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2.021

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Amplia tu parque de baterías

 

 

Muchos barcos de "serie" vienen desde astillero con un parque de servicio que es insuficiente, máxime cuando instalamos nuevos equipos, o queremos afrontar navegaciones más largas.

 

Cambiar o ampliar el parque de baterías de servicio es fácil, pero requiere ciertos conocimientos para hacerlo como es debido.

Charlaba hace unos días con Socio del Club Fondear que acaba de comprar un velero de 43 pies con el que va a cruzar el Atlántico rumbo al Caribe. Al revisar el barco encontré que el parque de servicio tenía sólo 2 baterías, conectadas en paralelo de

90 Ah, y que el anterior propietario estimaba correcto para sus necesidades. En total 180 Ah. Lo cierto es que en cuanto pretendamos hacer vida a bordo y mejoremos o ampliemos los equipos eléctricos y electrónicos del barco, una capacidad por debajo de los 400 ó 500 Ah es del todo insuficiente. Especialmente en ácido-plomo.

Y esto suponiendo que no usemos hélice de proa, o tengamos un congelador o pretendamos hacer un uso extensivo del piloto automático por no llevar instalado un piloto de viento, o hayamos instalado un inversor para tener 220 voltios a bordo para por ejemplo, poder disfrutar de un microondas, en cuyo caso debemos prever alguna batería más y sumar del orden de 600 a 800 Ah. Hace poco publicamos un artículo en dónde explicábamos la mejora del parque mediante una "capa superior" formada por baterías de litio de 48 voltios, combinada con placas solares.

Pero es cierto que muchos aficionados necesitan ampliar el parque de servicio sin incurrir en un gasto de varios miles de euros. La solución propuesta en el citado artículo de baterías de litio, sube a 5.000€ o 6.000€ y ampliar un parque de ácido plomo está en precios en una décima parte. Si nos apoyamos con placas solares, el ácido-plomo sigue siendo una solución aceptable aunque en camino de extinción en menos de una decena de años, debido a la reducción de precio en estas nuevas químicas y las enormes ventajas que ofrecen las nuevas tecnologías de baterías.

Ampliar el parque de baterías poniendo alguna más, o si estas están algo "cascadas" sustituyéndolas todas por más unidades nuevas, es una solución del todo recomendable que podemos afrontar de forma bastante fácil. Sin embargo, debemos conocer diversos conocimientos y detalles para afrontar el proyecto con seguridad y garantías de éxito.

 

¿Hasta qué capacidad ampliar?

En veleros o motoras en rango de esloras de 40' ó 50’, lo normal era hasta hace unos años, disponer de parques de unos 400 ó 500 Ah (baterías de plomo). Pero los equipos de consumo eléctrico han bajado de precio y han mejorado en prestaciones, equipando muchos barcos actuales. Ahora es normal disponer de radar, AIS, pilotos automáticos, inversores, hélice de proa, equipos hidráulicos, e incluso mejorar la capacidad de absorción en sentinas, o poner un pequeño congelador, o montar un segundo chartpploter, dentro o fuera en el cockpit, y todo ello suma amperios de consumo.

Por esta razón muchos armadores montan varias baterías más en paralelo y se quedan erróneamente satisfechos. Al ampliar el parque debemos ajustar el tamaño del cargador de baterías y seguir una serie de normas en la instalación para que ésta sea segura; Las baterías tienen que estar ventiladas pues pueden desprender hidrógeno, deben estar fijadas con firmeza, deben estar ecualizadas, deben disponer de fusibles de seguridad, y deben conectarse de forma correcta para evitar degradaciones con el uso.

Al aumentar la capacidad del parque de baterías, aumentan las posibilidades de que una de ellas falle y genere un problema serio. Al aumentar el parque de baterías aumenta la energía almacenada y en caso de un cortocircuito las corrientes generadas son más grandes y capaces de generar un fuego eléctrico. Al aumentar el parque de baterías aumentamos el desplazamiento del barco y a veces con un buen número de pesadas baterías pueden desequilibrar el barco. Por tanto debemos prestar atención al lugar en donde las montamos para no alterar asientos o dejar el barco con una escora inaceptable.

 

 

Mezclar baterías de distinta edad o distinta capacidad

Es bastante desaconsejable aunque al final manda el presupuesto. Si las baterías que ya tenemos tienen años y muchos ciclos de carga, lo suyo es ponerlas todas nuevas y de la misma capacidad. Es decir todas iguales y de la misma marca.

El problema al mezclar marcas, edad y capacidades, es que estas baterías tengan distintas resistencias internas y cargarán a distinta velocidad y trabajarán de forma desequilibrada. La que tenga menor resistencia interna se "zampara" la mayor parte del trabajo, tanto en carga como en descarga. Y esto conduce a desequilibrios y fallos de ecualización entre ellas. Como luego comentaremos, el termómetro de pistola es una excelente herramienta en caso de necesitar "mezclar" baterías de su padre y de su madre.

