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Tema: Aclarando conceptos: Líneas de carga de baterías

  1. #1
    Oricos
    Visitante

    Predeterminado Aclarando conceptos: Líneas de carga de baterías

    Veo que hay mucho desconocimiento sobre los conceptos de nuestras baterías y de su carga y el efecto que tiene eso también para nuestro bolsillo.

    Por ello, trataré en este pequeño artículo transmitir un poco de lo que se esconde detrás de esas letras I, U, o, W etc.

    Al grano:

    Sabemos que hay varios tipos de baterías o acumuladores de energía que se están utilizando en nuestras AC.

    Principalmente las dividimos entre baterías de servicio y baterías de arranque.

    En realidad no tenemos que preocuparnos mucho de la batería que está instalada en el compartimento motor, ya que el generador del mismo se encarga bastante bien y adecuadamente de su carga.

    Normalmente no se gasta mucha energía de esa batería a tiempo prolongado, sino tiene que aguantar la demanda de corrientes muy altas en el momento de arranque y aún más si hace frío.

    Por tanto, lo único que nos preocupa sería poner una batería de igual potencia de descarga momentánea en el momento de su muerte. hablamos de corrientes que perfectamente pueden llegar a 800 amperios o más, según tamaño del motor.

    Lo que nos interesa mucho más, es el tema de las baterías de servicio, y principalmente dividimos esas entre las de plomo-ácido (abiertas y herméticas), AGM (en esas el ácido sulfúrico que es el electrolito está solificado en unos paños de fibra de vidrio) y GEL (en este tipo el electrolito está contenido en el gel).

    Entre las de plomo-ácido hay un sub-familia que son las de plomo puro, que se utilizan por ejemplo como batería de arranque en las motos Harley-Davidson.

    Hay -como casi siempre- gente que está convencida que un tipo de esos tres es el mejor para nuestro uso, pero eso depende del uso que se da.

    Generalmente hablando, las AGM son las más adecuadas para uso normal de AC, y tienen una buena relación capacidad-precio.

    Para asegurarnos de que nuestras baterías vivan el máximo tiempo posible, tenemos que cuidarlas.

    Antes, con las baterías de ácido abiertas, había que mirar el nivel del líquido en los vasos, que ahora ya no es necesario y en el caso de plomo puro, AGM y GEL no es necesario, ya que son herméticas de verdad.

    Pero eso no significa que nos podemos olvidar completamente de su existencia, ya que podemos encontrarnos con situaciones desagradables como quedarse sin luz de repente y en consecuencia con el vacío automático del boiler por dispararse la válvula de emergencia y sin calefacción en los casos de que necesiten la alimentación por 12 voltios (la mayoría hoy día).

    ¿Cómo son los diferentes tipos de batería?
    AGM:
    • Se pueden montar en cualquier posición, con la única salvedad de que NO se deben cargar en posición invertida
    • no necesitan mantenimiento
    • es posible cargar con muchos amperios
    • protegidas contra pérdida de ácido, no hay peligro de corrosión o intoxicación por evaporación sulfúrica
    • protegidas contra inflamación inversa
    • se pueden mandar por vía aérea, no son mercancía peligrosa
    • Su descarga inherente es muy baja: Si se mantienen a una temperatura de menos de 20°C, les queda aún el 60 al 80 % después de seis meses de almacenamiento (según el tipo de batería)
    • No obstante, las baterías en almacén (de invierno) se benefician de una recarga de vez en cuando, como cada nueve meses.
    • Su vida es extremadamente larga
    • Su tamaño es más pequeño a igual capacidad que las de ácido
    • aguantan condiciones extremas, como golpes y vibraciones
    • aguantan perfectamente altas demandas de corriente
    • Su descarga no debería pasar del 50 al 70% para no dañar a la batería


    GEL:
    Principalmente tienen las mismas ventajas de las AGM, pero difieren en algunos puntos de esas:

    • Por su resistencia interior relativamente alta, no permiten descargas fuertes como es el caso de las AGM y ácido.
    • Por ello, no son muy adecuadas en el caso de que se conecte un inversor fuerte a ellas, a partir de 1000 vatios.
    • A cambio, con descarga lenta, se pueden descargar mucho más que las demás, hasta un 85% es posible sin causar problemas a la batería.


    Debido a que el electrolito está en forma de gel, el contacto entre las placas de plomo y el primero es mucho mejor, por no decir total, cuando en las AGM el paño contenedor del electrolito en algunos sitios no llega a tener contacto con el plomo y por ello, la batería de gel tiene unas características eléctricas diferentes, como la citada resistencia interna.

