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de Telecomunic
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I
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d
u
cc
i
ó
n
L
a
s
comunicacione
s
a escala internacional son de primordial importancia para
el de
s
arrollo de la
s
di
s
tintas esferas de la vida moderna: Internet, transmisión
de dato
s
, televi
s
ión digital, telefonía móvil, telefonía fija y muchos otros
s
ervicio
s
forman parte de este complejo universo.
P
ara que la
s
centrale
s
telefónicas puedan brindar estos servicios, se
requiere de un
s
oporte energético que está dividido en dos sistemas: co-
rriente directa y corriente alterna. El sistema de corriente alterna lo
conforman lo
s
grupo
s
electrógenos y los equipos de climatización. El de
corriente directa lo conforman los rectificadores, convertidores, y las
batería
s
e
s
tacionaria
s
para uso de telecomunicaciones. Cuando ocurre
un fallo en la red comercial, el primer elemento en responder dentro del
s
oporte energético
s
on las baterías estacionarias a fin de garantizar la
continuidad del
s
ervicio.
Con la formación de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba
S
.A. en
el año 1994,
s
e comenzó un proceso de renovación y modernización de la
tecnología exi
s
tente en las centrales telefónicas del país; el soporte
energético no quedó excluido de este proceso. En consecuencia, se
adquirieron batería
s
e
s
tacionarias de diferentes fabricantes. Con el paso
del tiempo toda
s
han ido llegando al final de su vida útil, unas más
rápido que otra
s
,
s
egún la calidad de los fabricantes y el régimen de
explotación a que fueron sometidas.
En telecomunicaciones hay dos tipos de baterías de ácido-plomo
e
s
tacionaria
s
: la
s
reguladas por válvula, y las no reguladas. En este
artículo,
s
e pre
s
entarán algunos de los aspectos fundamentales de las
no regulada
s
, por ejemplo, el voltaje, la densidad del electrolito y el
almacenamiento, el principio de funcionamiento, construcción física,
principale
s
rie
s
go
s
y medidas de precaución en su manipulación.
P
r
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c
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p
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st
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i
a
La batería de ácido-plomo es muy sencilla: consta de dos placas de plo-
mo metálico que
s
e colocan en los lados opuestos de un recipiente de
vidrio que
s
e llena de ácido sulfúrico diluido.
S
i se conecta una fuente de
corriente directa a e
s
tas placas y se dejan que se carguen, en poco
tiempo una de la
s
placas se irá cubriendo de una capa de peróxido de
plomo y
s
e tornará de un color marrón, mientras que la otra placa
mantendrá el color original del plomo. La placa que se ha vuelto de color
marrón e
s
el po
s
itivo de la batería; y la otra, el negativo.
P
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Baterías de
ácido-plomo
utilizadas en las
centrales telefónicas
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ciones de Cub
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S.
A
.
117
S
i conecta una carga eléctrica a los terminales de la batería, circulará
una corriente de
s
de la placa positiva hacia la negativa y la batería sumi-
ni
s
trará potencia al circuito.
El objetivo fundamental en el perfeccionamiento de las baterías es aumen-
tar la
s
uperficie efectiva de las placas a fin de incrementar su capacidad
para u
s
o
s
indu
s
triale
s
y de fuerza motriz.
El método má
s
común para aumentar el área de superficie activa de las
placa, e
s
u
s
ar óxido de plomo pulverizado y amasado para formar una pasta.
E
s
ta pa
s
ta e
s
poro
s
a y permite que el electrolito llene todos los poros, pos-
teriormente
s
e monta en una armazón para mantener una forma física y
conducir la corriente eléctrica a todas las partes del material.
E
s
ta armazón e
s
una rejilla de aleación de plomo y antimonio. La adición
del antimonio al plomo, le da más fuerza física y rigidez para ofrecer una
mayor re
s
i
s
tencia al enmohecimiento por la acción electrolítica con el
ácido.
