CAPITULO CUARTO

"FUENTES DE PODER ELECTROQUIMICAS"

OBJETIVOS. ESPECIFICOS

- Identificar tipos y uso de las fuentes de poder electroquímicas.

- Interpretar teoría de funcionamiento de las baterías de Pb - Ac•

- Identificar los tipos de conexiones de las pilas y baterías.

- Reconocer los instrumentos de prueba.

- Aplicar teoría de procedimientos para efectuar mantenimiento a 1 as baterías, señalando las medidas correspondientes.

- Reconocer fallas de las baterías y formas de solución.

I.- GENERALIDADES

Las fuentes de poder electroquímicas son dispositivos eléctricos que, al formar parte de un circuito eléctrico, transforman su energía química en energía eléctrica, de corriente continua. Su finalidad es generar una fuerza electromotriz continua de baja tensión y su' funcionamiento está ligado a la existencia de los conductores de segunda clase o electrólitos.

Las fuentes de poder electroquímicas de uso más frecuente son: Las pilas y los acumuladores o baterías.

II.- NOCIONES DE QUIMICA

Para entender el funcionamiento de las fuentes electroquímicas, es necesario conocer algunas nociones elementales de química.

A.- METALES Y METALOIDES

Entre los numerosos cuerpos simples existentes en la naturaleza, la química distingue como metales a los Siguientes elementos: Hierro (Fe), Cobre (Cu),zinc (Zn) sodio(Na),potasio(k), etc. Y como metaloides al oxígeno(0), hidrógeno(H), nitrógeno(N), azufre(S),carbono(C), etc.

1.- Característic as de los metales

a.- Son sólidos a las T° ordinarias

b.- Son insolubles en el agua "y en los disolventes ordinarios.

c.- Son buenos conductores del calor y la electricidad.

d.- Cuando se electroliza una combinación no hidrogenada,el metal se deposita en el cátodo.

2.- Características de los metaloides

a.- No son necesariamente sólidos a las T° ordinarias.

b.- No tienen brillo metálico.

c.- Son malos conductores del calor y la electricidad.

d.- Se desprenden del ánodo por la electrólisis.

B.- ACIDOS

Un ácido es una combinación de dos o varios metaloides con hidrógeno, como por ejemplo: Él ácido clorhídrico (H CL) y el ácido sulfúrico (H2S04).

Las características principales de. un ácido son su sabor agrio (vinagre) y la capacidad de enrojecer la tintura de tornasol (indicador).

C- BASES

Las bases son sólidos amorfos poco solubles en el agua.Una base es un cuerpo compuesto del radical oxidrilo (OH)

unido a un elemento o radical metal, como por ejemplo: La potasa cáustica o hidróxido de potasio (KOH), la soda cáustica (NaOH),la cal apagada o hidróxido de calcio (Ca(OH)2)etc. Las bases tienen como propiedades características la capacidad de neutralizar los efectos y dar .color ; azul a la tintura de tornasol enrojecida por un ácido. Existen las bases solubles de los álcalis. Las bases no atacan los metales (el amoniaco - álcali volátil es un gas).

D. - SALES

Una sal es un cuerpo compuesto que resulta de la sustitución del hidrógeno de un ácido, por el metal o el

radical de una base Como ejemplo, se puede citar el cloruro de sodio o sal de cocina, que proviene de una reacción: NaOH + Hcl —> H20 + Na Cl.

Las sales no ejercen acción sobre la tintura de tornasol.

III.-TIPOS DE FUENTES DE PODER ELECTROQUIMICAS

A.- PILAS 0 ELEMENTOS

Se denominan elementos o pilas aquellos aparatos capaces de producir una corriente eléctrica por medio de procedimientos químicos. Entre dos conductores diferentes, introducidos en un electrólito (solución acida o básica) se crea una fuerza electromotriz.

Cuando los ácidos, bases y sales se disuelven en agua destilada para formar una solución, se produce una separación en iones que se mueven libremente dentro de ésta, En una solución de ácido sulfúrico existen dos clases de iones: El ion de hidrógeno H+, que-es .monovalente y el ion sulfato (S04), que es bivalente. Este fenómeno se denomina disociación y la solución que contiene iones se llama electrólito. En algunas ocasiones, los electrólitos reciben el nombre de conductores de segunda clase y los metales y el carbón, conductores de primera clase. De esto se desprende la afirmación que dice que una pila eléctrica es una combinación de conductores de primera y segunda clase. Las pilas se componen principalmente de un electrólito en el cual se introducen dos electrodos de distinta clase que, generalmente, son dos barras o láminas de metal o bien una de metal y otra de carbón.

De acuerdo a la materia o compuesto en que se encuentran inmersos los electrodos, las pilas se pueden clasificar en: Pilas húmedas y pilas secas.

