga supone el fin de la vida de la batería. Es por ello importante comprobar que la batería esté lo suficientemente cargada.

Este problema se da especialmente en vehículos que solo se usan de forma ocasional o en una determinada estación del año, por ejemplo motocicletas, caravanas o lanchas motoras, máquinas quitanieves.

Prevención 

En el mercado existen diferentes dispositivos que pueden evitar la formación de sulfatación de cristales gruesos. El concepto más frecuente es un condensador de gran capacidad que en caso de descarga aplica picos de corriente elevados. Esto ocurre varias veces por minuto para prevenir que los cristales se unan.

Esto también puede conseguirse aplicando la propia resonancia de los cristales de sulfato.

En caso de que un vehículo vaya a permanecer sin uso durante un tiempo, se conviene retirar el polo negativo (de color negro) de la batería y conectarlo a un dispositivo de mantenimiento de carga. Estos dispositivos tiene una corriente de carga muy reducida (aprox. de 50 a 100 mA), a un voltaje de 14,4 V. Esta corriente equilibra la descarga paulatina de la batería sin provocar ningún daño.

Existen dispositivos en el mercado que funcionan con energía solar fotovoltaica y que una vez conectados ya no es necesario retirar el polo negativo.