F
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g
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2
P
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c
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n
a
El otro tipo de armazón consta de una serie de varillas, cada una de ellas
rodeada de un tubo de caucho, plástico o fibra de vidrio perforado, con
el material activo colocado en el espacio anular entre esos tubos o
varilla
s
, e
s
ta
s
e denomina placa tubular y se usa exclusivamente para la
placa po
s
itiva.
F
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118
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i
a
Como
s
e explicó anteriormente en una celda de ácido-plomo sobre las
placa
s
po
s
itiva y negativa actúa electroquímicamente una solución de
ácido
s
ulfúrico (H
2
S
O
4
) diluido en agua (H
2
O). Cuando la batería está
totalmente cargada, el material activo de la placa positiva es peróxido de
plomo (
P
bO
2
), y el material de la placa negativa es plomo esponjoso (
P
b).
Cuando la batería
s
e va descargando, el electrolito (H
2
S
O
4
) se divide en
hidrógeno (H
2
) y en
s
ulfato (
S
O
4
). El hidrógeno se combina con parte del
oxígeno que
s
e forma en la placa positiva para producir agua, la cual re-
duce la cantidad de ácido en el electrolito. El sulfato se combina con el
plomo de amba
s
placa
s
y forma sulfato de plomo .
Cuando
s
e aplica carga, se invierte esa acción y el sulfato de plomo que se
formó en la
s
placa
s
po
s
itivas y negativas, se descompone químicamente y
vuelve a convertir
s
e en peróxido de plomo y plomo esponjoso. La fuerza del
electrolito va en aumento, debido a que el sulfato de las placas se combina
con el hidrógeno del agua y vuelve formar ácido sulfúrico .
La fórmula química que representa este proceso se muestra a conti-
nuación.
D
e
sc
a
r
ga
C
a
r
ga
D
e
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s
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g
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ved
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pe
c
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c
a
—
El valor de la den
s
idad de una celda que está totalmente cargada es
cue
s
tión de di
s
eño y
s
e afecta por muchos factores. Esta densidad debe
s
er
s
uficientemente elevada para que el electrolito contenga una cantidad
s
uficiente de ácido
s
ulfúrico puro y, así, satisfaga los requerimientos
químico
s
.
P
ero
s
i e
s
muy elevada, el contenido de ácido puede actuar
s
obre lo
s
componente
s
de la celda.
La
s
den
s
idade
s
con carga total que más se usan y sus aplicaciones más
repre
s
entativa
s
s
on:
Š
1,275: celda
s
de trabajo o ciclado intenso como montacargas industriales.
Š
1,260:
s
ervicio automotriz.
Š
1,245: alumbrado de carros de pasajeros y arranque de motores grandes.
Š
1,210: para unidade
s
de luz y fuerza para emergencia.
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2
H
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A
.
119
El electrolito de la celda forma parte directa en la reacción química, es
decir, di
s
minuye
s
u den
s
idad conforme se descarga y aumenta hasta su
valor original,
s
egún
s
e va aplicando carga a la misma.
P
or lo tanto, su valor
en cualquier momento determinado es una indicación del estado de
carga, e
s
to
s
e determina comparando la lectura de la densidad (gravedad)
contra el valor para la carga total.
La den
s
idad varía con lo
s
cambios de temperatura. El electrolito se
expande cuando e
s
ta aumenta y se vuelve menos denso, lo cual produce
una lectura má
s
baja de la densidad. Igualmente la densidad también
varía conforme aumenta o disminuye el nivel del electrolito. Cuando se
con
s
ume agua por ga
s
ificación y evaporación, el nivel desciende y la
den
s
idad aumenta. Una vez que se agrega agua, la densidad volverá a su
valor inicial.
E
l
v
o
l
t
a
j
e
El voltaje de una celda es una característica fundamental de los
elemento
s
que la con
s
tituyen. En la práctica, dos metales en un
electrolito conductor producirán cierta cantidad de voltaje. La celda de
ácido-plomo tiene un valor nominal de 2 volts, aunque este valor varía
con la den
s
idad y el hecho de que la celda está sometida a carga o
de
s
carga en e
s
e momento.