1.- Pila húmeda

En la pila de volta, el electrólito es una solución diluida en ácido sulfúrico y los electrodos son una barra de zinc y otra de cobre sumergidas en la solución. Existen en l a solución, por lo tanto, iones H + e iones S04-.

El ácido sulfúrico (S0 4) ataca al zinc (Zn) y lo disuelve, pasando a la solución en forma de iones de zinc (Z N

++) y dejando, cada átomo de zinc, dos electrones libres en este electrodo. Este exceso de electrones en la placa de ZN, la transforman en electrodo o terminal negativo de la pila o elemento y es denominado “cátodo". (Ver Fig.2-1/A).

Los iones Zn+ + que ahora se encuentran en la solución, rechazan a los iones de hidrógeno ( H + ) hacia la placa de cobre (Cu) donde neutralizan su carga eléctrica al recuperar el electrón perdido y se depositan en torno a ella en forma de burbuja gaseosa. Esta, a su vez, al quedar con un déficit de electrones constituye el polo positivo o "ánodo".

Al unir los polos por un conductor, los electrones fluirán a través de él desde el polo negativo (Zn) hacia el polo positivo (Cu). (Fig.2-1/B)..

A B FÍG.2-1.- Reacción química de la pila de volta

2.- Pila seca

La pila seca es la de uso más común y se compone de los mismos elementos de l a pila húmeda. Es decir, está compuesta por un envoltura de Zn que forma un vaso y que constituye, a su vez, el polo negativo ( - ) .

En el centro, tiene una barra de carbón, aislada de la envoltura y que constituye el polo positivo (+) . Entre los polos, se encuentra l a pasta electrolítica formada por cloruro de amonio y bióxido de manganeso y es una sustancia higroscópica que mantiene l a humedad dentro de la pila.

Su F.E.M. es de 1,5 volts y su uso está circunscrito a los aparatos de uso infrecuente como por ejemplo: linternas, radios a, pilas, timbres, juguetes, etc. En estos aparatos, las pilas suministran pequeñas cantidades de corriente y en tiempos o no muy prolongados, siendo consideradas pilas de primera clase. (Fig.2-2).

FIG.2-2.- Elementos de una pila seca

Es necesario señalar que el mayor tamaño de una pila hará aumentar su duración, en razón de tiempo, pero no su tensión, puesto que su voltaje será siempre de 1,5 volts.

Cuando se requiere una tensión mayor, las pilas deben ser conectadas en serie a] igual que las resistencias. Por ejemplo, si la lámpara o ampolleta de una linterna requiere de una' tensión de <,5 V. se deben sumar los voltajes de cada uno de los elementos o bien, se debe dividir el voltaje total requerido, por el valor del voltaje de una pila. Estas operaciones se representan matemáticamente de las siguientes maneras:

VT = 1,5 + 1,5 + 1,5 = 4,5 V O Vt = 4,5 = 3 1,5

NOTA.- Es importante señalar que las pilas no pueden ser recargadas.

B.- ACUMULADORES

Los acumuladores pueden ser considerados como pilas reversibles, es decir, que pueden ser recargadas un número indefinido de veces por un fenómeno contrario al de la descarga.

Existen dos cipos de acumuladores: El acumulador plomo-ácido (Pb-Ac) y el acumulador níquel - cadmio (Ni-Cd).

1.- Acumulador plomo-ácido

Este tipo de acumulador es el de uso más frecuente en los automóviles, debido a sus características eléctricas. Cabe señalar, que un conjunto de acumuladores forma una batería.

Una batería o acumulador de plomo-ácido está formada por los siguientes elementos: Caja, vasos, puentes o conectores, electrólito y separadores.

a. - Caja

Es un recipiente de ebonita o plástico, que contiene todos los elementos que forman la batería. Está dividida por tabiques, los ..cuáles contienen los elementos que forman un vaso. La cantidad de vasos (3 ó 6) determina, el voltaje o tensión de la batería. Su función es almacenar el electrólito y los componentes que forman un vaso. ,

b.- Vasos o elementos

Están compuestos por placas positivas, placas negativas y separadores. Las placas positivas están rellenas de peróxido de plomo (Pb 0 2) y las negativas, de plomopuro esponjoso. Para evitar que las placas se toquen, se colocan entre ellas láminas de sustancias aisladoras (separadores). La capacidad de corriente de una batería depende directamente de la cantidad y tamaño de las placas que contenga cada vaso. Se debe señalar, que los vasos van conectados en serie por medio de los puentes o conectores.

