VEHICULOS ELECTRICOS MONTABLES INFANTILES   
   El Futuro  está en los Vehiculos Electricos...éstos ya están al alcance de sus hijos   

                                                                             

El futuro de los vehiculos eléctricos:

Dado que es inminente el agotamiento de los combustibles fósiles se preveé que en un futuro cercano se podrán construir vehículos de todo tamaño y tipo para uso de la población mundial,a continuación le ofrecemos un reportaje recopilado referente a este tema,también le proporcionamos algunas fotos de vehículos eléctricos prototipo,además publicamos un nuevo artículo "LA QUIMICA Y LOS VEHICULOS ELECTRICOS RECARGABLES",esperamos su retroalimentación,gracias por ser partícipe!

 

                                           

 

El futuro del automóvil: Los vehículos eléctricos están en camino
13/3/2000
S. Fred Singer

Hay un montón de risitas ahogadas en algunos círculos, ahora que la General Motors ha retirado del mercado a su automóvil eléctrico EV-1 de dos plazas. ¿Explica esto el fin del auto eléctrico? Difícilmente. Pero pone en evidencia que los avances tecnológicos no deberían ser prematuramente acelerados en la producción. Y ciertamente no en respuesta a los exagerados temores respecto de catástrofes climáticas.

Los detractores del auto eléctrico apuntan a la conocida confiabilidad del motor de combustión interna (ICE es su sigla en inglés) y aseveran que los controles electrónicos de la emisión de gases y los conversores catalíticos han logrado una polución cercana a cero. Están en lo cierto; los nuevos automóviles difícilmente contribuyan a la polución generada por otras actividades humanas como el cortar el césped, la quema de hojas, el humo de las chimeneas, etc. Están también en lo correcto al declarar que la electricidad necesaria para cargar las baterías de los autos eléctricos, cada 60 a 80 millas, deberá ser producida en alguna parte, probablemente mediante una estación de electricidad alimentada a carbón que se sumará a la polución del aire.

Sin embargo los críticos pasan por alto algunos factores cruciales. Un auto eléctrico es capaz de lograr una eficiencia energética mucho mayor que la de uno movido mediante un ICE. La técnica bien establecida del "frenado regenerativo" puede recapturar la energía del movimiento que está ahora disipada (y desperdiciada) en los frenos de las ruedas, y retroaccionarla en las baterías del auto. Los motores eléctricos empleados para accionar las ruedas funcionan también como generadores eléctricos que toman energía de las ruedas y la vuelven a convertir en energía eléctrica. De esta manera, la eficiencia energética del auto es duplicada o triplicada. Dependiendo de las condiciones de manejo, debería ser posible alcanzar cerca de 80 millas por galón de gasolina, sin reducir el tamaño del vehículo o restringir el estilo y la comodidad de los pasajeros.

El otro problema tiene que ver con la distancia limitada y el alto costo de un automóvil impulsado a batería; se relaciona con la necesidad de transportar un gran número de costosas y pesadas baterías a efectos de alcanzar una distancia decente de más de unas pocas docenas de millas entre una carga y otra. Pero este es un problema fantasma que puede ser solucionado mediante un cargador abordo. Un ICE pequeño, funcionando como un alternador a una velocidad constante, allí donde la eficiencia es la más elevada y la polución la menor, puede alimentar al tanque de combustible estándar y producir un alcance de hasta 1000 millas entre recargas. Una versión más elegante usará una pequeña turbina como cargador, o quizás una celda de combustible; el resultado será el mismo. Este automóvil "híbrido" utilizaría menos baterías motrices que un auto puramente eléctrico dado que el alcance ya no depende del número de baterías. Un híbrido sería más barato, liviano, y también de fácil mantenimiento.

Afortunadamente, hay mucha competencia en la industria automotriz. Las compañías japonesas están experimentando con distintos diseños de vehículos híbridos y poniéndolos a prueba en el mercado de los consumidores. Hay competencia también en la industria de las baterías. La batería común de plomo ácido está siendo mejorada a fin de producir más energía por libra y para resistir más ciclos de recarga. Y existe una lista que deja perplejo de nuevos tipos de baterías en plaza; batería basadas en sulfuro, zinc, litio, o hidruros metálicos. La mejor triunfará.