Utilizar en un mismo parque baterías de distinto tipo (gel, selladas, AGM, abiertas, ciclo profundo, baterías de arranque) es una "línea roja" que no debemos traspasar. Lo mejor es estrenarlas todas iguales sin que unas tengan más ciclos de carga que las demás. Distintas tipologías tienen distintos perfiles de carga y distintas resistencias internas y por ello es totalmente inadecuado mezclarlas en un mismo parque.

Sin embargo si es posible hacer un "paralelo" para por ejemplo, solucionar un problema de arranque en un momento concreto. Hacer un paralelo consiste en "unir" durante un corto período de tiempo uno o varios parques de baterías para transferir energía de un sistema a otro. Por ejemplo, si nos quedamos con la batería de arranque "muerta", podemos utilizamos las baterías de la hélice de proa para arrancar, tras lo cual eliminamos la conexión de "paralelo".

Si su barco es de "serie", debemos prestar atención a este tema, pues los astilleros (incluso muy afamados) son chapuceros por cuestión de presupuesto. De esta manera podemos tener un único cargador de baterías, alimentando a la batería de arranque y al grupo de baterías de servicio (un mal asunto…).

 

 

Muchas baterías medianas o algunas pocas grandes

Aunque en cuanto a capacidad de energía almacenada, es lo mismo montar 4 baterías de 100 Ah en paralelo o bien solo 2 de 200Ah, debemos tener cuidado cuando montamos más de 4 baterías en paralelo. Los fabricantes no lo aconsejan e invalida la garantía del conjunto de baterías. Por esta razón aunque la capacidad final es la misma, la instalación es diferente. Cierto que el montaje de baterías pequeñas facilita la instalación pues el peso de una batería de 200 Ah puede superar los 50 kilos de peso frente a la mitad de peso de una de 100Ah.

Cuando montamos baterías en serie porque nuestro parque es de 24 voltios o porque instalamos un parque a mayor tensión, podremos montar todas las baterías en serie que necesitemos; no hay problema. Pero en un barco de recreo, lo típico es tener el parque a 12 voltios o a lo sumo en 24 voltios. Y por esta razón es mejor montar menos baterías grandes en vez de muchas pequeñas, evitando conexionar muchas baterías en paralelo. Aunque en la práctica he visto parque de 8 o más baterías de 12 voltios en paralelo, el problema aparece por la posibilidad de que una de ellas falle al quedar por ejemplo un "vaso" cortocircuitado, y entonces esa batería defectuosa absorberá toda la energía del resto del parque, con resultados peligrosos.

 

Un barco de propulsión híbrida con dos cadenas conectadas en paralelo, cada una de ellas de 120 voltios, formado por 10 baterías en serie a cada lado.

 

Los fabricantes de baterías aconsejan un máximo de 4 baterías en paralelo, aunque los hay que no aceptan ningún paralelo para cubrir sus garantías. Si por ejemplo queremos tener un parque de 800 Ah, la solución más adecuada es comprar 4 baterías de 200 en paralelo. Si nuestro parque es de 400 Ah, si que podemos poner 4 baterías de 100 Ah en paralelo o mejor aún 2 de 200 Ah.

A menor número de baterías, menor número de cables a conectar y esto es también una razón importante, no tanto por el trabajo y coste de los cables, sino por la reducción de conexiones y motivos de posibles fallos. Ojo con la longitud de los cables que unen las baterías. En una ocasión tuve que reparar un parque en el que dos baterías estaban conectadas con un cable muy corto. Debido a los continuos movimientos del barco y por tanto de las baterías aunque estas estaban en sus cajas, la conexión se había ido aflojando. Y una conexión floja por la que circulan centenares de amperios es un desastre, pues tiene una importante resistencia y en ese punto de conexión floja el calor será tan grande que llegará a fundir la batería con la consiguiente pérdida de electrolito y riesgo de incendio. Moraleja; Los cables deben ser cortos para minimizar caídas de tensión, pero NUNCA deben quedar tensos. Otra Moraleja; Es muy importante que las baterías estén perfectamente fijadas y no puedan moverse para nada.

 

Baterías y gas hidrógeno

Hay que haberlo vivido… Una batería en mal estado, tragando amperios del cargador o del alternador del motor es una auténtica fábrica de hidrógeno. En estas circunstancias la batería se calienta muchísimo y desprende el explosivo gas, de olor muy desagradable e irritante. Por esta razón las baterías deben estar instaladas en un compartimento que tenga ventilación y en un cajón o contenedor que no permita escapar líquidos, pues en caso de fallo lo que escupe la batería es ácido sulfúrico que al mezclarse con el agua de mar (en una sentina) puede generará compuestos y gases muy perjudiciales (cloro).