Para obtener una mayor reacción química los acumulado res se construyen de modo que cada placa positiva quede entre dos placas negativas. (Ver Fig.2-3). Se debe señalar, que las placas deben ir sumergidas 1 cm. más abajo que el nivel del electrólito.

c.- Puentes o conectores

FÍG,2-3.- Posición de las placas de un acumulador plomo - ácido

En las baterías de caucho o ebonita" se puede distinguir, a simple vista, él puente que une dos vasos. No ocurre lo mismo con las actuales baterías que son construidas con cajas de plástico, ya que en éstas sólo quedan expuestos los bornes. (Fig.2-4).

FIG.2-4.- Unión de vasos por medio de puentes o conectores

d. - Electrólito

Corresponde al líquido utilizado en los acumuladores de plomo. Este líquido es ácido sulfúrico (H2S04) químicamente puro, diluido con agua destilada (H^O), en una proporción de 1:2, es decir, 1 dcm 3 de ácido sulfúrico puro se debe diluir en 2 dcm 3 de agua destilada. La concentración o densidad del ácido sulfúrico es de aproximadamente 1.300 partículas por centímetro cúbico (cm 3) en relación al agua, que es de 1.000.

e. - Separadores

Son láminas aislantes que van colocadas entre una placa negativa y otra positiva. Su función consiste en separar eléctricamente una placa de la otra.

2.- acumulador de níquel – cadmio

a.- Descripción

La batería de níquel - cadmio' deriva su nombre de la composición de sus placas: Oxido de níquel en las placas positivas y cadmio metálico, en las placas negativas.

Cada elemento tiene una tensión de 1,3 volts y -pueden ser reemplazados en caso de que no se puedan volver a cargar. Además, constan de un tapón de ventilación quealivia las presiones de gas mayores de 5 libras (Ver Flg.2-5) . El electrólito que se utiliza en los elementos, es una solución de 30% de hidróxido de potasio en agua destilada. Este electrólito es alcalino y , a diferencia del electrólito ácido, debe ser neutralizado

con ácidos. La mezcla alcalina es "jabonosa" al tacto y es nociva.

La batería de níquel-cadmio tiene l a misma finalidad, es decir, es utilizada como fuente de energía de corriente continua.

FIG.2-5.- Elementos de un acumulador de níquel-cadmio

F R E C A U C I O N

El contacto directo con mezcla alcalina puede causar heridas y daño irreversible en el vestuario. En caso de que esto suceda, se debe mojar inmediatamente el área afectada con una solución de agua fría y ácido bórico.

b.- Ventajas

Como ventajas del acumulador níquel-cadmio, con respecto a las baterías de plomo, se pueden mencionar las siguientes:

- Puede proporcionar fuertes corrientes de descarga. -No sufre daño en cualquier régimen de carga.

-A bajas temperaturas retiene mejor su carga en largos períodos de inactividad.

c.- Desventajas

Como desventajas se pueden mencionar las siguientes:

- Menor rendimiento que el acumulador de plomo.

- Menor tensión, ya que cada elemento tiene 1,3 volts.- Es tres veces más costoso que el acumulador de plomo.

IV.- PROCESOS QUIMICOS DE DESCARGA Y CARGA DE UN ACUMULADOR PLOMO -ACIDO .

Cuando una batería está cargada, almacena o acumula energía química. Esta energía es devuelta en forma de energía eléctrica, cuando sus terminales se unen, ya sea para encender una luz o energizar un motor de arranque de un vehículo.

En el funcionamiento de una batería se producen dos procesos químicos: El proceso de descarga y el de carga.

A- PROCESO DE DESCARGA

Durante la descarga los iones de hidrógeno (H+) del ácido sulfúrico se combinan con el oxígeno (0) del peróxido de plomo (Pb 02) para producir agua. Con esto, el electrodo positivo Pb02 se reduce a plomo que, al combinarse con el ion S04, formará un depósito de sulfato de plomo. Con estas reacciones este electrodo adquiere un potencial positivo.

En el otro electrodo, el ion S04 con el plomo Pb también reacciona produciendo un depósito de sulfato de plomo y adquiriendo un potencial negativo.

Al ir descargándose el acumulador, ambos electrones tienden a igualarse cuando se forma en ellos una capa de sulfato de plomo (PbS0 4), disminuyendo la densidad del ácido sulfúrico (H 2S04). (Fig.2-6/A).

FIG.2-6.- Proceso químico de descarga y carga de. un acumulador.

b.- PROCESO DE CARGA

Para cargar un acumulador se debe conectar el polo positivo ele éste, con el polo positivo de una fuente de generación de corriente continua (cargador) y el polo negativo, al negativo de la fuente.

El voltaje del cargador debe ser un poco superior al del acumulador que se va a cargar para que la corriente fluya en sentido contrario al de la descarga. De este modo, el sulfato de plomo de las placas positivas se convierte nuevamente en peróxido de plomo (PbOg); el de las placas negativas en plomo (Pb) y el ácido sulfúrico recupera su densidad. (Ver Fig..2-6/B)

Se debe señalar, que los procesos químicos de carga y de descarga de un acumulador o batería son difíciles de relacionar con los consumos eléctricos de los componentes de un vehículo en el momento de activar su funcionamiento.

