Mantenimiento de la batería de plomo ácido

Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Electrolito de la batería de plomo ácido

El electrolito de la celda de batería de plomo-ácido es una solución de ácido sulfúrico y agua destilada. El peso específico del ácido sulfúrico puro es de aproximadamente 1,84 y este ácido puro se diluye con agua destilada hasta que el peso específico de la solución se vuelve de 1,2 a 1,23. Aunque, en algunos casos, el fabricante de la batería recomienda la gravedad específica del ácido sulfúrico diluido según el tipo de batería, la temporada y las condiciones climáticas.

Acción química de la batería de plomo ácido

Las celdas de la batería se pueden recargar invirtiendo la dirección de la corriente de descarga en la batería . Esto se hace conectando el terminal positivo de una fuente de CC con el terminal positivo de la batería y, de manera similar, el terminal negativo de la fuente de CC con el terminal negativo de la batería.

Se utiliza un cargador de batería de tipo rectificador de capacidad adecuada como fuente de CC para cambiar la batería. Debido a la corriente de carga (inversa de la corriente de descarga) las placas positivas cambian a peróxido de plomo y las placas negativas cambian a plomo puro. Tan pronto como la carga se conecta a los terminales de la batería, la corriente de descarga comienza a fluir a través de la carga y la batería comienza a descargarse. Durante el proceso de descarga, la acidez de la solución de electrolito disminuye y el sulfato de plomo se deposita tanto en las placas positivas como en las negativas. En este proceso de descarga la cantidad de agua en la solución de electrolito aumenta, es decir, la gravedad específica del electrolito disminuye.
Teóricamente, este proceso de descarga continúa hasta que las placas negativas y positivas contienen la cantidad máxima de sulfato de plomo y en ese punto ambos tipos de placas se vuelven eléctricamente similares, lo que significa que no hay diferencia de potencial entre los electrodos de la celda. Pero prácticamente, no se permite descargar ninguna celda de batería hasta este momento.

Se permite que las celdas de la batería se descarguen hasta un voltaje de celda mínimo predeterminado y una gravedad específica. Una celda de batería de plomo-ácido completamente cargada tiene voltaje y gravedad específica, 2.2 V y 1.250 respectivamente, y normalmente se permite que esta celda se descargue hasta que los valores correspondientes se conviertan en 1.8 V y 1.1 respectivamente.

Mantenimiento de la batería de plomo ácido

Si las celdas están sobrecargadas, la propiedad física del sulfato de plomo cambia gradualmente y puede volverse obstinada, por lo que resulta difícil convertirlo mediante el proceso de carga. Por lo tanto, la gravedad específica del electrolito disminuye, lo que dificulta la velocidad de la reacción química.

Las celdas de batería sulfatadas se pueden reconocer fácilmente al ver el cambio de color de las placas. El color de una placa sulfatada se vuelve más claro y su superficie se vuelve áspera y arenosa. Estas células desarrollan gas prematuramente con carga y muestran una capacidad disminuida. Si se permite la sulfatación durante mucho tiempo, resulta difícil rectificar las células. Para evitar esta situación, se recomienda cargar las celdas de la batería de plomo-ácido durante un tiempo prolongado a una tasa baja de corriente de carga.
Siempre existe una alta probabilidad de que los conectores terminales de las celdas de la batería se corroan. La corrosión afecta principalmente a la conexión atornillada entre celdas en una fila. Esto puede evitarse fácilmente si se comprueba y rectifica correctamente el apriete de cada perno y también se cubre cada conexión de perno de tuerca con una fina capa de vaselina. Si alguna de las celdas está corroída, debe reemplazarse de inmediato.

La gravedad específica del electrolito puede disminuir permanentemente debido a los efectos del envejecimiento. Este problema se encuentra generalmente en las celdas de batería viejas. Esto se debe principalmente a,

1. Acción de sedimentos en el fondo del contenedor celular.
2. Debido a la pérdida de ácido por pulverización durante la carga.
3. Tratamiento inadecuado después de la eliminación del cortocircuito.
4. Por sulfatación excesiva de las placas.

Si la disminución de la gravedad específica no se debe a sulfatación o cortocircuito, se puede agregar ácido sulfúrico concentrado para restaurar el valor normal de la gravedad específica.
Puede ocurrir un cortocircuito entre las placas positivas y negativas debido a la formación de árboles o debido al pandeo de las placas. La formación de árboles se debe generalmente a un exceso de gas que tiende a aflojar los materiales activos de las placas. Las partículas de materiales activos caen en el electrolito y pueden acumularse en las placas negativas de tal manera que puenteen el espacio entre las placas positivas y negativas. Esta formación de árboles se puede eliminar mediante el uso de una varilla de escalado hecha de ebonita. Con este palo es posible explorar el espacio entre estos dos tipos de placas de una celda y eliminar materiales sueltos o árboles.
Si el cortocircuito se debe al pandeo de las placas, este se puede eliminar insertando un separador adicional o quitando y enderezando las placas mecánicamente.
Después de eliminar el cortocircuito, se debe tener cuidado de restaurar la gravedad específica del electrolito a la normalidad mediante la carga constante con alta corriente.