Proyectos más avanzados están basados en celdas de combustible que cargan a las baterías motrices. Las baterías pueden incluso ser descartadas todas a la vez en favor de diseños avanzados de una rueda de equilibrado para el almacenamiento de la energía. El campo está todavía plenamente abierto, con un premio atractivo que aguarda al ganador en el mercado mundial y que vale casi medio billón (trillón en inglés) de dólares por año y que sigue creciendo rápidamente.

Las cosas se irán resolviendo a medida que los consumidores tomen sus decisiones, basados en el costo inicial, la eficiencia de combustible, y factores atinentes a la comodidad y a la seguridad. No sucederá de la noche a la mañana? ni siquiera en una década. Pero podemos predecir confiadamente que así como el siglo 20 fue el siglo del ICE, el presente será el siglo del vehículo eléctrico.

Traducido por Gabriel Gasave


LA QUIMICA Y LOS VEHICULOS ELECTRICOS RECARGABLES

 

Objetivo:

Conocer de manera general los antecedentes de los vehículos eléctricos recargables y el papel de la química en el almacenamiento de energía.

Introducción general:

LA HISTORIA DEL AUTOMOVIL  e HISTORIA DE LAS BATERÍAS                    

    El sueño de un vehiculo de propulsión propia se remonta muy atrás en la historia. En el siglo XIII, Roger Bacon escribió que ?pueden hacerse carruajes que se muevan con rapidez increíble sin necesidad de animales?. Trescientos años mas tarde Leonardo da Vinci revivió la idea,específicamente para un vehiculo militar, análogo al tanque moderno. Tanto para Bacon como para Leonardo esas ideas deben haber sido simples suposiciones, porque en ambas épocas no había ninguna fuente de energía aplicable a ese uso.

                                           

                                                            Vehículo de Leonardo Da Vinci

 Técnicamente, el carruaje sin caballos se había hecho posible aunque todavía era necesario determinar su forma definitiva. Los antecesores directos del automóvil de gasolina de nuestra epoca fueron los construidos en Alemania en 1885 por Karl Benz y Gottlieb Daimler. No se ha definido cual de los dos tiene el derecho de prioridad pero lo esencial es que el trabajo de ambos inicio el desarrollo continuo del vehiculo de motor.

 La primera fuente fueron los motores de vapor que eran conjuntos muy pesados. A pesar de ello estos eran los mejores motores que se habían concebido hasta entonces. El motor moderno de gas, de explosión o de combustión interna fue inventando en 1860 y llego a ser una posibilidad comercial en 1868 gracias a los trabajos del alemán Nicolás Otto. Por este tiempo aparece otra fuente de energía ?el motor eléctrico?.

 El impulso que necesito el automóvil para su completo desarrollo fueron las primeras carreras que se efectuaron principalmente en Francia como la ?Paris Bordeaux-Paris? de 1895, primera de una serie de muchas mas, esto dio por resultado que esta industria se desarrollara primeramente en Francia, donde René Panhard y Emile Levassor lanzan a la venta un vehiculo reconocido como el primer automóvil con motor delantero que se convertirá en el esquema tradicional del diseño automotriz.

 Muchos fabricantes aparecen De Dion, Renault, Duryea, Peugeot, Olds,Winton, Porsche, por mencionar solo algunos, pero el mayor  acontecimiento se logra en 1908 cuando Henry Ford saca al mercado su modelo T, un automóvil que se fabrica en serie interrumpidamente durante casi 19 años, y aunque la producción en serie ya había sido utilizada en serie en menor escala es en este modelo que logra su perfeccionamiento. Otra gran revolución introducida por Ford en 1913, ?la cadena de montaje?, logra abaratar costos y alcanzar la cifra de 15,007,033 ejemplares vendidos.