Las reacciones electroquímicas de este proceso, durante la carga y la descarga se aprecian en l a siguiente figura.

Placa Positiva peróxido de plomo cambiando a sulfato de plomo

Placa negativa plomoesponjoso combinadoa sulfato de plomo.

Placa negativa El sulfato de plomo se convierte en plomo esponjoso el sulfato regresa al electrolito.

Electrolito El sulfato del ácido sulfúrico se une

con materias activas en las placas, dejandola solución más débil. El

hidrógeno del ácido y el oxígeno delperóxido de plomo se combinan paraformar agua diluyendo la solución.

Electrolito El diluido electrólito es reforzado por el sulfato que regresa de las placas.

FIG. 2-7. Reacción electroquímica de una plomo-ácido durante la carga y la descarga.

V.- CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE UNA BATERIA PLOMO-ACIDO

Una de las Características principales de una batería es la de producir una "corriente continua pura". Cabe señalar, que, las características eléctricas de una batería estarán determinadas por los diferentes elementos que la componen. Las características

separador

PLACA POSITIVA El sulfato de plomo se convierte en peróxido de plomo, el sulfato regresa al electrolito.

Separador

eléctricas son: tensión y capacidad; la potencia es el producto estas.

A. - TENSIONLa tensión de una batería plomo-ácido está

determinada por la cantidad de vasos o elementos que ésta posea, ya que cada vaso o elemento produce una tensión máxima de 2,2 volts. Para obtener una mayor tensión, éstos se deberán conectar en serie.

La tensión de las instalaciones eléctricas de automóviles y equipos motorizados puede ser de 6 ó 12 volts. En los esquemas eléctricos, se usa un símbolo determinado. En caso de no emplear el símbolo de la batería, se utiliza el número de voltios que emplea el circuito (6, 12 ó 24 volts).

B. - CAPACIDADLa capacidad de un acumulador plomo-ácido, tiene relación

con el tamaño y la cantidad de placas que la batería posea por cada vaso o elemento. Algunos fabricantes estipulan la tensión, capacidad y cantidad de placas, por cada vaso que posee la batería, en la misma caja o depósito.

La capacidad de una batería se expresa en amperios-hora (AH). Como ejemplo se puede mencionar, que una batería de 12 voltios', 40 AH y nueve placas por vaso se expresa de la siguiente manera:

12 V - 40 AH - 9 p x vaso

La expresión AH, en una batería, indica la corriente de descarga (í), multiplicada por e .1 tiempo de descarga (t) expresado en horas. por ejemplo, un acumulador de 30 amperes-hora puede entregar una corriente de 6 amperes 5 horas o bien,, suministrar una corriente da 1 Amper durante 30 horas. :

C- POTENCIATodo el trabajo o la potencia desarrollada por una bate

ría es factible de ser calculada, como asimismo el trabajo efectuado por un motor eléctrico, un circuito o una ampolleta.

En electricidad automotriz, el cálculo de la potencia de un circuito o de alguno de sus elementos, se reduce simplemente a multiplicar el voltaje por la intensidad que han sido empleados durante su funcionamiento. La unidad de medición de la potencia es el "vatio" o watts (W). Por ejemplo: Una batería de 12 volts y 60 AH desarrollará una potencia de 720 watts, esto dado por la fórmula: W =V I =60 x 12 =7 20W.

De la fórmula anterior, se desprende la fórmula para calcular la intensidad de consumo de un elemento o artefacto:

I = w V

Para calcular el voltaje se emplea la siguiente fórmula:

V = W I

NOTA.- El cálculo de la potencia se aplicará en el estudio de todos los sistemas eléctricos de un vehículo.

VI.- CONEXION DE ACUMULADORES PLOMO-NACIDO

Los acumuladores se pueden conectar en la misma forma en que se conectan los elementos que componen un circuito, es decir, en serie, en paralelo o en serie paralelo (mixto).

A.- CONEXION EN SERIE

Conectar acumuladores en serie consiste en unir el borne positivo del acumulador o batería con el borne negativo de otro acumulador. (Fig.2-8).

FIG.2-8.- Acumuladores conectados en serie

En vehículos tales como Camiones y algunos microbuses se usan instalaciones eléctricas de 24 voltios, Se debe conectar dos baterías de 12 voltios en serie o en su defecto, cuatro baterías de- 6 voltios en serie.

Sí se conectan acumuladores O BATERÍAS en serie se debe tener presente que sólo austera la tensión, ya que la capacidad del total (Ah) permanecerá constante (regla para la corriente y el voltaje dé circuitos serie).

