CLÁSICAS BMW DE 2 VÁLVULAS

Baterías

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Baterías

Mensaje por Víctor2v el Vie 24 Nov 2017, 20:22

Llega el invierno; así que hablemos de baterías...




Las baterías (plomo-ácido) almacenan la energía eléctrica que se obtiene en el alternador y que es producida por el motor térmico cuando éste está en marcha. En el interior de la batería se producen unas reacciones que transforman la energía eléctrica en química durante la carga y la química en eléctrica durante la descarga. La electricidad no es gratuita; toda la energía que mueve el motor y el alternador, etc.; proviene del combustible almacenado en el depósito de gasolina.


Una batería dispone de una cierta capacidad de almacenamiento; pero hay que saber que sólo una pequeña parte de esa capacidad es aprovechable. Se debe distinguir entre una batería que dé servicio a una máquina (ya sea un teléfono, una carretilla elevadora, un automóvil eléctrico con 500 Km de autonomía o un conejo mecánico que toca el tambor) durante determinado número de horas y con un ciclo amplio de carga y descarga … y una batería que sirve principalmente para poner en marcha el motor térmico o compensar brevemente los momentos en los que el generador no produce suficiente energía para alimentar los circuitos activos de la moto por estar el motor moviéndose a escaso régimen. Las baterías de arranque nunca deben someterse a descargas profundas, porque no están hechas para esa finalidad y se deterioran; de manera que aunque vuelvan a cargarse, su capacidad real se verá reducida cada vez que se descargue por debajo de cierto umbral. No debe permitirse que la batería descienda del 80-75 % de su carga máxima.


La capacidad de suministrar corriente de una batería depende directamente de la temperatura a la que se encuentre; una batería fría es menos reactiva y proporcionará menos corriente eléctrica que estando a una temperatura superior. Por otro lado, un motor que está frío tiene una resistencia a rodar muy considerable por aumentar la viscosidad del aceite que impregna sus partes móviles. La batería deberá realizar un esfuerzo añadido para conseguir poner en marcha un motor frío y si se tiene en cuenta que el frío reduce la potencia de la batería, a la hora de elegir el tamaño hay que tener muy presente todo ello para que esté suficientemente sobredimensionada. Las baterías fallan en invierno, pero sus problemas se habían producido en verano; sólo que entonces no daban la cara porque no se les exigía tanto. Ese es el porqué para que nuestras motos lleven baterías de 30 Ah, cuando parece que con 20 Ah o menos sería suficiente. Con las nuevas tecnologías, la corriente que una batería puede suministrar en frío es mayor y quizás el sobredimensionamiento no tendría que ser tanto; pero ahí está el diseño de nuestras viejas motos BMW 2V; quien sea capaz, que lo mejore.


Durante el proceso de descarga de la batería, el ácido se combina con el plomo formando sulfatos y liberando electrones; se desprende oxígeno e hidrógeno que forman agua y en consecuencia la concentración de ácido disminuye (densidad del electrolito a la baja).


Si se aplica una corriente eléctrica con un determinado voltaje a los bornes de la batería, entonces el sulfato depositado en los electrodos se convierte en ácido y con ello aumenta la densidad del electrolito (el ácido es más denso que el agua) y decimos que la batería se carga.


Si una vez cargada la batería en su totalidad seguimos aplicando tensión en sus bornes (se sobrecarga), por el fenómeno de la electrolisis se pierde agua porque se produce una disociación de sus componentes (hidrógeno y oxígeno) y estos gases son expulsados a la atmósfera, reduciéndose por tanto el nivel del electrolito en el interior de la batería. Si no se repone agua destilada periódicamente se deterioran las placas de la batería por oxidación y se pierde capacidad de almacenamiento de energía en la batería; si el deterioro avanza, la pérdida de capacidad y de vida útil de la batería es irreversible.