 Al inicio, para montar totalmente un automóvil se necesitaban mas de 12 horas, ya que la cadena fue perfeccionada, el tiempo se redujo a 1 hora 30 minutos aproximadamente, con aumento de productividad y optimización de las instalaciones.

Es difícil medir el efecto total del automóvil en la vida del hombre.Indudablemente el auto produjo cambios sociales y económicos importantes.Durante la década de 1920 los viajes en automóvil a grandes distancias se consideraban cada vez menos como una aventura excitante y cada vez mas como  un metodo aceptado y normal de viajar, aunque todavía había serios  obstáculos   

 El automóvil se convirtió en algo más que un medio conveniente para ir de un lado a otro y llegó a significar transportación, prestigio y  recreo. En pocas palabras, el automóvil sea convertido en una forma de vida y todo lo que le ocurra afectará profundamente la economía y la cultura.

Baterías eléctrico, Acumulador eléctrico o Pila:

Se llama acumulador eléctrico, o simplemente acumulador, a un dispositivo que almacena energía eléctrica por procedimientos electroquímicos y que a devuelve posteriormente en su casi totalidad. Este ciclo puede repetirse determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario, es decir, de un generador que no puede funcionar a no ser que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

También se le suele denominar batería, puesto que muchas veces se conectan varios de ellos en serie, para aumentar el voltaje suministrado. Así la batería de un automóvil está formada internamente por 6 elementos acumuladores del tipo plomo-ácido, cada uno de los cuales suministra electricidad con una tensión de unos 2 V,por lo que el conjunto entrega los habituales 12 V o por 12 elementos, con 24 V para los camiones.El término pila, en castellano, denomina los generadores de electricidad no recargables. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas?en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo adosados lateralmente,"en batería"? como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente. De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.

Principios de funcionamiento

El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en algún tipo de  proceso reversible, es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente se transformen en otros, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante el de carga.

Resulta que procesos de este tipo son bastante comunes, por extraño que parezca, en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrolisis y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización.

Un acumulador es así un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables y consta en general de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.

Historia de Baterías, Pilas

El primer acumulador eléctrico lo construyó Johann Wilhelm Ritter en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.

En 1860 Gaston Planté construyó el primer modelo de acumulador de plomo-ácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX sin embargo la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador en 1879 tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.

Thomas Alva Edison inventó en 1900 otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrolito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908 y son la base de los actuales modelos alcalinos, ya sean recargables o no.

También hacia 1900 Junger y Berg descubrieron en Suecia el acumulador Ni-Cd, que utiliza ánodos de cadmio en vez de hierro, siendo muy parecido al de ferro níquel en las restantes características.

BATERIAS RECARGABLES

Existen varios, pero el que ofrece el mejor balance entre entre costo y performance es la batería de Plomo-ácido y, en particular, la que tiene electrolito líquido. Este tipo, con más de 140 años de existencia, ha evolucionado y continúa evolucionando tecnológicamente.Hoy día ya no es posible hablar de la batería de Plomo-ácido como si fuere un componente genérico que puede ser usado en distintas aplicaciones, ya que cada tipo representa un producto hecho para satisfacer un tipo específico de carga.baterías diseñadas para ser usadas en automotores, o para suplir energía eléctrica durante períodos de interrupción del servicio eléctrico (stand-by power, en inglés),o para integrar el banco de acumulación de un sistema no son intercambiables.En particular, el uso de baterías para automotores en el banco de reserva de un sistema presenta problemas que se traducen en mayores costos.Los conceptos dados a continuación se aplican para cualquier tipo de batería recargable, sea ésta una AA para su linterna o una que es capaz de soportar milamperes por dos 2 segundos.

El mecanismo que permite la utilización de una batería recargable como una fuente portátil de energía eléctrica consiste en una doble conversión de energía,llevada a cabo mediante el uso de un proceso electro-químico reversible. La primera conversión, energía eléctrica en energía química, toma lugar durante el proceso de carga. La segunda, energía química en eléctrica, ocurre cuando la batería se conecta a la carga.

