Batería Monoblock

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Batería Monoblock

Las baterías monoblock son baterías encapsuladas en un único elemento, y habitualmente se encuentran disponibles hasta una capacidad de 250Ah, en formato baterias monoblock plomo-ácido abiertas, baterías monoblock AGM o baterías monoblock de GEL, y en tensiones de 6V, 8V y 12V.

Clasificación de las baterías monoblock según su régimen de descarga...

Las baterías monoblock son baterías encapsuladas en un único elemento, y habitualmente se encuentran disponibles hasta una capacidad de 250Ah, en formato baterias monoblock plomo-ácido abiertas, baterías monoblock AGM o baterías monoblock de GEL, y en tensiones de 6V, 8V y 12V.

Clasificación de las baterías monoblock según su régimen de descarga

Bateria monoblock estructuraInicialmente, podemos clasificar las baterías monoblock en dos grupos, según su régimen de descarga: las baterías monoblock de arranque y las baterías monoblock de descarga profunda.

Baterías monoblock de arranque

Las baterías monblock de arranque son baterías diseñadas para descargarse rápidamente, en aplicaciones en las que es necesaria una elevada corriente la cual debe utilizarse en muy poco tiempo. Por ejemplo, durante el arranque de los vehículos: la típica batería de coche. Puede proporcionarnos una corriente elevada, pero la duración de esa descarga es pequeña, enseguida se agota. Todos el mundo ha vivido ese momento en el que el motor de nuestro vehículo tiene algun problema, intentamos arrancar una y otra vez, hasta que despues de unos cuantos arranques, la batería del coche empieza a mostrar síntomas de agotamiento.

La corriente que se necesita para hacer girar un motor de arranque, el cual a su vez mueva un cigüeñal lleno de cilindros que están comprimiendo aire  en sus cámaras de combustión durante unos cuentos ciclos, es muy elevada. De ahi la necesidad de utilizar este tipo de baterías de arranque para el arranque de motores térmicos en vehículos.

Las baterías monoblock de descarga profunda

Las baterías monoblock de descarga profunda son baterías que aunque durante su descarga el amperaje está más limitado, pueden mantener ese amperaje durante un tiempo mucho mayor, manteniendo unos niveles de tensión adecuados durante todo ese periodo.

Dos ejemplos clásicos de estas baterías son las baterías monoblock de tracción (las que se usan en vehículos eléctricos como carretillas, carritos de golf, maquinas de limpieza, etc.) y las baterías solares (utilizadas en aplicaciones de energía solar y aplicaciones de SAI-UPS).

Estas baterías monoblock tienen como característica principal que suelen descargarse con una corriente baja en relación a su capacidad, llegando nunca mas allá de un 50% de descarga habitualmente, y realizando un ciclo de carga al finalizar el ciclo de descarga. Por esta razón a estas baterías se las denomina también de alto ciclo, ya que durante su ciclo de vida soportan muchos ciclos de carga y descarga. La vida de este tipo de baterías monobloc es mayor cuanto menor es la profundidad de descarga habitual, pudiendo llegar a ser más del doble en una batería monobloque que se descarga siempre menos del 25% frente a otra que se descarga cada día al 50% o más.

Tecnología constructiva de las baterías monoblock

partes de una bateria monblockLa inmensa mayoría de las baterías utilizadas en la industria están basadas en la tecnología Plomo-ácido, descubierta hace más de dos siglos, habiendo sido refinada con el tiempo y sus aplicaciones industriales.

Hoy en día estamos viviendo la introducción de nuevas tecnologías de baterías, como son las baterías de litio, que están revolucionando la industria gracias a su mayor densidad energética, bajo peso y un mejor comportamiento frente al ciclado. El precio actual de las baterías de litio sigue siendo muy elevado, aunque va disminuyendo a buen ritmo, gracias a su utilización cada vez mayor en la industria del vehículo eléctrico y los dispositivos electrónicos.