B.- CONEXION EN PARALELO Por el contrario la conexión de acumuladores en paralelo, consiste en conectar el borne positivo, con el borne también positivo del otro acumulador. (Fig.2-9).

FIG.2-9.- Acumuladores o baterías conectadas ■ en paralelo

Cuando se conectan acumuladores o baterías en paralelo el voltaje permanece constante y la capacidad de los acumule, dores o baterías se suman.

Es decir, si se conectan dos acumuladores de 12 voltios con una capacidad de 120 Ah cada uno, la intensidad total será de 240 Ah y el voltaje de 12 voltios. (Regla para la intensidad y voltaje de circuitos paralelos).

ADVERTENCIA

Nunca se deberá conectar baterías en paralelo de diferentes valores de tensión porque dañaría las baterías de menor tensión, en forma irreversible, ya que ésta puede explosionar.

C.-CONEXION EN SERIE PARALELO (mixto)

Este tipo de conexión es muy delicada en acumuladores o baterías, ya que se debe tener presente la tensión de las baterías que van a conectarse en serie,-con la tensión de la batería o las baterías que se conectarán en paralelo.

Este tipo de conexión se utiliza cuando se requiere una mayor tensión o bien, cuando se necesita una mayor capacidad de corriente. Este tipo de conexión es empleada en los modernos buses interprovinciales, los cuales requieren de una mayor capacidad de corriente, debido a que algunos motores diesel necesitan dos motores de arranque para ponerlos en funcionamiento. (Fig.2-10).

Para este tipo de conexión existen dispositivos especiales, que hacen las conexiones en forma automática al momento de dar el arranque.

VII.- INSTRUMENTOS DE PRUEBA DE ACUMULADORES

Para probar las condiciones de capacidad y tensión de una batería, existen instrumentos específicos, como también existe un instrumento para medir l a concentración del electrólito.

Para controlar l a tensión de una batería existe el voltímetro de descarga rápida que es portátil y manuable, que es usado en talleres en comparación a los usados en los talleres de fabricantes que son más sofisticados y son verdaderos laboratorios de prueba para estos fines.

A.- EL VOLTIMETRO DE DESCARGA RAPIDA

Es usado normalmente en baterías de caucho, en las cuales se encuentran los puntos que unen sus elementos o vasos expuestos. Por el contrario, en las nuevas baterías de cajas plásticas, e n las cuales los puntos van bajo la cubierta, la aplicación de éste es a cada vaso o elemento que compone la batería. (Fig.2-11),

FIG.2-11.- Voltímetro de descarga rápida para prueba de elementos

Este es el más usado en este tipo de baterías porque en ellas se puede comprobar el elemento o vaso, pero también existe un voltímetro de descarga rápida para probar la tensión total de la batería, el cual es muy similar al de la Fig.2-13 sólo que uno de sus extremos es prolongado por un conductor y su resistencia es mayor.

B.- EL DENSIMETRO 0 PESA ACIDOS

Este instrumento permite medir directamente la densidad del electrólito y también, determinar el estado de carga eléctrica de una batería o acumulador, los cuales van directamente relacionados.

Este instrumento está formado por un flotador de vidrio que termina en un tubo, el cual contiene una escala graduada en su parte inferior, el flotador contiene bolas de plomo aglutina das por barniz.

Estas bolas de plomo son necesarias para que el instrumento sea de precisión. El densímetro se debe sumergir dentro del electrólito para que la escala graduada indique la densidad que éste posee y su nivel de concentración. (Ver Fig. 2-1 2/A)'.

Este pesa-ácidos se emplea conjuntamente con una pipeta (Ver Fig.l-12/B). Se introduce el tubo de caucho de la pipeta en el ácido (electrólito) y se aprieta la pera de caucho cuando se deja de apretar es aspirada una cierta cantidad de líquido en la pipeta. El pesa-ácidos flota dentro

del líquido y se puede leer fácilmente en su escala la densidad del ácido.

FIG.2-12.- Densímetro o pesa-ácido

Esta verificación se debe hacer en cada elemento, o vaso y es natural, que la densidad sea la misma en todos ellos.

Para medidas muy precisas, existen pesa-ácidos provistos de una escala de corrección para la temperatura. Sin embargo, como la variación es mínima, el error no tiene consecuencias en los trabajos prácticos de acumuladores o baterías.