Como en toda conversión de energía, los procesos de carga y descarga de una batería vienen acompañados de inevitables pérdidas de energía. (Cabe hacer mención que hablamos de pérdida en el sentido que es energía que no se aprovecha en el sistema,recordemos que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma,en nuestro sistema es energía que se disipa predominantemente en forma de calor.

Definición de CELDA:

El conjunto integrado por los electrodos y el electrolito constituyen una celda

de acumulación. El voltaje de salida para esta celda depende, principalmente, de:

  • Los materiales usados para el electrolito y los electrodos.
  • El estado de carga de la celda.

La corriente máxima que la celda puede entregar a una carga fija, depende,entre otros parámetros, de:

  • La capacidad de la batería.
  • La superficie activa de los electrodos.
  • La resistencia interna de la celda, la que depende, a su vez, del estado de carga de la celda y el diseño de la unidad.

Las baterías que admiten un alto porcentaje de descarga, suelen llamarse:

baterías de ciclo profundo, algunas características genéricas de las mismas:

Los voltajes nominales más comunes son 6 y 12 V. Sin embargo se ofrecen modelos con voltajes de salida de 24 y 48 V para sistemas con cargas de alto consumo.

Las baterías usan diferentes tipos de celdas, pero todas tienen un bajo valor para el voltaje de salida, el que oscila entre 1,2 y 2 V nominales. Esto significa que,como en el caso de las células las celdas deberán conectarse en serie para alcanzar el voltaje nominal de salida, y en paralelo para aumentar el valor de la máxima corriente de carga que podrán sostener en forma continua.

Las celdas se colocan dentro de cajas, las que están hechas con materiales plásticos resistentes al impacto y a la acción corrosiva de los electrolitos usados.

Hay dos tipos de cajas: la hermética y la abierta.

Las primeras proporcionan un alto grado de seguridad, ya que el electrolito no puede derramarse, no importa cual es la posición del acumulador. Las baterías abiertas tienen tapones de ventilación, los que liberan los gases formados durante el proceso de carga. La caja de batería está diseñada para minimizar el derrame del electrolito a través de ellos.

Las que se ofrecen en dos versiones:

Con electrolito líquido (baterías abiertas).

Con electrolito gelatinoso (baterías herméticas).

Como el costo de la segunda versión es el doble de la primera, la batería de Pb-ácido con electrolito líquido es la más usada.El electrolito de estas baterías consiste en una solución con 64% de ácido sulfúrico (H2SO4) de alto grado de pureza y 36% de agua destilada (H2O).El agua disocia (rompe) las moléculas del ácido creando iones de sulfuro (SO4)2? y de hidrógeno (H)+ El proceso de electrólisis del agua durante la carga

genera iones de hidrógeno (H)+ y oxígeno (O)2 Ambos electrodos están hechos de plomo, pero al terminarse el proceso de fabricación (carga de la batería) el electrodo positivo se cubre con un depósito de dióxido de plomo (PbO2).

La Figura muestra, respectivamente, una celda de Pb-ácido cargada y descargada  

 

El electrolito de una batería de Pb-ácido interviene en forma activa en el proceso electroquímico. Durante la descarga, el electrodo de plomo (Pb)2+ reacciona con el ión sulfato (SO4)2?, creando un depósito de sulfato de plomo PbSO4. Esta reacción química se lleva a cabo con la cesión de dos iones positivos, lo que da al electrodo su polaridad negativa (cátodo).

Los iones de (SO4)2? reaccionan con el dióxido de plomo (PbO2) del otro electrodo, formando sulfato de plomo (PbSO4). Esta reacción química se lleva a cabo con la cesión de dos electrones, lo que dá a este electrodo su polaridad positiva (ánodo).

Los iones de hidrógeno del agua se combinan con el de oxígeno del PbO2, formando nuevas moléculas de agua (H2O). Como en el caso de los semiconductores,se puede observar la creación de cargas libres de polaridad opuestas, las que posibilitan sostener una corriente de externa.

La carga de la batería:

Al revertirse el proceso, el electrolito pierde agua y ambos electrodos vuelven

a tener su composición química original.