    Espero que quede claro lo que son los puntos comunes y las diferencias entre los tres tipos de batería que encontramos habitualmente en las AC.

    Ahora tocar saber lo que nos dicen con esas letras que menciono al principio:
    • I = Carga mediante corriente constante (Amperios iguales)
    • U = Carga mediante tensión constante (Voltios iguales)
    • W = Carga mediante potencia constante (Amperios y Voltios iguales)
    • o = Cambio automático de la línea de carga
    • a = Cambio manual de la línea de carga


    • I = (CC = constant current) carga con corriente constante, hay que vigilar el estado
    • Ia = carga con corriente constante, e interrupción manual, por ejemplo al detectar un calentamiento de la batería

    • U = (CV = constant voltage) carga con tensión constante. La corriente de carga se ajusta según la resistencia interna de la batería y de la tensión reversa de las células. Normalmente el cargador limita la corriente de carga (línea IU)
    • IU = se carga con corriente máxima hasta el voltaje máximo de carga. Entonces se reduce la corriente y la tensión ya no sube más. Se distribuye una corriente de mantenimiento.
      En el momento de llegar al punto "U", la batería está cargada al 80% de su capacidad. Algunos tipos de batería no permiten una carga correcta y pierden capacidad (por ejemplo las de ácido-plomo, porque no hay una mezcla completa del ácido)
    • Wa = carga por potencia constante, pero en el momento de subida de tensión de la batería, se reduce la corriente.
    • WoWa = carga con mucha potencia inicial, luego reducción a poca potencia.
    • IoIa = carga inicial con corriente alta y paso a corriente reducida.
    • IUIa = carga con corriente continuada, cambio a carga con tensión constante, entonces cambio a corriente reducida hasta llegar a carga plena (plomo-acido)
    • IUoU = carga con corriente constante hasta llegar a voltaje de gasificación, después de un tiempo limitado de gasificación reducción de la tensión a tensión de mantenimiento o flotación (plomo-ácido y plomo-GEL, en el caso de la últimas hay que observar bien el valor de esa tensión).


    Debido a esas circunstancias, tenemos que cerciorarnos de varias cosas:

    • Que nuestro cargador sea capaz de suministrar una línea de carga adecuada a las baterías
    • Que el voltaje de gasificación sea el correspondiente a las baterías que tenemos
    • Que no tengamos baterías de diferente tipo instalado


    A modo de ejemplo, pongo las características eléctricas de varias baterías:

    • Banner Energy Bull: fin de carga 14,4-14,7V flotación 13,80V
    • Discover Energy: fin de carga 14,4-14,7V flotación 13,80V
    • Exide Gel: fin de carga 14,4-14,7V flotación 13,80V
    • Victron Energy AGM: fin de carga 14,4V flotación 13,80V
    • Victron Energy GEL: fin de carga 14,4V flotación 13,80V
    • Vetus AGM: fin de carga 14,4V flotación 13,80V
    • Vetus Gel: fin de carga 14,4V flotación 13,80V

    Observamos que la flotación es igual en todas, pero algunas aguantan hasta 14,7 voltios de carga, cuando a otras le basta con (y no deber superar) 14,4 voltios.

    Un condicionante más es la temperatura ambiente y la de la batería, que aumenta según se carga y eso requiere que la tensión de carga debe ajustarse en consecuencia.

    Para ello, muchos cargadores disponen de una entrada para un sensor de temperatura que se acopla a un polo de la batería.

    Así se disminuye el voltaje de carga si la temperatura sube por encima de veinte grados Celsius.

    Me ahorro poner la fórmula, ya que el cálculo lo tiene incorporado el cargador.

    Expongo las recomendaciones de los fabricantes para la descarga máxima de varias baterías:

    • Banner Energy Bull: 50%
    • Banner TracBull DB: 80%
    • Discover Energy: 80%
    • Exide Gel: 60%
    • Optima Yellow Top & Blue Top: 80%
    • Victron Energy AGM: 50%
    • Victron Energy GEL: 50%
    • Vetus AGM: 50%
    • Vetus Gel: 80%


    Para haceros una idea a cuántos por cien ya está descargada la batería, va una tabla sobre la relación de la corriente de descarga con la tensión de la batería:

    • Descarga hasta un 10% de la capacidad, la tensión de descarga será: 11,5V
    • entre 10 y 20% la tensión será: 10.8V
    • entre 20 - 40% la tensión será: 10.5V
    • entre 50 - 100% la tensión será: 10.2V
    • más de 100% la tensión será: 9.6V

    Son valores para una batería de 100 Ah y una carga de 10 A máximo.