Las baterías con electrolito líquido (agua y ácido sulfúrico en una proporción muy controlada 32 % de ácido en peso) se suelen vender actualmente vacías; con el electrolito en un frasco para que sea puesto en el interior de la batería cuando esta se instala. No se debe reponer nunca ácido, salvo que se haya producido un derrame; pero en tal caso, sería muy difícil determinar la cantidad necesaria (aunque se repusiera la totalidad del electrolito); porque ello depende del nivel de carga (y por tanto su nivel de sulfatación) que tenía la batería cuando se produjo el derrame; lo que es casi imposible de determinar.


Si una batería no se carga suficientemente para su mantenimiento, esa batería no solo no será capaz de suministrar su potencia completa cuando sea requerida, sino que puede formar en sus placas una sulfatación dura que no podrá volver a transformarse electroquímicamente en electrolito activo; por tanto, la batería pierde capacidad de almacenaje de energía.


Una batería que no se utiliza pierde energía a ritmo constante; dependiendo del tipo de tecnología el ritmo de pérdida puede variar entre un 0.3 y un 1.5 % cada día a una temperatura de entre 20 y 30 ºC; las baterías tradicionales (con sus tapones para reponer agua destilada) son las que más rápidamente se descargan en los periodos de inactividad o almacenamiento.
Monitorizando el nivel de voltaje de la batería, podemos saber su nivel de carga (aunque no del estado general de la batería y su capacidad real). El siguiente cuadro da idea de los niveles de tensión y sus correspondientes de carga:


Tabla tensión de carga
Tensión en bornes de la batería
Estado de nivel de carga
>=12,60 V
100 %
Entre 12,50 y 12,45 V
80 %
Entre 12,35 y 12,25 V
50 %
Entre 12,25 y 12,00 V
25 %
 


Para una batería inactiva, lo ideal será medir su nivel de tensión con el fin de impedir que descienda de los 12.4 V; en ese punto debería conectarse a un cargador de carga lenta; la intensidad de ese cargador no debería superar el 10 % de la capacidad nominal (para una batería de 30 Ah, la intensidad máxima de carga no debe superar los 3 A).


Durante la carga de la batería se puede comprobar el estado de la misma midiendo la tensión: sin desconectar el cargador, medir la tensión en bornes transcurridos unos minutos desde el inicio del proceso de carga; si la tensión es igual o superior a 15,5 V, la batería está en mal estado. Si al conectar el cargador a la batería un amperímetro no indica paso de corriente, es síntoma de que la batería está cortada en su interior.


Una vez cargada y después de un tiempo de reposo, la batería debe mantener un nivel de tensión superior a 12,70 V; lo contrario indicaría un deterioro considerable del estado general de la batería.


Los talleres de automoción disponen de un tester específico para la comprobación del estado de las baterías; se trata de un aparato que aplica una descarga rápida de un amperaje importante, como el que pueda asemejarse al equivalente de un intento prolongado de arranque del motor una fría mañana; simultáneamente, el aparato está midiendo la tensión y comprobando la caída que se produce durante la potente descarga; la medición dura unos cinco o seis segundos y se trata de comprobar que la tensión no desciende de cierto valor de referencia (unos 10 V) y que se recupera en poco tiempo al cesar la descarga. Si esta prueba no resulta satisfactoria, es señal de que la batería está defectuosa, aunque un voltaje en reposo hubiera indicado que su carga era plena. Lo mejor es sustituirla antes de que nos dé un disgusto.




Los tipos de batería.


Batería tradicional plomo-ácido libre.
Batería de bajo mantenimiento.
Batería libre de mantenimiento.


Las baterías de bajo mantenimiento fueron diseñadas para reducir la frecuencia de inspecciones y reposición de electrolito. Gracias a los materiales con que están construidas sus placas, se reduce a menos de la mitad el porcentaje de descarga cuando la batería no se está utilizando. También es mejor el proceso de carga, más rápido y eficiente gracias a la tecnología con que están construidas.


Las baterías 100 % libres de mantenimiento, gracias a aleaciones que incluyen plata, son aun mejores en todo lo anterior; consiguen un rendimiento superior en el arranque; tienen una vida útil más larga; aceptan ritmos de carga más fuertes, lo que las hace más aptas para uso en trayectos cortos; su ritmo de descarga cuando no se usan es aun  más bajo.


