Entender el ciclo de vida y los factores que tienen un impacto tanto en el rendimiento como en los fallos de las baterías de ácido plomo es fundamental para diagnosticar con precisión los problemas de la batería. Una vez que se ha averiguado la condición de una batería con un fallo potencial, es posible utilizar esta información para identificar los motivos del fallo. Esto puede ayudar a prevenir otros fallos por los mismos motivos, a la vez que se educa a los usuarios finales con asesoramiento sobre el buen cuidado, uso y mantenimiento de la batería. Para ello, primero debemos entender el ciclo de vida de una batería de plomo ácido antes de analizar los motivos del fallo de la batería.

Fallos relacionados con la temperatura y el desgaste con el uso

1. Aplicación de la batería

Es fundamental que se apliquen la especificación y tecnología de la batería adecuadas en función del tipo de vehículo y los hábitos de conducción. Incluso cuando se aplican correctamente, una batería es un artículo consumible y se deteriorará debido a los efectos del desgaste normal.

2. Desgaste

Durante su funcionamiento, cada vez que la batería complete un ciclo (es decir, se descargue y se vuelva a cargar), una pequeña cantidad de los materiales activos de las placas de la batería se pierden por completo y, por lo tanto, se reduce el rendimiento.

3. Fallo debido a un clima frío

El fallo de la batería debido a un clima frío se debe a bajas temperaturas y al aumento de los requisitos del vehículo para arrancar en frío. Las temperaturas bajas ralentizan la reacción química entre las placas de batería y el electrolito. A 0ºC, una batería cargada por completo pierde alrededor del 30% de su rendimiento de arranque. Por lo tanto, incluso una batería nueva suministraría aproximadamente dos tercios de su rendimiento especificado a esta temperatura.

4. Fallo debido a un clima cálido

En climas cálidos, las temperaturas medias del entorno o bajo el capó de más de 60ºC aceleran la ruptura del material de las placas negativas y aumentan la evaporación del electrolito. Del mismo modo, un aumento de 10ºC en la temperatura de la batería duplica la velocidad de autodescarga de la batería de 0,1 a 0,2 V aproximadamente al mes. Ambos factores reducen considerablemente la vida útil de la batería.

5. Sulfatación de las placas

La sulfatación de las placas forma una parte natural del proceso de descarga y comienza a ocurrir cuando la batería se descarga a un nivel de 12,40 V. La sulfatación se observa como un revestimiento blanco o gris en las placas positivas y un lustre no metálico en las placas negativas. Los síntomas de sulfatación son tiempos de carga de la batería excesivamente largos y el voltaje reducido tras una carga completa.

6. Estratificación del ácido

Normalmente, el ácido sulfúrico de la solución del electrolito está distribuido de forma equitativa en cada una de las celdas. Por ello, toda el área de la superficie de cada placa está en contacto con él y la batería podrá suministrar el máximo amperaje de arranque en frío (CCA) y capacidades disponibles.

En una batería con el electrolito estratificado, el ácido sulfúrico se concentra en la parte inferior de las celdas, lo cual tiene como consecuencia una baja potencia del ácido en el área superior de las celdas. Esto limita el área de activación de las placas, fomenta la corrosión y reduce el rendimiento del área superior de las celdas. Este aumento de la potencia del ácido en el área inferior aumenta de manera artificial el voltaje de la batería, de forma que parece que está completamente cargada, pero suministra un bajo rendimiento del arranque en frío. La estratificación del ácido también se traduce en que las placas del área inferior de las celdas queden considerablemente sulfatadas, lo cual causa el fallo prematuro en la batería.

La estratificación del ácido puede ser el resultado de mantener la batería constantemente a un estado de carga del 80%, conducir distancias cortas mientras se utilizan mucho los consumibles eléctricos, y también es más probable que ocurra en invierno, dado que las temperaturas frías implican que se tarde más tiempo en cargar la batería.

Carga y ciclo profundo

Ciclo profundo

Dado que un ciclo de la batería ocurre entre la fase de carga y descarga, una pequeña cantidad del material de la placa se pierde permanentemente a medida que reacciona con el ácido sulfúrico en el electrolito para producir corriente.

Si una batería de arranque se ve sujeta a una descarga profunda de más del 35% y se carga con rapidez, este proceso de pérdida del material de la placa se acelera y se pierden grandes cantidades de material activo permanentemente, lo cual causa un daño permanente e irreversible. Si la batería no se recarga por completo, también tendrá lugar una corrosión excesiva de la rejilla, lo cual se traduce en un fallo prematuro en la batería.

Incluso después de recargar la batería, el voltaje del circuito abierto (OCV, por sus siglas en inglés) será inferior (menor a 12,40 V), pero si se comprueba la gravedad específica de cada celda, los resultados serán por lo general los mismos.

Este tipo de fallos es común en los taxis, vehículos de reparto y servicio a pasajeros.

Sobrecarga

Las sobrecargas pueden ocurrir si el sistema de carga del vehículo o el alternador están defectuosos, o si se utilizan equipos o procesos de carga indebidos externos al vehículo. En este caso, la batería se podría sobrecalentar y causar la evaporación del electrolito, la ruptura de placas positivas, la reducción del rendimiento de la batería y fallos prematuros.

Entre las señales de sobrecarga se incluyen un fuerte olor a ácido sulfhídrico o huevo podrido, bajos niveles del electrolito y un revestimiento negro en los tapones de cierre de las celdas.

Cargas insuficientes

No cargar las baterías lo suficiente es el caso contrario a las sobrecargas y ocurre si una batería no recibe una carga suficiente para cargarse por completo. Si este problema se deja sin diagnosticar, puede causar una lenta sulfatación de las placas.

Las causas de las cargas insuficientes suelen ser las mismas que las de la sulfatación de las placas; por ejemplo, usar el vehículo de forma ocasional para trayectos cortos o realizar exclusivamente paradas en la ciudad, voltajes reducidos de carga del alternador (13,60 – 13,80 V), correas de transmisión del alternador sueltas y cables desgastados de la batería que tienen una alta resistencia.