Baterías Optima, con elementos en espiral
El fabricante Johnson Controls, de origen norteamericano, ofrece su batería Optima de alto rendimiento, que se diferencia de las tradicionales en muchos aspectos, siendo el más significativo, el diseño en espiral de los elementos. Las baterías que todos conocemos tienen sus elementos de forma rectangular. Las Optima son significativamente más caras que las tradicionales selladas de última generación, pero después de más de veinte años de experiencia con ellas, ofrecen ventajas importantes.
Fueron exhibidas en Automechanika Argentina 2008.
Hay tipos de baterías Optima, como la Redtop, que tienen una gran potencia de arranque. Según sus productores, ésta posee una potencia de arranque equivalente a baterías 2 a 3 veces más grandes y pesadas. Asimismo, es muy resistente a las vibraciones, principal causa de fallas en los acumuladores, y su duración equivale al doble que una tradicional. Por otra parte, los acumuladores comunes derraman ácido después de una rotación de 45 grados. Las Optima pueden ser giradas hasta 180 grados sin presentar pérdidas de electrolito. Esto sucede gracias a que son completamente selladas y libres de mantenimiento. Con el tipo Redtop, por ejemplo, se ofrecen 36 meses de garantía cuando se trata de aplicaciones en automóviles y camionetas.
Mayor cantidad de energía
A pesar de que la batería Optima no es más grande que una de automóvil normal, puede proporcionar más corriente que las convencionales. Estos acumuladores tienen celdas enrolladas que no requieren ser reforzadas con antimonio. Es posible utilizar plomo puro. Las placas pueden fabricarse muy finas, con lo que el total de la superficie de plomo es de hecho entre un 50 y un 100 por ciento mayor que en una batería común.
La absorción del ácido (más precisamente del electrolito, una solución de ácido sulfúrico y agua) por un fino separador de microfibra de vidrio, hace posible enrollar las placas muy apretadamente. La precisa cantidad de ácido calculada en los separadores y el material esponjoso de la celda o elemento, fomentan la reacción química.
Gracias a la pureza del material utilizado, no se forma ningún depósito en esta batería y no es necesario, por lo tanto, habilitar ningún espacio para retenerlo. La celda estrechamente enrollada retiene todos los materiales de una manera segura en su sitio.
Las celdas de las baterías pueden ser densamente empaquetadas en su unidad y conectadas mediante robustas conexiones de fundición.
Esto es lo que de una manera simple hace que mejore el rendimiento de la batería y nos podemos preguntar por qué este método no ha sido utilizado anteriormente. Especialmente cuando el inventor de la batería de plomo ácida, el científico francés Planté, utilizó celdas enrolladas en su primer diseño, que data del siglo XIX.
La respuesta es que, técnicamente es muy complicado producir en masa esta tecnología.
Tecnología Spirallcell
Es el punto crucial de la batería que estamos describiendo. Esta tecnología es la solución a un antiguo problema: cómo extraer potencia de arranque masiva a una pequeña batería. El ácido va acotado en una barra de fibra de vidrio, tejida entre placas de plomo puro dentro de una sólida unidad sellada.
Las celdas en espiral de la batería se instalan en una caja de plástico duro y con tapa soldada. Este acumulador está constituido por 30 componentes fuertemente unidos y sin elementos sueltos, débiles o que queden suspendidos y vibren. También incorpora válvulas de seguridad, autosellantes e ignífugas.
El efecto de la resistencia sobre la capacidad de arranque
En teoría, las baterías de arranque comunes deberían dar más energía de la que ofrecen. El problema está en la resistencia interna causada por el diseño de la batería. Esta resistencia impide que los electrones circulen a través del circuito.
Una causa de la resistencia en las baterías convencionales es la distancia entre placas. La reacción química será más rápida si las placas están cerca unas de otras. Otra causa de resistencia es el área limitada de superficie de material activo. Cuanto mayor sea el área de superficie de material activo puro, menor será su resistencia.
En la práctica esto significa que, principalmente a causa de su resistencia interna, una batería convencional produce o almacena una mayor cantidad de energía que la que puede liberar rápidamente. Para entender esto mejor, podemos comparar la batería convencional a una botella y la Optima a un vaso.
El cuello de la botella causa resistencia, no deja salir toda la energía producida en la batería. Por otra parte en el caso del vaso, es decir de la Optima, la resistencia es insignificante. La energía puede fluír desde la batería sin ninguna resistencia.
La apertura de la batería es grande en comparación con el cuello de botella.
Para obtener la misma potencia de arranque de una batería convencional que una Optima, la convencional tendría que ser dos o tres veces más grande, podría decirse que es la resistencia interna de una batería la que determina su tamaño.
Por otra parte la capacidad de arranque en frío de una batería Optima es excepcional. Por ejemplo, a 18 grados bajo cero de temperatura ambiente y sin que su voltaje baje por debajo de 7,2 voltios, la batería Optima 850 tiene una capacidad de arranque de 850 amperios. El fabricante señala que ninguna otra batería de dimensiones semejantes puede acercarse a este resultado.
Los requerimientos
A continuación se detallan algunos de los requisitos que, actualmente, se les pide a las baterías de arranque de los automotores:
- Tienen que producir intensidades altas cada vez que se arranca el motor.
- Deben recuperarse rápidamente después de varios intentos de arranque.
- Deben proporcionar muchos ciclos de arranque.
- Deben trabajar en condiciones tanto de frío como de calor intensos.
- No pueden ser muy grandes o muy pesadas.
- Debe ser posible adaptarlas en espacios reducidos.
- Deben ser resistentes a las vibraciones, impactos y sacudidas.
- Conviene que tras soportar un fuerte golpe no tenga fugas de electrolito.
- Deben ser seguras en el uso y en la carga.
- Deben cubrir los altos consumos de los aparatos electrónicos de los automóviles modernos.
- Deben tener una baja auto descarga, una alta reserva de capacidad y una larga vida media.
- Deben ser fáciles y rápidas de recargar.
- Debe ser posible montarlas en diferentes posiciones.
- Deben preferentemente estar libres de mantenimiento.
Algunas consideraciones
Conviene aclarar que, salvo en algunos modelos, la batería Optima no viene instalada de fábrica en la mayoría de los tipos de automóviles que se producen a través del mundo. Las baterías que podriamos señalar como convencionales, en sus versiones más modernas del tipo completamente selladas y con placas hechas de aleaciones de plata y otros materiales como el calcio, proporcionan muy buen rendimiento y una vida útil considerada como razonable.
Ahora bien, hay muchos casos en que resulta necesario instalar una batería especial como la Optima. Por ejemplo, cuando la cantidad de arranques es muy grande, cuando la unidad posee elementos de muy alto consumo eléctrico; al transitar fuera de la carretera se necesitan componentes muy resistentes; y también al tener que arrancar con temperaturas exteriores muy bajas.
En última instancia, todo se resume al costo-beneficio que puede aportar una batería especial. Evidentemente hay muchos automovilistas que la necesitan de verdad, a juzgar por buenas ventas internacionales de Optima.
Fuente: Revista el Repuesto