Una buena idea es montar baterías selladas, sin mantenimiento, ya que pueden aguantar condiciones de alta temperatura sin desparramar su electrolito. Las baterías selladas recombinan el hidrógenos generado en su interior,  pero no de forma completa, por lo que incluso con las AGM selladas, debemos contar con una ventilación adecuada en la ubicación del parque. Recuerde que incluso las AGM o baterías de Gel de mejor calidad expulsan hidrógeno (y oxigeno) cuando son sobrecargadas y sobrecalentadas. Por ello es importante la calidad del cargador de baterías, aunque sea motivo y objeto de otro artículo. El hidrógeno mezclado en el aire a partir de solo un 4% en su concentración es explosivo. No es ninguna broma…

 

 

La ventilación debe estar en la parte superior de la zona, pues el hidrógeno es el gas más ligero. La convección de aire proporciona una ventilación natural que ayudará a eliminar cualquier exceso de temperatura en el interior del parque de baterías.

 

 

Asesoría Fondear

Si necesita hacer modificaciones, realizar un informe, o recibir asesoramiento para llevar a cabo cualquier reforma, modificación o ampliación de su parque de baterías, puede llamar y aclarar las dudas sobre su instalación.   Telf: 607 99 90 90

 

 

Baterías y sus soportes

Además de bien ventiladas, las baterías deben estar perfectamente sujetas. Es fácil imaginar el peligro al comprobar cómo tras un pantocazo, una batería de 50 kilos sale volando en mitad del barco! Y quizás lo de menos sea el "aterrizaje" sobre el salón o peor aún sobre uno de los tripulantes. Una batería suelta es una causa de cortocircuito que generará una corriente brutal no sólo de esa batería, sino de todas las que están conectadas en el parque.

Recuerdo hace unos años trabajar en el cambio de baterías de un parque de 16 baterías de 100 Ah. Cuando estaba repasando y apretando los últimos bornes, se me cayó la llave fija utilizada y cortocircuitó positivo y negativo. Chispazo explosivo enorme y la llave literalmente se fundió al cabo de 1 segundo!

En muchos parques, las baterías se suelen fijar con una barra que las abraza en su parte superior, generando una presión contra la base del parque. Pero, si utiliza una barra de aluminio como la que se observa en la foto debemos proteger los bornes para evitar circuitos con el metal de la barra. Lo mejor es una barra de plástico polietileno de alta densidad, o fabricada en contrachapado marino debidamente laminada en fibra de vidrio.

Esta solución es muy buena para asegurar las baterías incluso cuando las escora es exagerada o en las fuertes aceleraciones que puede sufrir un casco al navegar con velocidad o mares embravecidos. En la mar los golpes producen muchos "g"s de aceleración y la fijación debería incluso asegurar el mantenimiento de las baterías hasta con vuelco total del barco.

Ojo con las típicas cajas de baterías que encontramos en muchos barcos de serie. Está bien como receptáculo para recoger posibles pérdidas de electrolito, pero sus fijaciones distan mucho de ser las adecuadas. Además normalmente las baterías dentro de estas cajas "bailarán" al son de todas las olas, lo cual puede acabar deteriorando sus carcasas.

Estas dos barras deberían estar aisladas o al menos proteger los bornes de las baterías.

Si se aflojara una barra tendríamos un cortocircuito casi "cantado"

 

Geometría física del parque

Con parques de muchas baterías, debemos tener presente la disipación del calor, además de la ventilación de la que ya hemos hablado. Lo ideal es montar bancadas o filas en un armario debidamente construido y laminado con bandejas de recepción de posibles pérdidas de electrolitos.

Hay que evitar montar superficies de varias filas, y en caso de concentrar muchas baterías en una superficie, debemos dejar al menos medio centímetro entre ellas para que puedan disipar el calor que generan al entregar corriente. En algunos casos se llegan a medir diferencia de temperaturas de más de 15 grados entre las calientes que están en el centro y las perimetrales. Esto es muy inadecuado pues la calientes tendrán una reacción electroquímica más acelerada y trabajarán más que las exteriores lo que conduce a desequilibrios y perdidas de rendimiento por mala ecualización entre ellas.

En casos extremos este fenómeno conocido como "RunAway" hace que las baterías más activas por culpa de la temperatura absorban todo el trabajo de conversión química lo que hace que aumente más su forma de trabajar y la espiral puede acabar muy mal con una explosión de la batería por exceso de temperatura y presión en su interior.