Para aplicaciones de gran capacidad o donde no importa demasiado el peso, pero sí el precio, se siguen y se seguirán utilizando las baterías monoblock de tecnología plomo-ácido en sus múltiples variantes, que vamos a ver a continuación. Actualmente, y para una misma capacidad, las baterías monobloc de plomo-ácido son mucho más económicas que las de litio, especialmente en grandes capacidades.

Tipos de baterías monoblock de plomo-ácido

Las baterías monobloc de plomo ácido se pueden subdividir o clasificar en función de los siguientes parámetros:

  • Por tipo de aleación utilizada
  • Por tipo de electrolito utilizado
  • Por tipo de construcción
  • Por tipo de mantenimiento necesario

Por tipo de aleación utilizada en la batería monobloc

En las baterías monobloque de plomo-ácido se suelen utilizar tres tipos de aleación, que mostramos a continuación, de menores a mayores prestaciones:

  1. Aleación de Plomo – Antimonio
  2. Aleación de Plomo – Selenio
  3. Aleación de Plomo – Calcio

Por tipo de electrolito utilizado en la batería monoblock

Esta suele ser la clasificacion más utilizada, ya que esta es la característica que define generalmente la forma y la aplicación de la batería monobloc. En las baterías monobloque de plomo-ácido el electrolito siempre va a ser una solución de ácido sulfúrico diluido en mayor o menor volumen de agua destilada. Pero el estado en que podemos encontrar ese electrolito difiere mucho segun el tipo de batería y tecnología utilizada. Básicamente, podemos encontrarlo en estado líquido, absorbido o gelificado.

  • Electrolito líquido. Es el más habitual. Posee densidades de entre 1200 y 1300 gr/cm3. Este tipo es el más utilizado en las instalaciones de baterías estacionarias donde es necesaria una gran capacidad. Su precio es el mas bajo con respecto a su capacidad. Precisan de mantenimiento, aunque éste puede automatizarse gracias a algunos dispositivos de auto-rellenado que algunos fabricantes han desarrollado.
  • Electrolito absorbido. Es la tecnología más utilizada para la fabricación de baterías selladas, conocidas como baterías monoblock AGM (Absorbed Glass Mat). Se trata de una tecnología que utiliza una membrana separadora, fabricada a partir de tejidos de fibra de vidrio, donde se consigue embeber y fijar el electrolito. Esta fijación no impide el intercambio gaseoso durante los procesos de carga y descarga de la batería. Son baterías con un buen rendimiento hasta profundidades de descarga de hata el 50%.
  • Electrolito gelificado. Tambien llamadas baterias monoblock de gel. Es una tecnología muy utilizada para la fabricación de baterías selladas libres de mantenimiento, al igual que las baterías AGM monoblock. Se utiliza normalmente una aleacion de plomo-calcio y una pasta silicosa amorfa, la cual embebe el agua y la gelifica. Las baterías de gel monoblock sufren un muy bajo gaseo, por lo que pueden sellarse sin riesgo, ya que la presión apenas se eleva en el interior de la batería y no hay riesgo de escape. Soportan muy bien las descargas profundas, de hasta el 80%, aunque es mejor que éstas sólo sean puntuales.

Por tipo de construcción de la batería

Las baterías de plomo también se pueden clasificar segun el tipo de construcción y disposición de sus placas internas, donde ocurre el intercambio iónico, que es el proceso químico en el que se consigue transformar la electricidad en carga y viceversa. Los tipos de construcción habituales son los siguientes:

  • Placa tubular: placas de plomo enrolladas en forma de tubo
  • Placa plana: placas de plomo planas alternadas con otros materiales de separación o inmersas en electrolito
  • Placa en planté: placas enrolladas en forma espiral. Se usa mucho en baterías de arranque.

Por tipo de mantenimiento necesario en la batería

Las baterías de plomo-ácido pueden requerir de mayor o menor mantenimiento dependiendo de sus características constructivas, así como también debido a la aleación con la que está construida:

  • Baterías monoblock Mantenidas: aleaciones de plomo-antimonio
  • Baterías monoblock de Bajo Mantenimiento: aleaciones de plomo-selenio
  • Baterías monoblock Libres de Mantenimiento: aleaciones de plomo-calcio
  • Baterías monoblock Sin Mantenimiento: baterías selladas

Aplicaciones de las baterías monoblock

bateria monobloc

Como hemos visto en los párrafos anteriores, existen diversos tipos de baterías de plomo-ácido, y cada uno de esos tipos de batería son más o menos adecuados para una aplicación en concreto.

