Funcionamiento y Mantenimiento de Acumuladores de Plomo-Ácido: Electroquímica y Diagnóstico de Baterías

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Principios Fundamentales de la Electroquímica

Si en un recipiente que contenga agua destilada sumergimos dos electrodos y se conecta una batería, observaremos que el agua destilada no es conductora. Sin embargo, si añadimos sal y esta se disuelve, sí que es conductora.

Al hacer pasar la corriente eléctrica durante unos minutos, el agua adquiere un color verdoso. Este efecto se denomina electrólisis, y el líquido conductor se conoce como electrolito.

El Acumulador de Plomo-Ácido: Estructura y Funcionamiento

Los acumuladores se utilizan para proveer de energía eléctrica a los automóviles. Constan de dos placas o rejas de plomo (Pb) sumergidas en ácido sulfúrico diluido (H2SO4).

  • La placa que actúa como cátodo está recubierta de óxido de plomo (PbO2).
  • La placa que funciona como ánodo es de plomo (Pb).

Procesos de Carga y Descarga

En el proceso de descarga de este tipo de baterías, la materia activa reacciona con el ácido sulfúrico diluido con agua. Es decir, el dióxido de plomo del polo positivo junto con el plomo espongoso del polo negativo, se convierte en sulfato de plomo (PbSO4).

Durante el proceso de descarga se forman sulfato de plomo (PbSO4) y agua (H2O), y se consume el ácido sulfúrico (H2SO4). Cuando se conecta un generador de corriente continua (como un alternador en el caso de los automóviles) entre los polos del acumulador descargado y se pasa corriente eléctrica, la reacción se invierte, por lo que se dice que el acumulador se ha recargado.

Reacciones Químicas

Descarga:

Pb + PbO2 + 2 H2SO4 --> 2 PbSO4 + 2 H2O

Carga:

2 PbSO4 + 2H2O --> Pb + PbO2 + 2 H2SO4

Características Eléctricas y Rendimiento

El voltaje obtenido en un acumulador (una celda) es de 2.1 V, por lo que deben conectarse de 3 a 6 celdas de acumulador en serie (formando una batería), ya que un automóvil requiere de 6 a 12 V. Un acumulador de plomo almacena energía eléctrica con un rendimiento del 80%.

Los cambios de volumen del ácido sulfúrico diluido pueden provocar la desintegración de las placas, por lo tanto, es necesario tener cuidado con este aspecto.

Verificaciones y Mantenimiento

Medida de la Tensión de la Batería

La tensión se mide generalmente en condiciones de reposo, pero también en descarga. En reposo, las tensiones obtenidas son de:

  • Totalmente cargada: unos 13.2 V.
  • Media cargada: 12 V.
  • Descargada: 9 V.

Para realizar la medición, se puede emplear un voltímetro y efectuar la lectura mientras está accionado el motor de arranque.

Medida de la Densidad del Electrolito

La densidad se mide con el densímetro. Se absorbe el electrolito y se mide en la probeta con las medidas que incorpora el densímetro.

Interpretación de la Densidad

La densidad del electrolito indica el estado de carga del acumulador:

  • Una densidad comprendida entre 1.270 y 1.290 indica que el acumulador está completamente cargado.
  • Un valor comprendido entre 1.200 y 1.240 indica media carga del acumulador.
  • Valores inferiores a 1.150 indican que el acumulador está descargado.

Averías Comunes en las Baterías

Se pueden establecer tres tipos de averías:

  1. Origen Exterior

    Provienen del sistema eléctrico y son debidas a un trabajo inadecuado y excesivo de la batería. Esto produce sobrecargas, con lo cual sería necesario añadir agua frecuentemente. El remedio sería la reparación del circuito de carga, cuyo mal funcionamiento provoca la sobrecarga. También es avería exterior la carga deficiente; la solución a este problema sería revisar las conexiones. Por último, si una batería no puede mover el motor de arranque, debe ser sustituida puesto que no es capaz de mantener la carga normal introducida en ella.

  2. Puramente Mecánicas

    Son las roturas de la caja debido a golpes o exceso de vibraciones, la pérdida de tapones que permiten la salida de electrolito y los desprendimientos de materia activa de las placas.

  3. Origen Interior

    Las más frecuentes son separadores defectuosos, sedimentos depositados en el fondo de la caja, impurezas y sulfatación de placas.

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