Optimising the Solution

La batería recargable de plomo-ácido se usa principalmente en los automóviles. En una pila de plomo-ácido cargada al máximo, el electrólito es una solución de agua y ácido sul- fúrico. Alrededor del 27% del volumen total es ácido. El ma- terial activo en las placas positivas (de color rojo), es peróxido de piorno y el material activo en las placas negativas

(de color gris), piorno puro en forma esponjosa.

La pila de plomo-ácido tiene un voltaje en circuito abierto un poco mayor a dos volts. En la batería de automóvil típica se conectan seis pilas o elementos en serie para producir un voltaje total de 12 volts (Fig. 16-10).

Acción química. Cuando se descarga una pila de plomo-

ácido, una parte del ácido dentro del electrólito lo abandona. El ácido se combina con el material activo de las placas (Fig. 16-11). Esta acción química transforma los materiales de am- bas placas en suifato de piorno. Cuando la pila se está car- gando, ocurre el proceso inverso. En este caso el ácido que fue absorbido por las placas regresa al electrólito. Como con- secuencia, los materiales activos de las placas se transforman en el peróxido de plomo y plomo originales.

Fig. 16-10. Elementos principales de una

batería de plomo-ácido de automóvil

(Delco-Remy División of General Motors Corporation).

El hidrómetro. El hidrómetro (Fig. 16-12) es un dispositivo

que se emplea para medir la densidad o peso específico rela- tivo del electrólito en una pila de plomo-ácido. La densidad o peso específico relativo de un líquido es su peso espe-

Fig. 16-11. Procesos químicos en una

pila de plomo-ácido: (A) m o m e n t o de descarga; (B) m o m e n t o de carga. SEPARADOR D t HULE M I C R O P O R O S O T A P Ó N C O N AGUJERO DE RESPIRACIÓN NIVEL DE LLENADO VISIBLE C O N E C T O R DEL ELEMENTO PROTEGIDO

CUBIERTA DEL ELEMENTO BORNE CAJA DE EBONITA C Á M A R A DE SEDIMENTOS PLACA L A M I N A DE C O N T A C T O S DE LAS PLACAS PUENTE P L O M O ESPONJOSO T R A N S F O R M Á N D O S E EN SULFATO DE P L O M O CARGA DE LA BATERÍA EL Á C I D O VA H A C I A LAS PLACAS EL ELECTROLITO SE DILUYE M O M E N T O DE DESCARGA A EL PERÓXIDO DE P L O M O T R A N S F O R M Á N D O S E EN SULFATO DE P L O M O EL SULFATO DE P L O M O T R A N S F O R M Á N D O S E EN P L O M O ESPONJOSO EL SULFATO DE P L O M O T R A N S F O R M Á N D O S E EN PERÓXIDO DE P L O M O EL Á C I D O A B A N D O N A LAS PLACAS C A R G A D O R M O M E N T O DE CARGA B EL ELECTROLITO REGRESA A SU INTENSIDAD NORMAL

FiG. 16-12. Hidrómetro que se emplea para probar el ácido de batería (ESB Brands, Inc.).

cíf ico o densidad comparado con el respectivo de un volumen igual de agua pura. Puesto que el ácido sulfúrico es más pe- sado que el agua, la densidad relativa del electrólito en una pila de plomo-ácido disminuye cuando se descarga. Por tanto, midiendo la densidad relativa del electrólito, puede determi- narse el estado de carga de una pila de plomo-ácido.

Una muestra del electrólito se obtiene oprimiendo la peri- lla de hule del hidrómetro mientras el extremo del mismo está en el electrólito. Al dejar de oprimir en forma lenta la perilla, el electrólito subirá por el tubo de vidrio. El flotador en el hidrómetro ascenderá entonces dentro del electrólito a un nivel que depende de la densidad relativa de este último. Una vez estabilizado el flotador, la densidad relativa se lee en la marca del flotador que está al nivel del electrólito (Fig. 16-13). Cada uno de los elementos de la batería debe pro- barse. Puesto que los elementos están conectados en serie, cualquier elemento que esté defectuoso provocará que tam- bién lo esté toda la batería.

La densidad relativa del electrólito dentro de una batería de automóvil cargada al máximo es alrededor de 1.280. Según se va descargando la pila o elemento, su densidad relativa disminuye en forma gradual hasta aproximadamente 1.130. En este punto, se considera que el elemento está totalmente descargado.

Fig. 16-13. Lectura de la escala de un hi­ drómetro cuando una batería está car­ gada completamente y cuando está des­ cargada.

DESCARGADA Especificación. La capacidad nominal de una batería de

plomo-ácido casi siempre se da en amperes-horas (Ah) para un periodo de descarga específico. El sistema de especifica- ciones más empleado se basa en la tasa de 20 horas de la So- ciety of Automotive Engineers (SAE). Esto significa que una

CARGADA ELECTRÓLITO LECTURA DE 1.280 ESCALA DE DENSIDAD RELATIVA LECTURA DE 1.130 FLOTADOR TUBO DE VIDRIO

PRECAUCIÓN: El ácido sulfúrico que se utiliza en una batería es un compuesto químico altamente corrosivo y puede producir serias quemaduras. Cuando emplee un hidrómetro, evite que el electrólito caiga sobre su piel o ropa. En caso de contacto, lave inmediatamente el área afectada con abundante agua y jabón.

batería nueva especificada en 100 ampere-horas debe entre- gar en forma continua 5 amperes de corriente durante 20 ho- ras y mantener al menos 1.75 volts en cada elemento de la ba- tería.

Batería cargada seca. La mayor parte de las baterías de plomo-ácido las proporciona el fabricante como baterías car- gadas secas. Las placas de una batería de este tipo se parecen a las de una batería cargada al máximo. Es decir, una de las placas es de plomo y la otra de peróxido de plomo. Para utili- zar la batería, se añade a cada elemento ácido sulfúrico con una densidad relativa apropiada. De esta manera, la batería queda lista para usarse.