Baterías para el sector naval: normativa, dimensionamiento y soluciones Exide
En la entrega anterior de nuestra serie técnica naval analizamos las diferencias entre las baterías. Hoy damos un paso más para abordar la normativa y la aplicación práctica. En este nuevo artículo, profundizamos en los requisitos del convenio SOLAS para el suministro de emergencia, cómo interpretar correctamente la capacidad de una batería y las soluciones específicas que ofrece EXIDE para cumplir con las exigencias de las Sociedades de Clasificación.
Baterías para el sector naval
Índice
1. Introducción
El gran avance tecnológico que han experimentado los buques en las últimas décadas se explica en gran medida por la implementación de un gran número de equipos complejos de comunicación, control y seguridad.
El fallo de suministro eléctrico en este tipo de equipos puede ocasionar graves problemas e incluso poner en peligro la seguridad del buque y de las personas que se encuentran a bordo.
Para evitar estas contingencias, el SOLAS (Capítulo II-1, Parte D: instalaciones eléctricas) estableció que determinados sistemas del buque deben estar alimentados a través de fuentes de alimentación ininterrumpida (SAI).
Mientras la SAI está normalmente alimentada por la red eléctrica del buque todo funciona correctamente, pero cuando se produce un fallo en la alimentación principal las baterías son las encargadas de alimentar a los equipos conectados a la SAI, dando servicio ininterrumpido mientras dure su carga eléctrica.
La DNV establece en (parte 4, capítulo 8, sección 2, artículo 3.1.2.) la duración mínima de servicio de alimentación para los distintos consumidores de buques de carga:
2. Definición y tipología
La batería eléctrica es un dispositivo capaz de convertir la energía química almacenada en corriente eléctrica.
Esta característica hace que las baterías sean un elemento clave en la provisión de suministros de energía esenciales y de emergencia a bordo de los buques.
El principio de funcionamiento está basado esencialmente en un proceso químico reversible llamado oxidación-reducción, en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones).
Teniendo en cuenta la naturaleza electroquímica de las baterías, distinguimos tres familias:
- Baterías de níquel-cadmio.
- Baterías de plomo, de las que a su vez distinguimos dos tipos: abiertas y herméticas.
- Baterías de litio.
Se observa que las baterías de mayor duración, en términos de vida útil, son las baterías de níquel-cadmio, que son al mismo tiempo las baterías más compactas y que mayor tolerancia de temperatura pueden soportar. Sin embargo, este tipo de baterías requieren de una alta frecuencia de mantenimiento y el coste es más elevado que cualquier otra.
En el otro extremo, encontramos las baterías de plomo herméticas, cuya vida es inferior, pero con unos costes de mantenimiento e inversión mucho más reducidos que las de níquel-Cadmio.
Entre estos dos tipos de baterías, encontramos las baterías de plomo abiertas, con el inconveniente de que estas baterías necesitan de requisitos especiales de localización.
Estas baterías han de ser instaladas en locales especiales y dedicados exclusivamente para las baterías, donde se deben tomar medidas especiales de ventilación y de instalación eléctrica.
La sociedad de clasificación naval DNV, establece (Parte 4, Capítulo 8, Sección 2, artículo 9.4), cuales son los requisitos de instalación necesarios para el funcionamiento de este tipo de baterías.
En términos prácticos, los principales tipos de baterías que se utilizan en las SAI marinas son las baterías de plomo herméticas, elegidas en el 95% de las ocasiones.
La explicación es que tienen muy bajo mantenimiento, no necesitan locales especiales para su instalación por la baja emisión de gases, y en la mayoría de los casos se instalan en el interior del armario de la SAI.
3. Capacidad y dimensionamiento
Además del tipo de batería, es importante definir su capacidad en Ah (amperios horas).
En primera instancia, la capacidad da una idea de la intensidad que puede dar la batería durante un determinado período de tiempo hasta llegar a un nivel de tensión considerado como tensión final de descarga.
Normalmente se refiere a 10 horas de descarga (C10) hasta una tensión final por celda de 1,8V, de manera que una batería de 150 Ah es capaz de dar 15 A durante 10 horas para que su tensión por celda baje de 2V a 1,8V.
Ojo, una batería de 150Ah no es capaz de dar 150A en una hora para que su tensión final sea de 1,8 V. La capacidad disminuye conforme aumenta la intensidad demanda a la batería.
4. Gamas según aplicación
Actualmente, en el mercado existen un gran número de baterías teniendo en cuenta las distintas aplicaciones:
- Baterías para el arranque: el arranque de motores y equipos eléctricos exigen un pico de consumo en los primeros segundos de la puesta en marcha. Por esto, este tipo de baterías están diseñadas para suministrar una alta potencia justo en el arranque del motor.
- Baterías estacionarias: baterías preparadas para suministrar altos niveles de potencia de forma constante, ideal para la utilización en SAIs.
- Baterías de tracción: son baterías diseñadas para soportar un alto ciclado, es decir, una gran secuencia de descargas seguidas de las correspondientes recargas.
5. Soluciones EXIDE con tecnología AGM
EXIDE es especialista en la fabricación de baterías y ofrece una gama específica para el sector naval, Exide Marine.
Estas baterías se encuentran especialmente equipadas con tecnología AGM de materiales altamente preparados para entornos marinos y con certificación naval expedida por la clasificadora DNV.
La gama de baterías Exide Marine AGM están equipadas con placas de fibra de vidrio capaces de mantener el electrolito inmovilizado y en contacto constante con el material activo de plomo en las placas.
El diseño AGM ofrece una menor resistencia interna y mayor área de placa, lo que proporciona:
- Mayor potencia de arranque.
- Hasta un 50% de ahorro de tiempo de recarga.
- Apta para montaje lateral. Alta resistencia a las vibraciones y a la inclinación.
- Recombinación interna de gases. Sin restricciones de ubicación.
- Segura y limpia (antiderrame y filtro anti-llamas).
- Libre de mantenimiento.
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