Baterías WET de ácido libre de tipo AFB (Advanced Flooded Battery)
 
Se trata de baterías de Pb-ácido de última generación, cuyo diseño se funda sobre la evolución tecnológica de las baterías de ácido libre tradicionales sin mantenimiento. Las características constructivas principales que diferencian las baterías AFB de las baterías tradicionales de ácido libre son: mayor reserva de electrolito arriba de las placas, placas negativas con aleaciones especiales de las rejillas y materias activas optimizadas para la función específica, separadores de capa doble para aumentar la duración de los ciclos de carga/descarga, aumento de la resistencia a la corrosión de los electrodos (placas). Las ventajas principales con respecto a las baterías de ácido libre tradicionales sin mantenimiento son: resistencia elevada a los ciclos de descarga y carga, potencia de arranque especialmente a las temperaturas bajas, ciclo de vida útil mayor (cuando se mide en términos de rendimiento energético), ninguna necesidad de mantenimiento.
 
Baterías de GEL.
 
Las baterías de gel presentan algunas ventajas con respecto a las de electrolito líquido; en este tipo de baterías el electrolito está mezclado con silicio para formar un gel viscoso que inmoviliza el ácido. Disponen además de un sistema (VRLA; Valve Regulated Lead-Acid battery)  que recombina los gases que se producen durante la carga (la sobrecarga) de la batería devolviendo el agua y evitando de ese modo el tener que reponer periódicamente. Este tipo de batería evita los derrames de electrolito y proporciona una mejora en el rendimiento de carga como descarga, mejora su vida útil y también proporciona una mayor corriente de arranque en frío que las de electrolito líquido.
 
Baterías VRLA AGM
 
Las baterías del tipo VRLA (Valve Regulated Lead-Acid battery) con tecnología AGM (Absorbent Glass Mat) son las únicas baterías completamente libres de mantenimiento.
 
La característica principal de una batería VRLA AGM con respecto a una batería tradicional de ácido libre es la tecnología de la recombinación de los gases. El principio de funcionamiento de estas baterías se basa en el ciclo de “recombinación del oxígeno”.
 
En una batería tradicional de plomo, de ácido libre, durante la fase de recarga se obtiene la disociación del agua en los dos gases que la constituyen, hidrógeno y oxígeno. Los dos gases salen de los tapones de la tapa y disminuye correspondientemente el nivel del electrolito en el interior de la batería.
 
En cambio, en las baterías VRLA AGM de recombinación, el ácido se retiene en un separador especial micro-poroso de fibra de vidrio (Absorbent Glass Mat) impregnado con una cantidad controlada de electrolito durante la fase de producción. El oxígeno liberado por la placa positiva después de la disociación del agua, durante la fase de recarga puede migrar hasta la placa negativa, donde se fija para luego recombinarse con el hidrógeno, restableciendo el agua que se había disociado. Así se instaura un ciclo electroquímico cerrado, que en principio y en condiciones normales de uso no genera ninguna emisión de gas al exterior ni de consumo de agua.
 
En caso de sobrecarga de la batería y consiguiente fuerte producción de gas en su interior, el exceso se elimina a través de la apertura de una válvula de seguridad que se ha colocado en el interior de la tapa en cada celda. Esta válvula se ha diseñado para abrirse a presiones de unos 0,2 bar en batería nueva, pero en condiciones de uso normal resulta cerrada ya que tiene que impedir la entrada de aire en el interior de la batería (el oxígeno descargaría la placa negativa). Es el motivo por el cual estas baterías se identifican como VRLA (Valve Regulated Lead-Acid; baterías de plomo-ácido reguladas mediante válvulas) con tecnología AGM (Absorbent Glass Mat; de electrolito absorbido).
 
Por lo tanto es claro que nunca hay que intentar abrir la tapa para evitar dañar las válvulas.
 