COMENTARIOS: El cambio porcentual de la cantidad de agua en solución fuerza un cambio de densidad en el electrolito. Cuando la batería está cargada, la densidad aumenta, y cuando está descargada, disminuye. Estas variaciones de densidad permiten evaluar, con precisión, el estado de carga de las celdas.

Teniendo en cuenta los detalles presentados hasta este momento, es importante recordar que:

  • Como la proporción de agua en una batería cargada disminuye, siempre se debe observar el nivel del electrolito después que la batería ha sido cargada.
  • Para restaurar el nivel correcto del electrolito sólo debe agregarse agua destilada.
  • La remoción temporaria de los tapones de ventilación permite medir la densidad del electrolito.

Batería Pb-ácido para automotor

Las celdas (2) están agrupadas en particiones (4) dentro de la caja (1) , de

manera que cada celda tiene una parte del electrolito. La Figura 5.2 (a y b) muestra

el entrelazado de las placas positivas y negativas que componen una celda, con

separadores intermedios porosos (3) los que dejan pasar las cargas, a la vez que evitan el cortocircuito entre placas adyacentes (polaridad opuesta). Este entrelazado permite aumentar la superficie activa de las celdas sin incrementar excesivamente el volumen de la caja.

La letra E (Fig 5.2b) marca el nivel superior del electrolito, el que se muestra en forma ondulante porque el automotor lo agita durante su marcha. El nivel correcto se alcanza cuando éste cubre la parte superior de las placas, dejando un espacio libre entre el electrolito y el tope de la caja, el que sirve para acumular,temporariamente, los gases liberados durante la carga.

Los bornes de salida (5) son de plomo y levemente cónicos, para facilitar el desmontaje de los terminales de cables, los que están hechos con sólidas abrazaderas de plomo, que se sujetan al terminal de batería con tornillo y tuerca.

Como los vehículos al rodar agitan constantemente el electrolito, los tapones de ventilación se agrupan en dos recesos de la caja. Cada uno de ellos contiene tres tapones, los que están protegidos por una tapa que calza a presión (7). El moldeado de los agujeros para los tapones de ventilación se extiende dentro de la caja. Al alcanzarse el nivel correcto para el electrolito, la luz que entra se refleja con intensidad, ya que electrolito forma una superficie cóncava debido al efecto de capilaridad con los bordes moldeados.

Coneccionado interno

Para un voltaje nominal de 12 V de salida la caja contiene seis (6) celdas en Serie

 

 

Detalle de construcción y montaje de las placas

Las baterías de Pb-ácido con electrolito líquido presentan problemas cuando

están en servicio activo o en almacenamiento. A continuación se mencionan los más

comunes.

Bajas temperaturas- Congelamiento del electrolito

La temperatura que alcanza el electrolito está determinada por la temperatura ambiente, ya que después de una hora la temperatura del electrolito alcanza un valor muy cercano al ambiental.

Si bien la corriente que circula por la batería crea una leve disipación de calor, debido a la resistencia interna, este valor es sumamente bajo como para superar la acción de una temperatura ambiente muy por debajo de los 25°C ,que es el valor de temperatura ideal de trabajo para una batería de cualquier tipo.

Al bajar la temperatura del electrolito la actividad química disminuye y, consecuentemente, el número de cargas libres se reduce. En términos eléctricos esta menor actividad química se manifiesta en un aumento de la resistencia interna del acumulador .Este aumento disminuye el voltaje de salida, y consecuentemente, la corriente en la carga.

Cuando la temperatura ambiente alcanza valores por debajo de 0°C el estado de carga de la batería (proporción de agua) determinará la posibilidad de congelamiento del electrolito. La Tabla inferior proporciona valores promedios para

la temperatura de congelación del electrolito líquido en función del estado de carga.

Al congelarse, el agua se expande. La fuerza de expansión distorsiona las placas, y hasta puede llegar a quebrar la caja. En ambos casos el daño es permanentemente y la batería debe ser descartada.

Bajas temperaturas- Capacidad de almacenamiento

La Tabla inferior muestra, en forma porcentual, los cambios en la capacidad de

acumulación de una batería de Pb-ácido con electrolito líquido, cuando la temperatura

del electrolito disminuye.

