La batería de plomo-ácido lleva años siendo una solución fiable y rentable en el mundo del almacenamiento de energía. Estas baterías se utilizan en todos los sectores, desde el automóvil hasta los sistemas de energía de reserva. Sin embargo, con todas sus ventajas acecha un peligro que plantea problemas de seguridad y rendimiento: el desbordamiento térmico. En este artículo hablaremos del desbordamiento térmico en las baterías de plomo-ácido, por qué se produce y cómo evitarlo.
Definición de embalamiento térmico
Por desbordamiento térmico se entiende un proceso eventual de autorreforzamiento en el que la temperatura de una célula o paquete de baterías aumenta de forma incontrolada debido a múltiples factores internos. Una vez que el calor generado supera la capacidad de disipación térmica, se inicia un círculo vicioso que conduce a una escalada de la temperatura que, finalmente, puede provocar el fallo de la batería, una fuga o incluso una explosión. Una mejor comprensión de sus causas reducirá eficazmente sus riesgos si se conocen.
Causas del embalamiento térmico de las baterías de plomo-ácido
A. Sobrecarga y sus efectos en la temperatura de la batería
La sobrecarga se produce cuando una batería se carga a tensiones superiores a las recomendadas. Aunque la cantidad de carga necesaria para mantener el estado de carga de la batería sigue siendo aceptable, una carga excesiva acumula energía extra en la batería. Esta energía extra da lugar a calor, que instiga un aumento de temperatura en la batería. La química de la batería se vuelve inestable, lo que aumenta su tasa de generación de calor y acaba provocando un desbordamiento térmico. De ahí que los métodos de carga adecuados sean esenciales para evitar llegar a esta situación.
B. Cortocircuitos internos y su contribución al desbordamiento térmico
Los cortocircuitos internos se producen cuando el separador está en peligro entre las placas positiva y negativa de la pila. Puede ser por daños físicos o defectos de fabricación, entre otras causas. En consecuencia, se forma una conexión eléctrica directa entre las placas con un rápido flujo de corriente. Este exceso de corriente favorece una acumulación excesiva de calor, que puede elevarse rápidamente a altas temperaturas que pueden sobrecalentar rápidamente la batería. Los cortocircuitos internos intensifican los riesgos de embalamiento térmico al aumentar la resistencia interna de la batería y las reacciones incontroladas. Las inspecciones y el mantenimiento periódicos de las baterías ayudan a detectarlas a tiempo para rectificarlas antes de que se descontrolen.
C. Secado del electrolito y su efecto en la generación de calor de la batería
El electrolito de una batería de plomo-ácido es un medio importante para el intercambio de iones que permite el funcionamiento de la batería. Sin embargo, el electrolito puede evaporarse lentamente en algunas circunstancias, como las altas temperaturas o el funcionamiento continuado. Los niveles más bajos de electrolito dificultan la disipación eficaz del calor y la consecuencia es que la temperatura interna de la batería aumentará. Este aumento de la temperatura incrementa las reacciones químicas dentro de la batería, lo que provoca un envejecimiento acelerado y, posiblemente, el inicio de un embalamiento térmico que se produce si no se vigila y se mantienen los niveles adecuados de electrolito.
Cómo evitar situaciones que provoquen un escape térmico
En las baterías de plomo-ácido, puede utilizarse una combinación de medidas proactivas para evitar el desbordamiento térmico:
- Control de carga: Respete los voltajes y duraciones de carga recomendados por el fabricante para evitar sobrecargas.
- Inspecciones rutinarias: Compruebe rutinariamente si hay daños físicos en las baterías, pérdida de electrolito o corrosión.
- Vigilancia de la temperatura: Los sistemas de control de la temperatura deben aplicarse para detectar inmediatamente el aumento anormal de las temperaturas.
- Ventilación adecuada: Instale las baterías en zonas bien ventiladas para facilitar la expulsión del calor.
- Mantenimiento: Limpie y mantenga regularmente los terminales y conexiones de la batería para reducir la resistencia y aumentar la generación de calor.
Lo esencial
El embalamiento térmico es una gran amenaza para la seguridad y la vida útil de las baterías de plomo-ácido. Comprendiendo las causas y adoptando medidas preventivas, los usuarios pueden aprovechar plenamente las ventajas que ofrecen las baterías de plomo-ácido minimizando los riesgos asociados a las fugas térmicas. El riesgo potencial que entrañan los fallos catastróficos puede reducirse significativamente mediante un uso, supervisión y mantenimiento adecuados, garantizando así una postura más segura sobre la fiabilidad de las soluciones de almacenamiento de energía.