    Terminando con mi exposición, no quiero dejaros sin los cinco pecados mortales en el tratamiento de baterías:

    1º Pecado mortal:Descarga profunda / Sobrepasar la profundidad de descarga permitida

    La capacidad nominal de una batería se refiere a la posibilidad de su descarga hasta una tensión mínima -normalmente 10,5 voltios- y a llegar a esa tensión la batería se considera "vacía". En realidad está lejos de estar vacía, y si se descarga más, se habla de una descarga profunda. Cada y una de las cargas profundas que sufre una batería, la deja malherida. Cuando ocurre una descarga profunda, la batería pierde masa activa (recordamos que un acumulador se compone de dos materias: Plomo y Ácido sulfúrico cuya reacción genera corriente) y desgraciadamente esas pérdidas se acumulan con cada descarga profunda. A partir de unos 80% de descarga, el proceso se acelera de forma desproporcional y causa el correspondiente daño. Una descarga profunda causa sulfatación de la batería y si no se carga esa batería inmediatamente después de la carga profunda, puede pasar que la batería "rechaza" toda carga y queda inservible.
    Baterías de AGM y Gel son mucho menos afectados por los efectos de descarga profunda, pero tampoco son imunes a este efecto.
    Hablando de la profundidad de descarga: No hay que pasar nunca de las recomendaciones del fabricante si queremos que nos perdure la batería que hemos pagado con buen dinero. Una batería buena, que sobrevive 500 ciclos de descarga/carga al 50%, morirá con menos de 100 ciclos si se descarga al 100%.

    2º Pecado mortal:. Carga con demasiada corriente (amperios)

    Al inicio de su carga, baterías pueden aguantar corrientes muy altas. Debido a eso mucha gente piensa que con un cargador capaz de suministrar muchos amperios de carga, se acortaría el tiempo de carga. No hay que obviar que la temperatura de la batería sube con la carga suministrada. Eso causa pérdida de material de las placas internas y por ende capacidad, y al mismo tiempo la corrosión del material de esas placas. Podemos experimentar algo que se conoce como "Thermal Runaway" (suicidio térmico) : Una vez llegado a una cierta temperatura, este proceso destructivo se acelera tanto que por si mismo produce más y más calor. Este proceso es auto-vigorizante y causa la muerte absoluta de la batería.
    La corriente máxima de carga de la batería está en sus datos técnicos, a veces impreso en su cuerpo. Valores típicos se mueven entre el 10 y 30% de la capacidad, para una batería de 100 Ah entonces entre 10 y 30A.

    3º Pecado mortal: Carga insuficiente

    Se habla de carga insuficiente si una batería de forma habitual no se carga de forma completa. Este daño se causa en el supuesto de que la batería exclusivamente se carga con una generador/alternador convencional, o peor aún, con un cargador de los baratos, línea de carga "W", que en el momento de llegar al voltaje de gasificación terminan con la carga (los llamados "cargadores automáticos" de las tiendas tipo Leroy Merlin etc).
    Con estos dos métodos de carga se llega a solo un 80% de la capacidad. Aparte de la sufatación que eso causa, sufrimos las inevitables tolerancias de fabricación de las células que componen la batería: Algunas células tienen menos capacidad que otras (debido a que por ej. sus placas son un poco más finos que de otras). Pues esa célula se queda cada vez más atrás si se repiten las cargas insuficientes / incompletas. La sulfatación también afecta más a esa célula, lo que contribuye a la merma de su capacidad y al final esa célula arrasa a las demás en su descenso, dejando finalmente inservible a toda la batería.
    Este efecto lo experimentará él quien interrumpe el proceso de carga de un cargador bueno -ese tipo de cargador cambia a un estado de compensación de carga durante varias horas para igualar las posibles diferencias entre las células individuales.

    4º Pecado mortal: Sobrecarga

    La sobrecarga es el mejor método para "cargarte" una batería Gel o AGM. Hablo de destrucción total e irreversible.
    Una sobrecarga se da cuando la tensión de la carga es demasiado alta (controlar eso en los datos técnicos de la batería) común son valores entre 14,1 y 15 voltios.
    También existe sobrecarga si la tensión de flotación / mantenimiento no se reduce debidamente a valores normales de 13,2 a 13,8 voltios.
    Para evitar una carga insuficiente (ver Pecado mortal 3) las baterías se cargan con unas tensiones que permiten la fisión de agua en oxígeno e hidrógeno. Si trabajamos con baterías húmedas de ácido, eso no causa ningún problema, ya que llenamos los tubos con agua (destilada). Las Gel y AGM no dejan escapar esos gases de forma fácil, y entonces empieza una reacción que fusiona hidrógeno con oxígeno (la llamada recombinación). Pero si generamos demasiado gas (no en nuestros cuerpos... ) sube la presión interna de la batería, las válvulas de seguridad se abren (VRLA) y entonces se pierde agua. En este tipo de batería no podemos rellenar agua y la batería se seca más y más y pierde capacidad.
    Sobrecarga se causa sobre todo por cargadores con línea de carga "W" y sin terminación del proceso de carga, en nuestro caso es eso el generador del motor o si cargamos la batería por la toma de 12v de un generador externo.