A continuación vamos a clasificar y enumerar las principales aplicaciones a las que se destinan las baterías:

Baterías monoblock de arranque

Como ya habíamos comentado, los motores de combustión y otros accionamientos necesitan de una ayuda para iniciar su funcionamiento. Esta ayuda la proporcionan unos motores eléctricos de arranque, que se alimentan desde una batería.

Estas son las denominadas baterías de arranque monoblock, y se caracterizan por poder disponer una gran cantidad de corriente en un breve lapso de tiempo. Por esta misma razón, su carga disminuye rápidamente, agotándose enseguida si no las recargamos despues de cada ciclo de arranque.

La recarga de estas baterías de arranque monoblock se lleva a cabo durante el funcionamiento del motor de combustión, que mueve un alternador, y es éste el encargado de recargar la batería una vez el motor de combustión está en macha. Estas baterías suelen ser de electrolito líquido, aunque tambien hay cada vez más modelos del tipo de electrolito absorbido (baterias AGM monoblock).

Baterías monoblock de tracción

Estas son las baterías que se usan en algunos vehículos eléctricos: carritos de golf, máquinas de limpieza en grandes superficies, etc.

Estos vehículos suelen contar con un banco de baterías compuesto por varias baterías monoblock de 6V, 8V o 12V, de plomo-ácido con electrolito líquido y gran profundidad de descarga y alto ciclado. Se cargan todos los dias, tras su jornada de trabajo, y así estan listos para la jornada siguiente.

En otros vehículos de menor tamaño y con necesidades de energía críticas (hablamos de carritos y sillas de ruedas para personas con discapacidad o personas mayores) se suelen utilizan baterías de gel monoblock, que como sabemos permiten descargas profundas sin apenas afectar a la vida de la batería, algo que es fundamental en estos casos en los que la disponibilidad del vehículo puede ser crítica (transporte de personas con discapacidad, y también en el uso de dispositivos de soporte vital en asistencia sanitaria). Las baterías monoblock de gel proporcionan esa fiabilidad extra.

Baterías monoblock para energías renovables

En este caso se pueden usar diferentes tipos de batería, según tamaño de la instalación y necesidades específicas. Por lo general, en las grandes instalaciones de energía solar fotovoltaica se utilizan las baterías de electrolito líquido y descarga profunda baterías solares monoblock, con placas planas de plomo. Es usual encontrar bancos de 2, 4 u 8 elementos de 6V o 12V (bateria solar 12V, bateria solar 24V o 48V) para conformar el almacenamiento necesario en cada caso.

En otras aplicaciones donde se requiere menos capacidad (pequeñas instalaciones de alumbrado, comunicaciones, señalización, etc.) o en lugares de dificil acceso (lugares aislados, terrenos elevados poco accesibles, etc.) se suelen utilizar baterías monoblock tanto de electrolito gelificado (GEL) como de electrolito embebido (baterias AGM monobloque).

Tambien es comun el uso de bateria solar 12v monobloc para pequeñas aplicaciones solares. Son bateria solar monobloc barata que hacen mas economicas las aplicaciones solares. Aunque son mantenidas y por eso en el mercado se busca cada vez mas baterias de gel monoblock baratas o baterias agm baratas monoblock.

Baterías monoblock para respaldo (UPS-SAI)

En estos casos la función de la batería es alimentar la instalación por completo, o al menos parte de ella. Son aplicaciones para situaciones de emergencia o de fallo del suministro eléctrico. Una aplicación típica sería el uso de pequeños SAI para los ordenadores en una empresa, que permitan guardar las tareas existentes en el momento de la falta de suministro y así poder cerrar con seguridad mientras la red se recupera del fallo general de alimentación.

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