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Existen varios tipos de baterías, dependiendo de su funcionamiento y de la estructura interna de las mismas, principalmente, aunque a rasgos generales podemos hacer una distinción de dos clases de baterías. Estas son las baterías de litio y las baterías de plomo ácido. Aunque las baterías de litio tienen consigo una gran cantidad de ventajas, estas todavía resultan muy costosas. Por el contrario, las baterías de plomo ácido son cada vez más modernas, lo que significa que las podemos encontrar en distintos modelos dependiendo del uso que vayamos a darle, como las baterías de ácido plomo de ciclo profundo, las baterías de plomo ácido selladas… A continuación, analizamos todo lo que tiene que ver con las baterías de plomo ácido, su funcionamiento, los distintos tipos y los usos más habituales de este tipo de baterías, como en el caso de las baterías de plomo ácido fotovoltaicas.

¿Qué son las baterías de plomo ácido?

Las baterías de plomo ácido, ya sean baterías de ácido plomo de ciclo profundo o baterías de plomo ácido fotovoltaicas, constan de dos electrodos, uno positivo y otro negativo. Cuando estos se conectan forman un circuito cerrado —como en todas las baterías— por el cual circula la corriente. La diferencia principal en cuanto a composición y materiales, con respecto a las baterías de litio, es que estas utilizan un electrolito compuesto por una disolución de ácido sulfúrico con agua destilada. En las baterías de litio, el electrolito contiene de sal de litio, ello da lugar a una reacción química distinta en cada caso. Cada batería de ácido plomo está formada por varios pares de electrodos que se sitúan en compartimentos independientes. Estos reciben el nombre de celdas. Estos se sumergen en la disolución del electrolito, donde tiene lugar la reacción. El electrodo positivo de las baterías de plomo ácido se compone de una placa de plomo recubierta por óxido de plomo (II) y PbO2. El electrodo negativo, por otro lado, se recubre de plomo esponjoso.

¿Cuál es el funcionamiento de las baterías de plomo ácido?

El funcionamiento de las baterías de plomo se basa en una reacción química que tiene lugar entre el plomo y el ácido sulfúrico. Esta produce una diferencia de potencial entre los bornes de la batería —en los terminales metálicos—, permitiéndonos obtener energía al conectamos a un circuito eléctrico. Si, por el contrario, aplicamos electricidad a la batería, entonces la reacción se revierte, lo que nos posibilita la opción de almacenar la energía para poder usarla más tarde —ello da lugar a lo que se conoce como ciclo de las baterías de plomo ácido, carga y descarga—. En el caso de las baterías de plomo ácido fotovoltaicas, la electricidad con la cual se carga la batería —en las instalaciones solares fotovoltaicas aisladas— proviene de las placas solares, pasando previamente por el regulador de carga. Ahora bien, si la batería se encuentra totalmente descargada el proceso varía un poco. Lo que ocurre es que los electrodos se han “descompuesto” debido a que han cambiado su naturaleza. Es aconsejable que las baterías no se descarguen por completo. Si queremos revertir esta situación para volver a tener una batería de plomo ácido, carga completa y funcionamiento correcto, entonces debemos de proceder a su carga de nuevo. Lo que conseguiremos es que la corriente circule en el sentido contrario al habitual y que recomponga los electrodos.

Tipos de baterías de plomo ácido

Los distintos tipos de baterías de plomo ácido pueden clasificarse dependiendo de diversos criterios. Estos pueden ser en base al tipo de placa de plomo ácido empleadas, del tipo de aleación, dependiendo del mantenimiento que precisen y del tipo de electrolitos. Ello interfiere en el ciclo de las baterías de plomo ácido, carga y descarga:

  • Tipo de placa de plomo ácido: Las más empleadas son tres. Estas son las placas planas empastadas, las placas tubulares y las placas planté.
  • Tipo de aleación: Si la aleación es de plomo y antimonio, si es de plomo y selenio o si es de plomo y calcio.
  • Mantenimiento: Las baterías de plomo ácido, por lo general, suelen necesitar mantenimiento —cuando la aleación de antimonio es elevada— ya que durante su utilización generan gasificación —como es el caso de las baterías de plomo ácido con válvula reguladora (VRLA, Valve Regulated Lead Acid)—. Estas baterías no están selladas del todo, en su estructura cuentan con unos tapones de caucho que pueden ser destapados para liberar la presión que generan los gases. Ahora bien, también podemos encontrar baterías de plomo ácido —como las baterías de ácido plomo de ciclo profundo— que tienen un bajo mantenimiento, estas baterías tienen una aleación de plomo y selenio. También podemos encontrar baterías libres de mantenimiento —si la aleación es de plomo y calcio— o sin atención —en caso de que estén completamente cerradas—.
  • Tipo de electrolito: En este caso nos encontramos con tres tipos de electrolitos que están ensamblados en la batería y que varían dependiendo del estado en el cual se encuentren al producirse la reacción. Estos electrolitos pueden ser líquidos, de gel o absorbidos. En el caso de los electrolitos absorbidos nos encontramos con las baterías VRLA AGM (Absorbed Glass Mat). Estas baterías separan las placas positivas y negativas mediante una base de fibra de vidrio absorbente. El electrolito se ensambla en forma líquida, pero este es absorbido por la fibra mencionada. Como ocurre en las baterías de gel, las baterías AGM con electrolito absorbido no tienen peligro de fugas si existiera una rotura. Estas baterías pueden instalarse tumbadas. 

Usos de las baterías de plomo ácido

Las baterías de pomo ácido son las más utilizadas en la actualidad debido a sus prestaciones, sus distintos modelos —cada vez más sofisticados— y a que resultan bastante económicas. Podemos encontrar batería de pomo ácido tanto en automóviles, así como en distintos generadores, paneles solares fotovoltaicos, equipos portátiles, SAIS, pequeños dispositivos de iluminación, sistemas de alarmas y mucho más. El ciclo de las baterías de plomo ácido, carga y descarga es muy rápido y efectivo.