Cuando una batería empieza a descargarse, ocurre una disminución del
voltaje a cau
s
a de la re
s
i
s
tencia interna de la batería. Esta caída de voltaje va
aumentando
s
egún aumenta la carga, por lo tanto, el voltaje que produce la
mi
s
ma va di
s
minuyendo. Cuando se tiene un régimen continuo de descarga,
el voltaje va
s
iendo gradualmente menor conforme avanza la descarga hasta
que, cuando la batería e
s
tá ca
s
i agotada, el voltaje cae con rapidez hasta ser
inferior a un valor que carece de efectividad para la aplicación destinada. El
valor que
s
e utiliza bá
s
icamente es de 1,75 V.
Cuando la batería de
s
cargada es sometida nuevamente a una carga, el
voltaje aumenta inmediatamente y el ritmo al que ocurre ese aumento va
en proporción con el régimen de carga hasta que se equilibra o nivela en
un máximo que e
s
cuando está totalmente cargada.
A
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o
P
ara que
s
u almacenamiento sea el adecuado, deben cumplirse una serie
de requi
s
ito
s
indi
s
pen
s
ables:
Š
Debe con
s
ervar
s
e el local en buen estado de limpieza.
Š
Garantizar una apropiada rotación de stocks, basada en que el primer
elemento en entrar e
s
el primero en salir.
Š
En ca
s
o de que lo
s
recipientes deban ser limpiados antes de su
in
s
talación, no utilizar nunca disolventes o abrasivos.
Š
P
ara período
s
de almacenamientos prolongados, llevar un control de
la
s
ten
s
ione
s
a circuito abierto en los siguientes intervalos:
-Almacenaje a 20ºC: a lo
s
6 meses de almacenaje, después cada 3 meses.
-Almacenaje a 30ºC: a lo
s
4 meses de almacenaje, después cada 4 meses.
C
a
p
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c
i
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a
d
La caracterí
s
tica e
s
encial de un elemento o de una batería estacionaria es
s
u capacidad de acumular energía. Esta capacidad se expresa en amperios-
hora
s
(Ah), varía
s
egún la
s
condiciones de utilización —la corriente y la
ten
s
ión de de
s
carga, a
s
í como la temperatura—.
La capacidad a
s
ignada C
rt
, e
s
un valor de referencia fijado por el fabricante,
e
s
válido para un elemento o una batería nueva, a la temperatura de referencia
120
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de 25ºC y con una duración de descarga de t horas hasta alcanzar una tensión
final —ten
s
ión de fin de descarga— U
f.
Valore
s
recomendado
s
de t:
t =
240
h
,
20
h
,
10
h
, 8
h
,
5
h
,
3
h
,
2
h
,
1h
,
0
,
5
h
.
De todo
s
e
s
o
s
valore
s
de C
rt
, puede elegirse un valor declarado como
capacidad nominal C
nom
.
Lo
s
valore
s
má
s
frecuentes de t están situados entre 10 h y 3 h.
P
ara
e
s
to
s
, la ten
s
ión final deberá ser de U
f
= 1,80 V por elemento, salvo en
ca
s
o de un valor diferente recomendado por el fabricante o exigido por el
u
s
uario.
El valor de la corriente de descarga, a la tensión final y a la temperatura
de referencia de 25ºC correspondiente a la capacidad asignada C
rt
, es el
s
iguiente:
1
La capacidad real deberá ser determinada con la descarga de un
elemento o de una batería completamente cargada. El valor obtenido será
empleado para verificar la capacidad asignada C
rt
—o la capacidad nomi-
nal C
nom
—, fijada por el fabricante, o por el control del estado de la
batería, al final de un largo período de servicio.