La capacidad de una batería parcialmente descargada se puede determinar en forma precisa por medio de del pesa-ácidos. Para ello, se parte del estado de descarga de l a batería, de acuerdo a la siguiente tabla:

DENSIDAD ESTADO DE CARGA

1.110 A 1.150 Totalmente descargada

1.150 A 1.180 MUY poca CApacidad útil

1.180 A 1.210 25% de carga

1.210 A 1.230 50%:de carga

1.230 A 1.250 75% de carga

1.250 A 1.260 80% cargada

1.260 A 1.280 100% cargadaA D V E R T E N C I A

Cuando se efectúan este tipo de mediciones se debe tener especial cuidado de no tener contacto directo con el electrólito o ácido sulfúrico, ya que es altamente corrosivo, produce quemaduras en la piel y daña la ropa. Se deben usar elementos adecuados de protección y en lo posible, operar cerca de una fuente de agua potable, porque en caso de tener contacto con este líquido se debe lavar inmediatamente la zona afectada.

Es muy importante señalar, que antes de instalar la batería a un vehículo, se debe establecer el polo que pone en circuito la instalación eléctrica de este vehículo, ya que aunque la mayoría de los vehículos pone en circuito el polo positivo (+) de la batería, también existen vehículos que ponen en circuito el polo negativo de la batería. Un error de polaridad en la conexión de la batería de un vehículo provocaría serios daños a la instalación eléctrica y sus componentes, ya que en la actualidad las instalaciones eléctricas de los vehículos incorporaron sistemas electrónicos en sus componentes.

Cuando una batería no tiene marcada la polaridad en sus bornes (- o +) se puede distinguir el polo positivo (+) porque es de mayor diámetro que el negativo (-).

Un método más seguro e infalible es el uso de un voltímetro de corriente continua para establecer cuál de sus bornes es el positivo o negativo indistintamente.

VIII.- PROCEDIMIENTOS 0 REGIMENES DE CARGA DE BATERIAS o ACUMULADORES

A.- GENERALIDADES . .

Se mencionó anteriormente, que la descarga de una batería se determina en función del tiempo, y que la potencia que ésta desarrolla se produce al efectuar un trabajo.

Según esto, una batería es sometida a diferentes descargas, que pueden ser: Lentas, instantáneas o espontáneas, según el tiempo y cantidad de corriente que un determinado circuito consuma para su funcionamiento.

B.-TIPOS DE CARGA

Como el proceso de descarga de una batería es reversible, también existen diferentes tipos o formas de cargar una batería, estas pueden ser: Carga lenta, carga rápida o carga práctica.

En ningún caso puede existir una carga instantánea, ya que destrozaría la batería o bien algunos de sus componentes.

1. - Carga lenta

Se entiende por carga lenta o régimen de carga lenta, aquella en que se emplea un tiempo aproximado de 12 a 20 horas, pudiendo ser este tiempo en algunos casos mayor. El tiempo de carga dependerá del estado en que se encuentre la batería.

El régimen de carga recomendado, en este caso, es el de aplicar una décima parte de la capacidad de la batería de Ah, siendo éste el régimen máximo de carga.

Por ejemplo: Si un acumulador o batería tiene una capacidad de 120 Ah. se deberá suministrar una. carga máxima de 12 amperes y si la batería está totalmente descargada demorará entre 12 y 20 horas en recuperar la carga.

Otro método que se puede utilizar como carga lenta es aplicando 1 Amper por cada placa positiva que tenga un solo vaso, es decir, si una batería tiene 17 placas por vaso tiene 9 placas negativas y 8 placas positivas; por lo tanto, el régimen de carga será de 8 amperes.

El régimen de carga lenta es el mejor de todos porque es el único que recupera la carga de una batería en un 100%.

2. - Carga rápida

Se llama carga rápida al Sistema que permite recuperar la carga de una batería en un tiempo determinado.Este tiempo dependerá directamente del estado de cargaen que se encuentre la batería del régimen de carga quese utiliza. Como máximo será la mitad de la capacidaden Ah de la batería.

Por ejemplo: si vina batería es dé 90 Ah, el régimen de carga que se deberá aplicar es de 45 A. Si el acumulador se encontrara a media carga, el tiempo que demorara en cargarse será de un poco más de una hora.

Este sistema de carga requiere de un cargador de muy buena calidad y que cuente además con un dispositivo que permite controlar la carga de acuerdo a la temperatura que alcance el electrólito en cada vaso, dado que en este régimen de carga la temperatura podría salir de las medidas normales de práctica.

La carga rápida no es muy recomendable y sólo se debe aplicar en casos de urgencia y sólo en baterías nuevas o en buen estado.

3.-Carga práctica

Se llama carga práctica al sistema que permite recuperar la batería a un régimen que también dependerá del estado de

carga en que se encuentre y del tiempo de que se dispone para este fin.

Por ejemplo: Si una batería de 60 Ah se encuentra a media carga y es necesario recuperarla en una hora, el régimen de carga será entre 25 y 30 A, ya que en este lapso se habrán recuperado los 30 A que le faltaban a la batería para tener su carga total.

Este sistema ' permite solucionar el problema considerado de "emergencia", ya que la recuperación de la carga será ficticia debido a que la reacción química siempre será lenta.

