Introducción a la Batería de Plomo-Ácido Regulada por Válvula (VRLA)
Las baterías VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid), conocidas también como baterías de plomo-ácido reguladas por válvula, son una solución avanzada y eficiente en el mundo de las baterías recargables. Estas baterías se caracterizan por estar selladas o reguladas por una válvula y presentan una serie de ventajas en comparación con los tipos tradicionales de baterías de plomo-ácido. En este artículo, exploraremos las características, tipos y el funcionamiento químico de las baterías VRLA.
Características de las Baterías VRLA
Las baterías VRLA se destacan por su baja impedancia interna, lo que les permite entregar una alta potencia. Son conocidas por su larga vida útil y su capacidad para ser profundamente descargadas, ofreciendo un grado de descarga de hasta el 80% en comparación con el 50% de las baterías inundadas. Además, estas baterías tienen tapones de goma que sellan cada celda, los cuales pueden abrirse en caso de una gasificación excesiva, liberando la presión interna y evitando daños.
El diseño de las baterías VRLA es más ligero que las baterías de plomo-ácido inundadas, con una baja autodescarga y la capacidad de cargarse hasta cinco veces más rápido que las inundadas, aunque tienen una densidad de energía relativamente baja.
Tipos de Baterías VRLA
Mata de Vidrio Absorbente (AGM)
Las baterías AGM (Absorbent Glass Mat) son un tipo de batería VRLA que cuenta con canales de gas pequeños en el electrolito. Estas baterías utilizan una malla de fibra de vidrio entre las placas de la batería para contener el electrolito y separar las placas. Una característica importante es su ciclo cerrado de oxígeno (COC), que reduce significativamente la pérdida de agua. Las baterías AGM son resistentes a la autodescarga y funcionan bien en una amplia gama de temperaturas.
Batería de Gel
Las baterías de gel son otro tipo de batería VRLA que utilizan un electrolito gelificado. Estas baterías reducen la evaporación y el derrame del electrolito, comunes en las baterías de celda húmeda, y son más resistentes a los golpes y vibraciones. Químicamente son similares a las baterías húmedas, pero el antimonio en las placas de plomo es reemplazado por calcio, permitiendo la recombinación de gases. El ácido sulfúrico se mezcla con sílice coloidal, formando una masa gelatinosa e inmóvil.
Química y Funcionamiento de las Baterías de Plomo-Ácido
El principio de funcionamiento de las baterías de plomo-ácido se basa en los procesos químicos que ocurren durante la carga y descarga. Durante la descarga, en el ánodo ocurre la reacción Pb + SO42- → PbSO4 + 2e–, donde el plomo se oxida con el electrolito para formar sulfato de plomo, liberando dos electrones. En el cátodo, se forma sulfato de plomo a través de otra reacción, consumiendo ácido sulfúrico en el proceso.
Durante la carga, los procesos ocurren en la dirección opuesta, regenerando el plomo y el óxido de plomo. La sobrecarga produce gases de oxígeno e hidrógeno por electrólisis del agua, que pueden recombinarse en baterías selladas. El voltaje total de la reacción redox es E0 = 1.68V – (-0.36V) = 2.04V.
Conclusión
Las baterías VRLA representan una tecnología avanzada en el campo de las baterías recargables, ofreciendo ventajas significativas en términos de rendimiento, seguridad y mantenimiento. Ya sea en la versión AGM o de gel, estas baterías son ideales para una variedad de aplicaciones que requieren fiabilidad, eficiencia y longevidad.