Altas temperaturas- Vida útil

Cuando la temperatura ambiente se eleva, la acción química se acelera,disminuyendo el valor de la resistencia interna. Por lo anterior expuesto se podría concluir que las temperaturas ambientes elevadas son las ideales. La conclusión es errónea, pues la mayor actividad química se traduce en una reducción de la vida útil del acumulador, ya que se acelera el desgaste de la superficie activa de los electrodos.

La Tabla inferior inmediata muestra la reducción porcentual de la vida útil en relación al

valor máximo a 25°C, si la temperatura de trabajo de la batería se mantiene a la

temperatura especificada en la tabla.

Sulfatación

Este es el mayor problema cuando se usan baterías de plomo-ácido con electrolito líquido. Hemos visto que la descarga forma un depósito de sulfato de plomo en ambas placas. Normalmente, este depósito está constituído por pequeños cristales, que se descomponen fácilmente durante el proceso de carga, disolviéndose en el electrolito.

Si el balance energético no puede ser alcanzado para la mayoría de los días en que el sistema permanence activo, el depósito de sulfato de plomo comienza a crecer en espesor. La corriente de carga no consigue desprenderlo totalmente,reduciéndose la superficie activa de las placas, lo que acorta rápidamente la vida útil del acumulador. A este mecanismo se lo denomina sulfatación de la batería.

COMENTARIOS: Este mecanismo toma lugar, asimismo, en baterías que permanecen en depósito por largo tiempo, sin ser recargadas.

La posibilidad de sulfatación de las placas se incrementa, si el sistema está instalado en un lugar donde los períodos nublados son de larga duración.

El proceso de sulfatación se acelera cuando la temperatura del electrolito se eleva.

¿Existe un remedio para este problema? :

Hasta hace pocos años, se sugería el uso de una corriente entre 3 y 5 veces la de carga normal (corriente de ecualización), pero esta ?solución?, trae aparejado problemas, ya que los depósitos cristalinos que se desprenden caen en pedazos al fondo de la batería, sin disolverse en el electrolito.

Esto significa que una parte importante del material activo que interviene en el proceso químico se perderá con cada ecualización.

Un procedimiento que da mejores resultados, pues actúa como preventivo, es el uso de

un desulfatador electrónico, el que somete a los cristales a una agitación mecánica.

Desulfatador electrónico

                                 

Gasificación

Cuando una batería de Pb-ácido alcanza el 100% de su carga, su voltaje es muy cercano al del cargador. La diferencia de voltaje es mínima, disminuyendo la corriente de carga y, por ende, las reacciones químicas. Es entonces cuando los iones de oxígeno e hidrógeno formados por la electrólisis del agua no se combinan químicamente y escapan por los tapones de ventilación. Los de hidrógeno (H)+ irán al electrodo negativo, y los de (O)2? al electrodo positivo. Este escape de gases produce un burbujeo en el electrolito, al que se conoce como gasificación.

Algo de gasificación es útil, pues contribuye a homogeneizar la solución electrolítica evitando la estratificación en capas con distintas densidades. Pero aún a bajos niveles, el oxígeno ataca los sostenes de plomo de las celdas, lo que puede ocasionar el derrumbe de una de las celdas. Este fenómeno, conocido como la muerte súbita de la batería, ocurre sin dar aviso previo.

COMENTARIOS:Si el cargador tiene un voltaje elevado, la gasificación se incrementa y el burbujeo se hace tan intenso que los gases arrastran parte del electrolito fuera de la caja, a través de los tapones de respiración. El ácido sulfúrico que escapa daña los terminales de salida y disminuye la cantidad de ácido en solución.

Autodescarga

Una batería que está cargada y permanece inactiva, independientemente de su tipo, pierde su carga con el tiempo. Este fenómeno es conocido como autodescarga. La rapidez de descarga depende de:

  • El tipo de batería (Pb-ácido líquido o gelatinoso, Niquel-Cadmium,etc).
  • La temperatura ambiente.