En la actualidad, existen elementos de ayuda a la partida, los cuales aplican la corriente directamente a la batería y a su vez, suplen el consumo de corriente en el momento del arranque, en casos de emergencia.

4.-Carga de batería nueva

Al activar una batería nueva se debe proceder de- la siguiente manera:

a.- Llenar los vasos hasta el nivel conveniente con electrólito de 1.240 de densidad. El nivel del electrólito debe estar 1 cm. más alto que el de las placas.

b.- Dejar la batería en. reposo durante 12 a 24 horas, a fin de que el electrólito pueda penetrar completamente en las placas.

c.- Añadir el electrólito para compensar la cantidad absorbía por las placas.

d.- Cargar la batería con una corriente de 1/20 aproximadamente de su capacidad. Por ejemplo: Si ésta es de 120 Ah, la corriente de carga puede ser 120 Ah : 20 h = 6 A.

e.- Si se observa un fuerte desprendimiento da gas, se debe reducir la corriente de carga (amperaje) luego, continuar la carga hasta que la densidad del electrólito deje de aumentar.

A D V E R T E N C I A

Se debe evitar que se produzcan chispas cerca de una batería en carga, ya que la mezcla de los gases producidos durante la carga, es altamente explosiva.

IX.-CARGADORES DE ACUMULADORES

A. - GENERALIDADES

Para cargar una batería SE DEBE disponer de una corriente continua. Los elementos que cumplen este

R e q u i s i t o s e l l a m a n cargadores o "Tungar" los cuales transforman la corriente alterna en- corriente continua.

Existen diferentes tipos de cargadores o tungar, y esta diferencia se basa, únicamente, en la forma de entre gar la corriente- continua- que éstos producen.

Los cargadores pueden ser: Cargadores de tensión constante, de intensidad constante y cargador de tensión e intensidad creciente,

B . - TIPOS DE CARGADORES

1.-Cargador a tensión constante

EN este tipo de cargador el voltaje permanece invariable con respecto a la intensidad, debido a que ésta se debe distribuir en la cantidad de baterías que se encuentren en carga.

Además las baterías se conectan en serie paralelo o solamente en paralelo, dependiendo de la tensión de las baterías que se ponen en carga. (Fig.2-13).

FIG.2-13.- Esquema de conexión para cargadora tensión constante

2.- Cargador a intensidad constante

Este tipo de cargador es el más usado en talleres en general, incluyendo los de la F.A.CH., por su facilidad de operación y conexión a las baterías, ya que éstas van conectadas en serie, no importando la tensión de la batería

debido a. que la tensión es regulable de acuerdo a la cantidad de baterías que se pongan en carga. (Eig.2-14).

FIG.2-14.- Cargador de intensidad constante y conexión de acumuladores

3. - Cargador de tensión e intensidad creciente

Este tipo de cargador es muy usado para efectuar cargas prácticas o de ayuda a la partida, dado que puede producir una tensión e intensidad creciente, de acuerdo a la necesidad de cada caso. Además, porque cuenta con un interruptor de tiempo de aplicación y su tiempo máximo de uso es de una hora, expresada en minutos. Este hecho hace que la intensidad en el momento de conectarlo sea mayor, a. medida que disminuye su tiempo de uso la intensidad también baja. La tensión en este tipo de cargador no permite la carga de muchas baterías en forma simultánea, como es el caso del cargador de intensidad constan te, dado que la tensión es creciente de 6 a 24 voltios como máximo.

El cargador dé tensión e intensidad creciente tiene dispositivos especiales para producir hasta 300 amperes en lapsos cortos, es decir, el instante que dura una partida.

Como se puede apreciar, este cargador es portátil, para que pueda efectuar la carga rápida o ayudar a la partida junto al vehículo.

P R E C A U C I 0 N

Se debe señalar, que este cargador no reemplaza a la batería y que ésta debe estar puesta. El estado de la misma no debe ser en extremo malo ya que dañaría el cargador.

MEDIDAS DE SEGURIDAD

Debido a que los cargadores tienen dispositivos especiales para transformar la corriente alterna en continua, se deben tener las siguientes precauciones para su uso:

1.- Conexiones

No se debe activar el cargador si la salida de corriente continua no está conectada a la batería.

Estas deben ser sólidas, es decir que tengan buen contacto, no deben estar sueltas y a su vez mantener la polaridad del cargador con respecto a la batería.

2.- Capacidad

No se deben cargar más baterías que las estipula das por el fabricante. En los cargadores viene estipulada la cantidad de baterías que se pueden cargar en forma simultánea, de acuerdo a la tensión de la batería y a la capacidad de la corriente que pueda proporcionar el cargador.

