Y también equipos electro-hidráulicos para pasarelas y pistones de aperturas, o en bombas de sentina de gran caudal... Todo a 48 voltios!

Incluso nuevos alternadores para motores, toda una nueva gama de equipos funcionando a 48 volts. Fabricantes de primer orden como Harken, Lewmar, Bamar, Vetus, Quick… todos tienen ya en sus gamas, equipos que funcionan en 48 voltios.

Mercury ya ofrece un fueraborda Verado V-12 con salida de corriente continua a 48 voltios, y por ejemplo, en el Salón Náutico de Annapolis, de los 16 nuevos barcos presentados por distintos fabricantes, 6 de ellos ya llevan el parque de baterías a 48 voltios. Esto es algo más que una simple tendencia.

Aunque los 12 voltios disten mucho de los 48 voltios, todavía puede ser considerada una tensión segura al estar por debajo del rango de los 50 a 60 voltios. Pero es bien cierto que si al tocar cables a 12 voltios es prácticamente imposible sentir nada en nuestros dedos, con 48 voltios el cosquilleo es bien significativo, especialmente si estamos con las manos mojadas o sudorosos.

Según la NFPA, (Standard for Electrical Safety) los 48 voltios son considerados aún una tensión manejable y segura también por la ABYC. Pero esta tensión debe ser “manejada” con mucha mayor precaución que las típicas instalaciones de 12 voltios. Debemos tener presente que las baterías de 48 voltios, sean de ácido (a desaparecer) o las nuevas de litio a 48 voltios tienen una tensión de carga de 56 voltios, lo cual las deja al límite por debajo de los 60 voltios, barrera considerada como límite de la baja tensión.

Un cortocircuito en un parque de litio a 48 voltios puede generar corrientes de miles de amperios, lo cual no es ninguna broma, ya que se puede generar un arco que salte la protección de un fusible o un magnetotérmico.

En barcos "Full Electric" la tensión de 48 voltios es norma, tanto para el equipamiento cómo para los sistemas eléctricos y de energía instalados a bordo.

Ventajas de los 48 voltios

Al subir la tensión, y para una misma potencia, bajan los amperios que circulan por el cable en la misma proporción (Watios= Voltios x Amperios). Por ejemplo en un molinete de ancla de 2.000 watios a 12 voltios tendremos que montar cables que permitan circular a 166 Amperios, mientras que ese mismo molinete en versión 48 voltios necesitará cables por los que circulen solo 42 Amperios. Nada que ver…

Estos cables brutalmente gruesos en parques de baterías de 12 voltios, puede ser sustituidos por secciones muy inferiores.

Además del ahorro de costes en cables y conectores, existe un ahorro importante en el peso del cable instalado a bordo, y es que un barco, puede llegar a embarcar cientos y cientos de metros de cable eléctrico y el ahorro de peso es significativo.

Mayores potencias, mayor rendimiento, menor peso de las instalaciones, menor costo de los cables, y lo más importante; la posibilidad de montar parques sin baterías en paralelo o con menor número de baterías.

Baterías LiFePo4 directamente fabricadas a 48 voltios con sus BMS internos. 

Las ventajas van más allá del cableado. Los motores eléctricos especialmente los que no tiene escobillas, que son también tendencia por su robustez (brushless), aumentan el rendimiento con la tensión, y por tanto, para una misma potencia mecánica, necesitan menos energía eléctrica. A más tensión se pueden fabricar motores de menor consumo y más compactos y ligeros. Y por tanto, en principio más económicos. Todo son ventajas.

En equipos de baja potencia, como es la electrónica, las VHF, la iluminación LED, etc sigue la norma de los 12 voltios, pero para poca potencia es muy fácil instalar en el barco un conversor de tipo DC-DC que baje los 48 voltios del parque a un ramal de 12 voltios, desde el que poder alimentar a los equipos de baja tensión de 12 voltios y poco consumo.

Encima de los reguladores MPPT para los paneles solares (Todo Victron), se han dispuesto conversores "Orion", de tipo DC-DC para trasladar energía, desde las baterías de arranque conectadas a los alternadores de motores, hacia el parque de baterías de Ion-Litio.

¿Por qué no irse a 400 voltios o más?

Los coches eléctricos tiene baterías que llegan a los 800 voltios. Pero en náutica y en ambientes con agua salada… parece una temeridad manejar esas tensiones, a pesar de lo cual nos llegó una noticia sobre un barco de propulsión eléctrica que trabajará a esas tensiones. Se trata de un asunto de seguridad, ya que el agua salada es buena conductora de la electricidad y por tanto mantenerse por debajo de los 60 voltios es una decisión más que juiciosa.

48 voltios, aunque por definición sean tratados como baja tensión, siguen siendo cuatro veces más que los 12 voltios típicos de la mayoría de los barcos actuales. Puedo asegurar que hacer un cortocircuito a 24 voltios en un parque con muchas baterías de ácido plomo montadas en paralelo ya es escandaloso. En una ocasión se me cayó una llave fija contra los bornes de salida de un parque de 24 voltios que tenía numerosas baterías en paralelo a esta tensión, y pegó un chispazo enorme, dejando una parte de la llave simplemente desaparecida por fundición instantánea.

A 48 voltios, y especialmente en químicas de litio en dónde las limitaciones de potencia vienen dadas solo el BMS, el fogonazo puede ser brutal. La química del litio es capaz de suministrar transitorios de potencia mucho más elevados que en parques de ácido-plomo. Es lógico que en náutica, al menos en las condiciones actuales, no se proponga saltar a mayores tensiones, como si ha ocurrido ya en la industria de la automoción. 