    5º Pecado mortal: Almacenamiento con carga insuficiente

    Todas las baterías sufren una descarga si se almacenan. Si la batería no está cargada suficientemente, se acelera su proceso de envejecimiento. Por ello se debe cargar una batería cada vez se ha descargado, sin importar la cantidad de corriente que se consumió.
    Hibernando la batería: Cargar la batería antes de hibernarla durante por lo menos 24 horas. Desconectar todos los circuitos, en caso de duda, desconectar el borne negativo.

    Los fabricantes suelen indicar el resto de la capacidad después de un cierto tiempo en almacenamiento. Un papel importante juega la temperatura ambiente, a mayor temperatura, más auto-descarga. Hay que volver a cargar pasados unos seis meses a temperatura de unos 20 grados o si el voltaje se encuentra debajo de los 12 voltios.

    Espero no aburriros con eso, sino que sirva para mejor conocimiento de nuestro mundillo.

  2. #2
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    PARACUELLOS DEL JARAMA
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    Predeterminado

    Impresionante Oricos, muchas gracias por las explicaciones y la facilidad de entenderlas. Pero me ha creado una duda. El segundo pecado mortal que expones es la carga con muchos amperios rápidamente. Tengo pensado colocar un Booster, ¿eso no dará una carga demasiado rápida?
    Gracias nuevamente
    .

  3. #3
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    Ciudad Real
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    86

    Predeterminado Saludos desde la mancha

    Muy buena exposición, muy ilustrativa e interesante, me ha gustado mucho gracias.

  4. #4
    Oricos
    Visitante

    Predeterminado

    Si pones un booster inadecuado, si.

    Por ello, divide la capacidad total de tu(s) batería(s) del habitáculo (solo esas) por tres, es lo máximo que debes tener de amperios de carga, tirando un poco a la baja.

    Yo tengo 190 Ah, así con el booster de 45 amp no haré daño.

    Si tienes menos de 100 ah, mejor el booster de 25 amperios, pero entonces (si fuera posible) contemplaría aumentar la capacidad mediante otra batería o una más potente.

  5. #5
    Usuario
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    09 sep, 07
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    PARACUELLOS DEL JARAMA
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    Predeterminado

    Oricos, tengo 2 de 100 amp, pero separadas. Según me dices lo correcto seria un booster de 25 o 30?.
    Gracias
    .

  6. #6
    Oricos
    Visitante

    Predeterminado

    Si las tienes separadas por conmutador / relé, te vas a encontrar con el problema que Xoneta ha solucionado, ya que los cables sense y el sensor térmico hay que conmutarlos también, sino, no funciona el booster o funciona mal.

    No es trivial tener las baterías de servicio separadas por un relé o interruptor.

    ¿Tienes una razón "de peso" para tenerlo así?

  7. #7
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    09 sep, 07
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    PARACUELLOS DEL JARAMA
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    Predeterminado

    Las he separado porque tienen distinta antigüedad, una 2 años y la otra 5. Según he leído al ponerlas juntas se equiparan a la mas antigua.
    .

  8. #8
    Usuario Avatar de Salocin
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    Foto Aclarando conceptos: Líneas de carga de baterías

    Gracias Oricos por la información es muy importante estar informado ya que dependemos de las baterías hay que saber como tratarlas,
    Eres un crak
    Saludos cordiales,
    " Lo importante no es saber sino el teléfono del que sabe "

  9. #9
    Usuario Avatar de ROSACRUZ
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    16 jun, 10
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    Predeterminado

    Muchas gracias Oricos por la exposición
    Con sólo una imagen basta!!

  10. #10
    Usuario Avatar de tetejose
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    OIA (Pontevedra)
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    Predeterminado

    Gracias Oricos, parece que estás empollado sobre el tema.
    Supongamos que hemos encomendado la recarga de la batería al sistema que integra la propia autocaravana, la tenemos enchufada a la red cuando no viaja por ejemplo, y supongamos que el sistema de carga de la autoca es el adecuado para la batería que tenemos , en estas circunstancias ¿cuál es la vida media de una batería?
    Gracias por este hilo
    A los hombres les gusta el juego y el peligro, por eso les gustan las mujeres, son el juego mas peligroso. Nietzsche

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