3.- Baterías o acumuladores

Las baterías que se ponen en carga, deben ser verificadas en cuanto a su nivel de líquido, roturas, y estado de conexiones (puentes o bornes sueltos). Estas deben ser controladas periódicamente durante la carga.

No se debe retirar una batería en carga, mientras no se desactive el cargador o tungar.

x.- MANTENIMIENTO DE BATERIAS 0 ACUMULADORES

A.-.MANTENIMIENTO ORGANICO

Este mantenimiento es efectuado por el operador deequipos motorizados (conductor) el cual está sujeto a laOrden Logística, estipulada en la cartilla de inspeccióndiaria y por las disposiciones internas dispuestas por el mando de su respectiva Unidad.

Algunas revisiones periódicas consisten en las siguientes tareas:1.- Limpiar terminales y conexiones de l a batería; revisar nivel de electrólito.

2.-.Revisar tensión y estado de la correa del alternador.

3. - Verificar funcionamiento de instrumentos indicadores.

4.- Comprobar funcionamiento de luces.

5.- Comprobar funcionamiento del limpiaparabrisas.

NOTA. - Se debe señalar, que estas tareas son, las que corresponden únicamente al sistema eléctrico.

B. - MANTENIMIENTO DE CAMPAÑAUna batería debe ser controlada periódicamente, de acuerdo

al kilometraje recorrido por un vehículo. En cada control se debe inspeccionar el estado de anclaje-de la batería, el nivel del líquido o electrólito, verificar los orificios de ventilación de las tapas de cada vaso, los cuales deberán encontrarse expeditos para la salida de los gases. Además, se deben mantener los bornes y terminales limpios y revisar las conexiones sueltas es aconsejable que después de una inspección o mantenimiento de este tipo se impregnen los bornes y terminales con vaselina industrial, cada vez que- se desmonte o desconecte una batería.

C- MANTENIMIENTO DE DEPÓSITO

Cuando se prevee que un acumulador o batería va a quedar sin uso por períodos largos, se debe efectuar un mantenimiento adecuado para conservar la batería en buen estado, ya que una batería inactiva se descarga en forma espontánea.

Si la batería va a estar inactiva por un período de 1 a 4 meses bastará que ésta se ponga en carga al menos una vez al mes, a un régimen de carga lo más bajo posible, para evitar que las placas se sulfaten o endurezcan. Esta operación se puede efectuar perfectamente con las herramientas que se usan en forma habitual para cargar baterías.

Si la batería va a quedar inactiva por un tiempo superior al antes señalado, se deberá operar de la siguiente manera;

Se cargará la batería a régimen de carga lenta, hasta que la densidad del electrólito deje de aumentar. Luego, se debe vaciar el electrólito. Una vez efectuado el vaciado, se enjuagarán. Los elementos o vasos con agua destilada química

mente' pura, la cual también debe ser eliminada o vaciada de la batería.

Posteriormente, se debe volver a llenar a su nivel con agua destilada y se procederá a efectuar una nueva carga por un breve período de tiempo (1 hora). Después de esto se debe botar el líquido, secar bien la batería para evitar que se descarguen a través de la humedad y proteger los bornes con vaselina. Así estará en condiciones de almacenarse.

Para su activación, se debe poner electrólito nuevo y reactivar su carga a un régimen lento

Es importante señalar que esta operación debe ser efectuada utilizando todos los elementos de seguridad especiales para estos casos, tales como: Guantes, máscaras, delantales, calzado y recipientes de lavado y enjuague que resistan la acción corrosiva del ácido sulfúrico (HoS04).

También es importante señalar, que aparte de los elementos de seguridad se deberá contar con un lugar o local adecuado para este fin, que incluya extractores de aire, agua potable, etc. El mantenimiento lo deberá efectuar: persona altamente especializada.

A D V E R T E N C I A

Cuando se opera con electrólito o ácido sulfúrico se debe usar máscara con filtros y , en lo posible, evitar la inhalación de vapores, ya que son altamente nocivos.

XI.- LOCALIZACION DE FALLAS

FALLA CAUSA PROBABLE SOLUCION- -La batería se des

carga.- Sistema de carga- Conexiones malas

- Chequear funcionamiento del sistema de carga.- Chequear limpieza y apriete de los termina les.

- -Batería se descarga cuando no está en uso.

- Batería con exceso de uso.- Cortocircuito (Con sumo indebido).

- Chequear estado de la misma.- Revisar instalación y elementos consumidores'.

- La batería no re tiene la carga.

- Vasos secos- Vaso o vasos en cortocircuito.

- Revisar nivel del líquido y rellenar.- Medir voltaje de los elementos (2,2 V).

- Cambiar la batería.- -Batería burbujea

en el arranque.- Sistema de arranque en cortocircuito.

- Vaso interrumpido (cortado)

- Revisar por exceso de consumo.

- Cambiar batería.