Baterías de automóvil: algo más que plomo húmedo

Trabajar en los sistemas eléctricos de los automóviles solía ser fácil. La batería simplemente proporcionaba energía para el motor de arranque del automóvil cuando arrancaba o para hacer funcionar la pequeña cantidad de accesorios cuando el motor no estaba funcionando. El resto del tiempo, el alternador cargaba la batería y proporcionaba energía para el resto del vehículo y el sistema de encendido. Si bien los primeros autos no tenían baterías, y algunos autos antiguos tenían sistemas de tierra positivos de 6 V, la mayoría de nosotros hemos vivido toda nuestra vida donde las baterías de los autos vienen en varios tamaños (controlados por Battery Council International) y los autos tienen 12 V, sistema de tierra negativo.

Los tiempos han cambiado. Los autos ya no tienen distribuidores, tienen computadoras. También tienen muchos dispositivos, desde GPS hasta cámaras traseras y cargadores de teléfonos celulares. Las baterías han tenido que volverse más robustas y la tendencia moderna es también requerir menos mantenimiento. Por lo tanto, hoy en día, descubrirá que no existe un solo tipo de batería de automóvil. Pero, ¿cómo funcionan estas otras baterías y qué estaba mal con la vieja celda húmeda de plomo ácido?

A los efectos de esta publicación, no estoy hablando de baterías de automóviles eléctricos, que es un tema completamente diferente, y la mayoría de ellos también tienen una batería de automóvil normal.

Estas baterías son bastante simples. Cada celda tiene una rejilla con una aleación a base de plomo para los cátodos y ánodos de óxido de plomo asentados en ácido sulfúrico. Una batería típica tiene seis celdas para llegar a 12,6 V, y había una tapa que permitía al usuario agregar agua, preferiblemente agua destilada, cuando fuera necesario y también ventilaba el gas de hidrógeno generado durante la carga.

El flagelo de todo esto es la evaporación de la batería de electrolitos. Con baterías viejas, podría derramar el contenido. El funcionamiento con batería también elimina el agua. El calor puede evaporar el líquido. Menos líquido significa menos área de superficie expuesta al electrolito, lo que reduce las capacidades de la batería. También puede conducir a la sulfatación, donde los electrodos están recubiertos con sulfato de plomo que debilita la batería y requiere una recarga cuidadosa.

Sin embargo, el principal desgaste de este tipo de batería es cómo parte del material arroja sulfato de plomo durante el funcionamiento, que se hunde hasta el fondo de la batería. Las baterías de ciclo profundo tendrán placas más gruesas y más espacio en la parte inferior para que se acumulen los desechos. Eventualmente, si se acumula suficiente material de desecho en la parte inferior, la batería fallará.

En el día en que tenías que revisar el agua en la batería como revisar el aire en los neumáticos, había aditivos como VX-6 que podías verter en las celdas de la batería que usaban sulfato de cadmio para evitar la sulfatación. Al menos, esa fue la afirmación que algunos cuestionaron.

Pero claramente, le gustaría tener una batería que dure para siempre y no requiera mantenimiento. No se puede tener todo, por supuesto, pero se puede intentar. Las nuevas aleaciones redujeron la cantidad de agua descompuesta, por lo que las baterías pueden tener suficiente líquido para durar toda su vida útil. Es por eso que la mayoría de las baterías actuales están selladas y solo tienen orificios de ventilación para que escape el gas durante la carga.

Las baterías inundadas mejoradas fueron otra innovación y lograron suplantar en gran medida a las baterías convencionales. Éstos utilizan un separador de polímero que es poroso al electrolito pero evita que las placas entren en cortocircuito. Estas baterías duran mucho más que las baterías convencionales y tienen una tolerancia mucho mayor a las descargas profundas.

La innovación clave de las baterías AGM es que el electrolito no es un líquido. En cambio, se mantiene en una estera de fibra de vidrio tejida con fibras de vidrio muy delgadas. Durante la fabricación, las placas se sumergen en ácido, se escurren para eliminar el exceso de líquido y luego se instalan en la batería, donde mantienen suficiente ácido en contacto con los electrodos durante la vida útil de la batería.

Las baterías AGM requieren poco mantenimiento y, a diferencia de las baterías líquidas, pueden funcionar en cualquier orientación. Esto es especialmente importante en vehículos todo terreno y motocicletas donde la batería puede volcarse o volcarse. También emiten menos gas hidrógeno, lo que los hace más seguros. No requieren ningún mantenimiento periódico, pero pueden o no durar más que una batería convencional debidamente mantenida. Tenga en cuenta, sin embargo, que si no mantiene la batería normal correctamente, todas las apuestas están canceladas. Por otra parte, la sobrecarga es más difícil en las juntas generales.

Mientras que una alfombrilla parece implicar una estructura similar a una almohadilla plana, las alfombrillas AGM se pueden enrollar o colocar en otras configuraciones según la batería. A modo de ejemplo, a continuación puedes ver una comparativa de una batería convencional y una batería espiral AGM. Otra opción para los electrolitos semisólidos es la celda de gel, pero no se ven a menudo en aplicaciones automotrices porque el ácido sulfúrico gelificado no funciona bien a temperaturas más bajas.

Hay formas de solucionar algunos tipos de problemas en las baterías sin sellar, algunas de las cuales implican grandes picos de voltaje. A Thomas Edison le gustaba usar baterías de níquel-hierro en su automóvil eléctrico, y en algunos casos también puede haber un resurgimiento de esta tecnología.

Imagen destacada: "Baterías de coche Walmart EverStart, batería" de Mike Mozart