 Las nefastas conexiones de baterías en paralelo.

Imaginemos que en nuestro barco queremos tener a 12 voltios una capacidad de energía de 400 Ah (osea 400Ah x 12 Voltios = 4,8 Kwh).  Como el parque de servicios de nuestra embarcación tiene baterías de ácido plomo y de 12 voltios, una solución típica consiste en montar 4 baterías de 100 Ah, conectadas en paralelo.

El problema es que si una de ellas y con el paso del tiempo falla, al comunicase, por ejemplo, un vaso de una de ellas, como están todas en paralelo, las 3 buenas intentarían cargar la batería defectuosa al tener esta una tensión menor. La situación es peligrosa, pues tendremos 3 baterías suministrando mucha potencia a una batería que tiene un vaso cortocircuitado. La estropeada se pondrá a una temperatura de ebullición, y las otras 3 también se calientan al intentar suministrar amperios como locas hacia la mala, al intentar recargar la estropeada. Si estamos en puerto con la toma de puerto, el cargador de baterías se pondrá además a suministrar la máxima potencia que puede, empeorando la situación.

5 o incluso más baterías de ácido-plomo conectadas en paralelo... OJO con este tipo de montajes, pues nos puede acarrear importantes problemas si una de ellas falla (que lo hará con el tiempo...)

El resultado es que las 4 baterías se destruyen en el mejor de los casos, con riesgo de explosión de la estropeada en baterías muy antiguas. Y todo ello ocurriría, aunque tengamos los machetes o desconectadores de las baterías abiertos en posición de “apagado”, pues la conexión del paralelo de las 4 baterías se encuentran antes de estos machetes de corte.

Moraleja: Poner baterías en paralelo tiene sus riesgos… Los fabricantes de baterías lo saben y no admiten hacerlo con más de dos baterías. Aunque se suela hacer el paralelo con incluso muchas más, este esquema será más peligroso cuantas más baterías pongamos en paralelo. De hecho los fabricantes de baterías de plomo anulan las garantías, si estas se conectan en paralelo.

Utilizar fusibles entre ellas, para protegerlas entre sí, no es buena solución, pues estos fusibles tendrían que ser de mucho amperaje, pues el parque ha de poder suministrar potencias altas durante momentos cortos (motores de winches, molinete de ancla, etc…), y en este caso desaparece la protección.

La conexión de baterías de litio en paralelo es otra historia, al estar cada batería protegida por su propio BMS (Batterie Management System).

Pero lo importante que debemos resaltar en estos párrafos, es que la energía de una batería de 48 Voltios y 100 Ah es la misma que la de 4 baterías de 12 voltios y 100 Ah en paralelo. Misma energía, y cero paralelos. A todas las ventajas ya descritas en ahorros de cables y rendimientos, añadimos la de seguridad y por supuesto la "usabilidad", ya que 400 Ah de Plomo solo pueden usarse en una capacidad de solo unos 200 Ah, si no queremos destruirlas a la primera de cambio.

Cambiar el parque a 48 voltios

Está bien. La idea es muy buena..., pero debemos echar una pensada previa. La instalación de nuestro barco ¿está limpia, ordenada y en perfecto estado? Vamos a cambiar alguno de los sistemas de potencia y por tanto, ¿puede ser una buena idea pasar a 48 voltios? ¿El panel de interruptores de nuestro barco acepta trabajar a 48 voltios? ¿Los conectadores y protecciones magneto-térmicas pueden trabajar a 48 voltios o tendremos que cambiarlas?

Pasar nuestro barco a 48 o 24 voltios puede ser una idea excelente si tuviésemos por ejemplo, que cambiar el molinete de ancla estropeado por uno nuevo y nos tocara hacer también cambio de baterías...

Existen opciones intermedias, de las que ya hemos hablado y conocidas como “capas de energía”, que no es más que conservar la instalación actual de 12 voltios y montar una parte de la energía suplementaria, a 24 o a 48 voltios a la que vayamos conectando los nuevos sistemas del barco que trabajen a 48 voltios, sustituyendo por ejemplo,un viejo equipo que hemos decidido actualizar, o para mejorar el equipamiento de nuestro barco, con un inversor o winches eléctrico, aires acondicionados, etc...

48 Voltios: El estándar en viviendas

Este es un potente y nuevo argumento para pasarse a los 48 voltios, pues es la tensión típica que encontraremos en instalaciones solares en las viviendas. Y como el mercado residencial es de varios órdenes de magnitud mayor a de nuestros queridos barcos de recreo, al final los productos diseñados para las casas tiene un precio mucho más barato.

Una idea muy interesante consiste en montar en el barco un equipo Multiplus 48 voltios de Victron, que actuará como cargador de baterías para el parque de LIFePo4, y actuará de Inversor para generar 220 voltios en barco, y también servirá como aislador de los circuitos de barco y tierra. Una maravilla. Pero si vamos a comprar ese mismo equipo en 24 voltios, el precio será exactamente el doble que el de 48 voltios para misma potencia… 

La utilización de un Inversor de red solar dentro del barco (Multiplus u otras marcas Chinas muy válidas…) es  muy interesante, pues nos resolverá las necesidades del cargador para litio (no vale el que tengamos para ácido plomo montado en el barco), además de actuar como inversor para conseguir 220 voltios en el barco sin prácticamente limitación de potencia, entre otras ventajas que explicaremos en otro artículo dedicado en exclusiva a estos equipos.