Las baterías VRLA AGM se precian de una mayor resistencia a las temperaturas extremas, a los ciclos de descarga y de carga y a las vibraciones y a los choques mecánicos, son completamente libres de mantenimiento, además tienen una mejor característica de aceptación de carga y una potencia mayor de arranque con respecto a las baterías tradicionales de ácido libre.
 
Las diferencias entre los dos tipos anteriores radican en que en las AGM el electrolito está sumergido en un absorbente de fibra de vidrio especial que inmoviliza el ácido mejor que lo hace el gel por sí solo; de manera que las de tipo AGM pueden llegar a funcionar con una presión interna mayor lo que redunda en una mejora en el número de ciclos. Por otra parte, la mayor durabilidad de la batería de GEL con respecto a la de electrolito líquido radica en la mayor densidad de la pasta, pero ello va en contra de la capacidad de proporcionar mayores corrientes en frío. En las baterías de tipo AGM no se produce ese inconveniente. Las baterías de tipo AGM pueden ser instaladas en cualquier posición excepto invertidas.
 
Algunos enlaces solo (que yo no vendo baterías) para ver ejemplos y leer más:


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Re: Baterías

Mensaje por rana verde el Mar 28 Nov 2017, 10:51

.
Gracias, Víctor  Smile
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Re: Baterías

Mensaje por Angel el Mar 28 Nov 2017, 20:12

Aplauso

Y las de calcio, ¿qué ventajas tienen?
Yo tengo una para los "accesorios" del LIGERO (como batería de servicio) y no me ha dado muy buen resultado.
Al parecer necesita más "chicha" para recargarse pero al ser de ciclo profundo admite mejor la descarga y recarga.
No tiene potencia de arranque pero si de funcionamiento prolongado (nevera, bomba de agua,… )

¿Y las de litio?
Creo que hay alguno por aquí que ya la ha instalado en su moto.
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Re: Baterías

Mensaje por Víctor2v el Mar 28 Nov 2017, 21:38

El calcio es un elemento conque se mezcla el plomo y que sustituye a otro elemento, el antimonio. Las baterias mas antiguas estaban compuestas con sus placas de plomo y antimonio; las baterías mas modernas de bajo o sin mantenimiento sustituyen el antimonio por calcio. Las baterías en las que ha sido sustituido el antimonio tienen menor autodescarga y por tanto permiten nun mayor tiempo de almacenaje. Una batería  común tendría una carga remanente del 60 % tras 5 meses sin ser recargada. En la bateria de bajo mantenimiento el período se extendería hasta los 10 meses con la utilización de rejillas de muy bajo contenido en antimonio y hasta 12 meses con rejillas de plomo-calcio.

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Re: Baterías

Mensaje por nuguie el Vie 01 Dic 2017, 12:10

Madre mía Víctor, que pasada lo tuyo. gracias.
mi duda es...
cuando utilizo mi cargador habitual, cuanto mas descargada está mas ah. le proporciona y conforme coge carga, disminuyen los ah que entran. De lo que se deduce que
-en esa primera fase le están entrando mas del 10% que recomiendas,,,
- por otro lado, podrías tener la batería cargando mucho tiempo pq los amperios que entran, estando esta casi a plena carga, son minimos.

Es esto aconsejable?
ah! y otra cosa, ¿podría ser que una de gel de 20ah en lugar de la de 30ah, si pierde carga, afecte al sistema eléctrico por ejemplo intermitentes ?
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Re: Baterías

Mensaje por Víctor2v el Vie 01 Dic 2017, 15:07

Sobre las baterías de ion-litio no puedo decir mucho. Creo que son mas ligeras para una intensidad de descarga semejante; que pueden utilizarse en un amplio rango del total de su capacidad; que no hay mucho inconveniente en dejarlas almacenadas durante temporadas largas incluso con nivel de carga bajo; que son muy caras si se comparan con las de plomo-ácido; ...

Supongo que actualmente son mas apropiadas para el teléfono, la tablet o, en automoción eléctrica, aunque cuesten 30.000 €, para que un automóvil disponga de energía para desplazarse 400 Km.

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