A las placas de las baterías de Pb-ácido para automotor se le agrega calcio (baterías de mantenimiento nulo) para reducir la pérdida de agua en el electrolito y la gasificación. La presencia del calcio retarda la autodescarga, lo que es importante si el vehículo permanence inactivo por un tiempo. Estas baterías, a temperaturas cercanas a los 25°C, tardan un año en perder el 50% de su carga.

A las placas de las baterías de Pb-ácido de ciclo profundo se le agrega antimonio, lo que permite incrementar la cantidad de material activo en las mismas, y, por ende, su duración. El antimonio aumenta la autodescarga, tardando sólo unos meses en descargarse totalmente a una temperatura cercana a los 25°C. Cuando la temperatura ambiente se eleva, la autodescarga se acelera.

COMENTARIOS:

Los problemas enumerados muestran la necesidad de:

  • Ubicar las baterías en un lugar donde la temperatura ambiente se mantenga cercana a los 25°C durante todo el año.
  • Mantener las baterías cargadas.
  • Vigilar constantemente el estado de carga de una batería de Pb-ácido (electrolito líquido) que debe permanencer en depósito por largo tiempo.
  • Alternar, cada semana, la batería en depósito con otra unidad en uso.
  • No someter el banco de baterías a descargas excesivas.
  • Mantener el balance entre carga y descarga.

La sulfatación destruye, según la informacion técnica proporcionada por

la asociación de fabricantes de acumuladores de Pb-ácido de los EEUU,

ocho (8) de cada diez (10) baterías de Pb-ácido en uso.

                                                                 

Algunas aplicaciones actuales de las baterías recargables:

  

                     

INTERACCIÓN DE LAS BATERÍAS CON LA INDUSTRIA DE LOS VEHICULOS del futuro

El primer auto eléctrico plenamente registrado se remonta a los orígenes de los autos,en 1881

                                              

En un mundo ecológico y saludable el transporte sería eléctrico y la sociedad utilizaría la energía solar y la eólica como fuentes energéticas. Pero este ideal todavía está muy lejos y en parte ello es debido a las limitaciones que presentan hoy en día las baterías. Un coche eléctrico lleva una batería de plomo de 400 kg que debe ser recargada a  menudo y también reemplazada. Los panales solares sólo funcionan cuando hay sol, así como las turbinas lo hacen cuando hay viento, por lo que siempre se necesita una reserva de energía eléctrica disponible. Estos sistemas energéticos son limitados porque aún no existe una forma eficiente y económica de almacenar la energía eléctrica.

No obstante, los mecanismos de almacenamiento de energía eléctrica están cambiando radicalmente debido a una nueva tecnología: Energy Capacitor Systems® (ECaSS, siglas en inglés) que son nuevos acumuladores.

Los nuevos acumuladores almacenan la energía eléctrica como electricidad, por lo que teóricamente son un medio eficiente de almacenamiento, mejor que las baterías de plomo que deben primero convertir la energía eléctrica en energía química para poder almacenarla, o las estaciones hidroeléctricas que mueven el agua hasta un nivel más alto, reservándola para generar más tarde la energía.

En la actualidad, los acumuladores están usados como condensadores, componentes especialmente requeridos por la industria de aparatos electrónicos.

Pero como medios de almacenamiento, los acumuladores convencionales cuentan con un inconveniente: Su densidad de energía (la cantidad de energía eléctrica que pueden almacenar por unidad de peso o volumen) es pequeña, por lo que no pueden almacenar grandes cantidades de energía a menos que sean muy grandes y pesados. En realidad, si tuviéramos que reemplazar la batería de 400 kg de plomo de un coche eléctrico por un acumulador convencional con la misma cantidad de energía eléctrica, éste pesaría cerca de 20 veces más que la batería, ¡8 toneladas!

Este problema ha sido resuelto por un investigador llamado Okamura Michio.Por medio de experimentos llegó a la conclusión que era mucho más eficaz almacenar la energía eléctrica como electricidad y encima se podrían almacenar grandes cantidades de energía utilizando doble capa eléctrica ultraligera.