Es interesante tener a mano un termómetro de pistola con el que poder medir la temperatura de estas de forma trivial. El termómetro también se "chivara" si alguna de ellas está en peor estado. En algunas instalaciones en las que el cliente no desea sustituir todas las baterías al ampliar el parque, podemos poner el parque a cargar en profundidad y tras una hora de carga, medir la temperatura de cada de una de ellas para detectar si alguna está notablemente más caliente, indicando un próximo fallo de esta, y por tanto poder anticipar su sustitución.

 

 

Terminales más económicos

En el mercado existen diversos terminales de cobre estañado, para crimpar o soldar el cable que conecta las baterías en serie o en paralelo. En parque de muchas baterías, al final son un montón de ellos y un pequeño presupuesto dedicado solo a terminales.

Si queremos ahorrar un poco de dinero en esta partida, dejamos una idea del todo satisfactoria. Consiste en fabricarlos en cobre, a partir de tubería de fontanería. Basta cortar tiras de 4 o 5 centímetros, y utilizar un tubo de cobre cuyo diámetro interior sea el del cable que vamos a prensar o soldar.

Con un tornillo de banco doblamos la mitad de la tira y con una lijadora o amoladora, redondeamos las esquinas. Solo faltará hacer una perforación con un taladro vertical. En un ratito podemos fabricar por muy poco dinero y poco esfuerzo un montón de ellos.

Es muy buena idea conseguir una prensa hidráulica fijar el cable al terminal. Se puede conseguir nueva en Aliexpres por una pocas decenas de euros y nos valdrá para todo tipo de diámetros y terminales.

 

 

 

Protección al trabajar con baterías

La máxima corriente instantánea entregada por una batería típica de 100 Ah (CCA o Cold Cranking Amperage) es del orden de 500 a 800 amperios. En el caso citado, la corriente de 16 baterías pudo haber subido a más de 10.000 amperios, con una potencia instantánea de 100 KiloWatios! Una auténtica salvajada. Moraleja; Ojo con la herramienta, pues estas se caen de las manos. Mucho mejor si tenemos la llave fija envuelta en goma o cinta aislante para minimizar riesgos. Al trabajar con baterías, debemos estar concentrados para no meter la pata y no debemos llevar collares metálicos o brazaletes en las muñecas; el peligro es muy serio y la apariencia de las baterías muy inofensiva… Debemos llevar gafas de protección, pues en un corto, una batería puede explotar, aunque sea raro, y en este caso lo que explota es una masa de ácido sulfúrico que quemaría nuestros ojos.

 

Este parque de baterías está sujeto por solo una cincha de poliéster. Insuficiente. Mejor montar una barra de sujeción. Además positivo y negativo salen desde la misma primera batería. No es muy grave, pero lo suyo hubiera sido tomar positivo de la primera y negativo de la última.

 

Protección con fusibles y corta-corriente

A la salida del parque, lo primero que debemos tener es a un interruptor general de corte del parque de baterías. Si conectamos más de 2 ó 3 baterías en serie, es muy adecuado montar un fusible de muy alto amperaje antes del conexionado en paralelo, pues la resistencia interna de éstos es minúscula y conseguiremos evitar un problemón en caso de fallo de una de ellas. Naturalmente a la salida del interruptor general y antes de llegar a los "consumos" debemos montar el fusible de protección medido un poco por encima de la máxima corriente que podamos consumir de forma instantánea.

En parques con muchas baterías en paralelo, una topología interesante consiste en la instalación de un magnetotérmico cada grupo de, por ejemplo, 4 baterías. De esta manera si un grupo falla saltará su correspondiente magnetotérmico sin interrumpir el funcionamiento del resto del parque. Esta solución es también muy adecuada para poder efectuar tareas de mantenimiento en el parque sin tener que cortar el funcionamiento del todo el parque de servicios.

 

Mejor una gran batería de 200 Ah que dos de 100 en paralelo.

 

Conexionado de las baterías

Otro punto en donde observo deficiencias en algunos barcos, es en el conexionado de las baterías entre sí. Los terminales y bornes tienen que están perfectamente apretados. Ya hemos comentado el peligro de un borne flojo y el calor que puede llegar a desprender. Por tanto, los cables no deben quedar tensos pero tampoco tiene que sobrar longitud que es muy perjudicial para el rendimiento, pues producen caídas de tensión.

Aunque la resistencia de los cables de conexión es pequeña, existe y se puede medir. Por ello, cuando montamos varias baterías en paralelo, debemos conectar el positivo y negativo generales en los extremos opuestos del conexionado. Si tenemos por ejemplo una fila de 6 baterías en paralelo, y de la primera de ellas tomamos tanto el positivo como el negativo, lo habremos hecho mal. En este mal montaje, la batería del fondo de la fila tiene que atravesar más longitud de cable y por tanto trabajará a una tensión distinta lo cual a la larga conduce a fallos de ecualización entre ellas.

 

 

 

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