Mantenimiento de la sala de baterías de plomo-ácido de la batería

Existe una alta probabilidad de que se produzcan gases y salpicaduras de ácido durante la carga de la batería. Estos pueden contaminar la atmósfera que rodea la batería. Por lo tanto, un espacio amplio y una buena ventilación son esenciales dentro de la sala de baterías. Estos gases pueden explotar y, por lo tanto, no deben introducirse llamas desnudas dentro de la sala de baterías y también está estrictamente prohibido fumar dentro de la sala de baterías. Debe haber al menos un extractor de aire de tamaño adecuado, instalado en la sala de baterías para mantener la atmósfera libre de esos gases y libre de humedad dentro de la habitación. La temperatura dentro de la sala de baterías debe mantenerse siempre por encima de los 10 ^oC. Las paredes, techos, puertas, marcos de ventanas, ventiladores, partes metálicas y otros aparatos en la sala de baterías deben pintarse con un revestimiento antiácido a intervalos regulares. El cableado eléctrico dentro de la habitación debe estar en un conducto de metal y los accesorios de iluminación deben ser de construcción a prueba de fuego. Todos los elementos de conmutación, incluidos los fusibles eléctricos y los enchufes, deben instalarse fuera de la sala de baterías; de lo contrario, puede haber riesgo de incendio provocado por chispas durante la operación de conmutación. El suelo de la habitación debe estar bien acabado, preferiblemente utilizando baldosas de cerámica. El piso y las paredes de la habitación deben limpiarse adecuadamente a intervalos regulares.

Todos los puntos mencionados anteriormente deben mostrarse en la puerta o en cualquier otro lugar bien visible de la sala de baterías.
Las siguientes reglas deben ser obedecidas durante el funcionamiento, control y servicio de iluminación de emergencia de la batería de almacenamiento.

1. No permita que la batería permanezca inactiva durante mucho tiempo, esto puede causar la inactivación de las celdas de la batería.
2. No cargue la batería con un índice de corriente muy alto porque el índice de carga elevado provoca un aumento de temperatura elevado y una formación de gases excesiva, lo que provoca una gran pérdida de agua y, en ocasiones, un desbordamiento del electrolito de las celdas de la batería.
3. Después de cada descarga completa, la batería debe cargarse inmediatamente antes de devolverla a su servicio flotante habitual. De lo contrario, puede existir la posibilidad de que se deposite una película de sulfato en las placas.
4. Como ya se mencionó, las celdas de la batería deben cargarse suavemente a la velocidad normal para que no haya posibilidad de que se produzcan gases inmediatos y que la temperatura aumente por encima de los 40 ^o C. De lo contrario, puede haber daños en las celdas de la batería debido a la alta temperatura. Durante la carga de las baterías, se requiere un monitoreo continuo, si se inicia el gaseado y la temperatura alcanza dicho límite, entonces reduzca la velocidad de carga. Si después de reducir la velocidad de carga, la temperatura aún se acerca al límite, indica la finalización del proceso de carga porque incluso la velocidad normal de carga puede producir un aumento de temperatura alto si la batería se acerca a la condición de carga completa.
5. El voltaje de cada una de las celdas de la batería debe verificarse antes de finalizar la carga y cada una de las celdas está cargada de manera adecuada y equitativa y las lecturas también deben contabilizarse con el registro anterior.
6. Si el nivel de electrolito dentro de la celda de la batería baja, debe llenarse con agua destilada hasta el nivel marcado en la celda. Esto es para compensar la pérdida de agua debido a la evaporación.
7. Durante el llenado de agua destilada en la celda de la batería, se debe vigilar cuidadosamente que el nivel de electrolito en las celdas de la batería no exceda la línea marcada en ella. De lo contrario, puede existir la posibilidad de que el electrolito se desborde durante el gaseado de la batería. Un nivel alto de electrolito también puede hacer que se ablande el compuesto de sellado en la cubierta superior y la consiguiente fuga en la celda de la batería.
8. La gravedad específica debe medirse después de al menos dos semanas desde el llenado para asegurar una mezcla completa de agua en el electrolito.
9. La batería debe descargarse hasta el límite permitido y luego debe sobrecargarse una vez cada 2 a 3 meses. La tasa de sobrecarga debe seguirse según lo especificado por el fabricante. Esta operación es muy importante para mantener la batería de almacenamiento de ácido en estado activo.
10. Cuando se mide la gravedad específica del electrolito, no debe olvidarse corregirlo por temperatura. De modo que todas las lecturas del hidrómetro se referirán a la misma temperatura. El hidrómetro debe mantenerse limpio con agua destilada; de lo contrario, el hidrómetro provocará lecturas incorrectas y estropeará la calidad del electrolito. La gravedad específica del electrolito debe mantenerse entre 1.180 y 1.240. Un valor bajo de gravedad específica disminuye la capacidad de la batería y, por otro lado, un valor alto es perjudicial para las placas de la batería.
11. La batería de la subestación normalmente funciona en modo flotante. En modo flotante, se aplica un voltaje constante del cargador de batería a través de la batería durante su operación normal para mantener la batería aproximadamente en condición de carga completa. En condiciones normales, el cargador de batería alimenta la carga de la subestación y también compensa las pérdidas en la batería. Pero en caso de una gran demanda durante el funcionamiento simultáneo de muchos conmutadores, la batería y el cargador se combinan para satisfacer la demanda.
12. Durante la condición de flotación normal, el voltaje de la celda, la gravedad específica y la temperatura de las celdas piloto deben medirse diariamente para hacer un seguimiento del estado de la batería en su conjunto. Pero se deben tomar las mismas lecturas de todas y cada una de las celdas de la batería al menos una vez al mes para mantener monitoreadas las condiciones de cada celda individual.
13. La batería debe rellenarse con electrolito nuevo una vez en un intervalo de tres años para mantener la batería en condiciones de funcionamiento adecuadas.
14. Debe tenerse en cuenta que la celda piloto de un banco de baterías es una celda de batería elegida arbitrariamente que se utiliza para obtener información sobre el estado general de la batería. Pero una celda piloto debe repararse durante un mes y debe cambiarse en el próximo mes.
15. Esta fue una breve descripción del mantenimiento de la batería de la subestación, pero siempre es preferible seguir las instrucciones dadas en el manual de mantenimiento proporcionado por el fabricante también.

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JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator

Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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