Principios de funcionamiento de esta nueva tecnología:

En la interfase entre un electrodo y un electrolito se forma una doble capa eléctrica. Una capa en el electrodo positivo y otra en el negativo. Este fenómeno fue descubierto por el físico alemán Helmhortz hace más de 120 años.

La doble capa eléctrica actúa como una membrana aislante hasta que el voltaje excede un cierto límite, tras el cual comienza la electrólisis. La ?membrana? tiene el espesor de tan sólo una capa de moléculas del electrolito. Es tan delgada que su grosor ni siquiera puede ser comparado con el grosor de un film convencional, usado para aislar las membranas. Los ECaSS, diseñados de acuerdo con ese principio, tienen una densidad mucho mayor que los acumuladores convencionales, haciendo que el acumulador de Okamura sea significativamente menor.

                                                      

Una vista transparente del automóvil Honda FCX impulsado con baterías celulares. Éstas están colocadas bajo los asientos. El ultra acumulador, un mecanismo de almacenamiento de energía, está alojado bajo los asientos traseros.

Una vez refinados, los EcaSS ayudarán a los coches eléctricos a superar a los convencionales de gasolina, así como servirá como sistema de almacenamiento de energía eléctrica para el hogar. Cuando llegue ese momento, seremos capaces de almacenar el superávit de electricidad procedente de paneles solares, turbinas eólicas, baterías y otros generadores no contaminantes. Algún día no necesitaremos grandes centrales energéticas ni largos conductos de transmisión. Los nuevos acumuladores tienen un potencial capaz de abrirnos un futuro lleno de oportunidades energéticas

                          

Conclusiones:

En este trabajo se expuso de forma concreta la historia de las baterías recargables,su funcionamiento,la forma en que la química está relacionada en la interacción de las mismas con los vehículos y perspectivas de la evolución en este hámbito,es de señalarse que se trata de recopilar en este documento lo mas centrado al tema de las baterías en los vehículos eléctricos montables,aunque las baterías deben tomarse en cuenta en casi todos los hámbitos desde un reloj de pulso ,teléfonos celulares,vehículos de todo tipo,respaldo de energía y miles de otras aplicaciones,me gustaría añadir a este documento algunos datos que podrían ser de utilidad a cualquier lector que use frecuentemente aparatos que lleven internamente baterías recargables o bien acumuladores tales como automotores,las baterías son como lo hemos descrito un sistema muy delicado donde la química tiene un papel fundamental,los compuestos químicos son en todos los casos muy delicados de manejarse,así mismo deben de manejarse con sumo cuidado a la hora de desecharlos,es muy común que se desechen a la basura convencional ya que en nuestro País no existe ni la cultura ni la infraestructura necesaria para poder reciclar estos materiales,puedo sugerir que al cambiar un acumulador o cualquier tipo de batería procuremos desecharla de manera correcta,sería perfecto que en los contenedores de basura pudiéramos desechar las baterías directamente,además que se nos diera alguna remuneración sería perfecto!,no esperemos recibir mucho por una batería desechada correctamente en lo referente a lo económico,mas bien podemos estar tranquilos por que estamos haciendo lo correcto por la salud de todo nuestro medio ambiente que en final de los casos nos devuelve salud a nosotros mismos,procuremos indicarle a la persona que se lleva la basura que le damos una batería que ya no sirve,así el podrá separarla y no irá a la composta ni podrá contaminar el subsuelo,por el contrario esta podrá reciclarse y serán algunos de sus componentes reutilizados,es solo una propuesta que hago,todos podremos poner un granito de arena para mejorar nuestro entorno.

Este documento fué realizado en base a los artículos,investigaciones y publicaciones recopilados por medio de las siguientes ligas,además por la experiencia laboral del realizadores en el ramo de los vehículos eléctricos montables,si tiene alguna sugerencia ,comentario o desea ser partícipe del tema agradeceremos que nos contacte por medio de contacto@carritoselectricos.com ,agradecemos de antemano el interés de los lectores .

Bibliografía:

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