S
i el resultado de la
mi
s
ma e
s
C
a
³0,8∗
C
rt
, entonces el banco de baterías podrá seguir
operando; de lo contrario, deberá ser sustituido. La fórmula para obtener
el por ciento de capacidad es la siguiente:
%
C=
T
a
x
100
%
2
Ts
T
a - tiempo real de la prueba de descarga al voltaje especificado.
Ts
- tiempo nominal de la prueba de descarga al voltaje especificado.
C - capacidad en % a 25°C.
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s
Lo
s
principale
s
rie
s
go
s
que se pueden correr en la manipulación de las
batería
s
e
s
tacionaria
s
de ácido-plomo son los siguientes:
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s
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o
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c
o
Cualquiera que
s
ea la tensión de cortocircuito, es muy peligrosa porque
produce un arco eléctrico que puede provocar proyecciones de metales
en fu
s
ión e, inclu
s
o, la explosión de la batería, así como la inflamación de
la
s
tapa
s
y lo
s
recipientes de la batería.
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o
El electrolito utilizado en las baterías estacionarias para uso de tele-
comunicacione
s
e
s
una disolución relativamente débil de ácido sulfúrico en
agua pura —de 1,200 a 1,280—. Este electrolito quema la piel, los ojos y la
ropa, principalmente, el algodón y el nylon. Es muy peligroso ingerirlo, en
cierto
s
ca
s
o
s
lo
s
operario
s
tienen que manejar el ácido a 1,400 que es mucho
má
s
corro
s
ivo que el electrolito ya preparado.
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p
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s
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ó
n
La corriente de fin de carga, así como la de flotación, provocan la electrólisis
del agua. E
s
ta electróli
s
i
s
produce oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno es ex-
plo
s
ivo cuando
s
u concentración alcanza el 4 % en el aire. Una chispa, in-
clu
s
o, provocada por una persona que se descarga de su electricidad
e
s
tática, puede oca
s
ionar una explosión. La mayor concentración de hidró-
geno
s
e encuentra en el interior de los elementos y en la proximidad de
s
u
s
tapone
s
o
s
u
s
orificios.
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.
121
S
i el elemento e
s
tá provi
s
to de su tapón antideflagrante, la llama no
ocurre en el interior del elemento y la explosión ocurrirá sólo en el exte-
rior.
S
i el elemento no tiene tapón antideflagrante, la explosión podrá
tener lugar en el interior y habrá riesgo de proyección de trozos de
placa
s
, del recipiente o de electrolito.
En la cercanía de una batería de ácido-plomo es muy importante tomar
la
s
s
iguiente
s
precaucione
s
:
Š
No fumar.
Š
No acercar llama
s
.
Š
No provocar chi
s
pa
s
.
Š
No provocar cortocircuitos.
Š
No andar
s
obre
s
uelo
s
ai
s
lantes de plásticos.
Š
Evitar llevar ropa de fibra
s
intética —carga de electricidad estática—.
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a
:
E
d
.
Ci
em
a
t
,
2006.
Lo
s
a
s
pecto
s
e
s
tudiado
s
en el artículo inciden sobre la vida útil de las
batería
s
e
s
tacionaria
s
. Entre los problemas fundamentales que han
afectado la vida útil de las baterías en los centros telefónicos de
ETEC
S
A
s
e encuentran lo
s
s
iguientes:
Š
Largo
s
período
s
de almacenamientos sin las condiciones requeridas.
Š
Batería
s
abierta
s
in
s
taladas con valores de densidad mucho mayores
que lo
s
permi
s
ible
s
para nuestro clima tropical.
Š
Batería
s
abierta
s
que no utilizan el electrolito recomendado por su
fabricante.
Š
Batería
s
pue
s
ta
s
en marcha a las que no se les aplica la grasa protec-
tora anticorro
s
iva en
s
u
s
conexiones.
Š
Locale
s
con temperatura ambiente mucho mayor que la permisible.
Š
Rectificadore
s
mal programados que aplican con frecuencia cargas de
ecualización
s
in nece
s
idad.
Š
Voltaje
s
de flotación que permanecen mal ajustados durante largos
período
s
de tiempo.
