Mercado en Costa Rica
La mayor parte de las baterías y acumuladores que se utilizan en el país son importadas, en la figura que se muestra de lado derecho se presenta la adquisición de estas durante el periodo que abarca desde el año 2010 hasta el 2018 en donde se observa que la mayor parte de las compras que se realizan son de acumuladores de energía teniendo un mayor crecimiento en los últimos cuatro años.
Los datos de las importaciones de estos dispositivos se pueden consultar en la página del Ministerio de Hacienda, La cual se puede acceder haciendo clic sobre el enlace.
Países de donde se importaban baterías en 2010
Las importaciones de baterías hacia Costa Rica se realizan desde diferentes países alrededor del mundo, entre los principales países importadores en el 2010 como se muestra en la figura al lado izquierdo se encuentran Estados Unidos, México, China y Tailandia, donde este ultimo poseía la mayor cantidad de importaciones hacia el país.
Sin embargo, si se observa la figura al lado derecho, en el 2018, el rumbo de las importaciones tuvo un giro, en donde se puede observar que el mayor importador es China, seguido por Estados Unidos, México y Panamá. Estos mercados son los que se encuentran actualmente en auge en términos de baterías.
Países de donde se importaban baterías en 2018
Países de donde se importaban acumuladores en 2010
Por su parte, las importaciones de acumuladores hacia Costa Rica, también se realizan desde diferentes países alrededor del mundo, en donde se puede observar en la figura al lado izquierdo que en 2010, los principales países de donde se importaban estos dispositivos se encuentran México en mayor medida, Indonesia y China.
Mientras que para el 2018, como se presenta en la figura al lado derecho, las principales importaciones que se realizaron fueron desde México, Estados Unidos y China, manteniéndose en mayor medida la tendencia observada desde el 2010.
Países de donde se importaban baterías en 2018
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Pruebas en baterías
Dependiendo de la construcción y el uso que se le dé a la batería, estas tienen un rango de vida útil que va desde unos pocos años hasta diez años o más, entre los principales motivos del envejecimiento y fallo de las baterías se encuentran :
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Sulfatación: cuando una batería se descarga, la masa activa de las placas positivas y negativas se transforma en pequeños cristales de sulfato, los cuales, si estas se dejan descargadas, tienden a crecer y endurecerse formando una capa impenetrable que no puede convertirse en material activo, produciendo con esto un decrecimiento en la capacidad de la batería hasta el punto en que esta deja de funcionar.
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Corrosión de placa positiva: esto tiene lugar mientras la batería se recarga, especialmente en el ciclo de carga cuando el voltaje de la batería es alto, es un proceso lento pero continuo, la oxidación incrementa la resistencia interna de la batería provocando con esto la desintegración de las placas positivas.
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Desmenuzado del material activo: este fenómeno ocurre principalmente cuando la batería se somete a ciclos de carga y descarga intensivos, el efecto de la transformación química repetitiva del material activo sobre las placas tiende a reducir la cohesión de forma que el material activo cae de las placas depositando al fondo del dispositivo.
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Condiciones de operación: la temperatura a la que están sometidas y la velocidad de carga y descarga son un factor que influye de gran forma en el envejecimiento de las baterías, de forma tal, que las altas temperaturas y las velocidades altas de carga aceleran el envejecimiento de estas.
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Carbonatación: esta es causada por la absorción de dióxido de carbono en el aire por el electrolito, es un fenómeno que se da de forma gradual y es reversible.
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Efectos de flotación:es la pérdida de capacidad en la batería debido a largos periodos de flotación sin ciclos, esto puede causar fallos catastróficos en la carga soportada, sin embargo, los efectos de flotación son reversibles descargando la batería a cero entre uno o dos veces.
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Envenenamiento por hierro de placas positivas:este es causado por la corrosión en las placas y es un fenómeno irreversible.
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Cortos suaves y duros: estos cortos ocurren por varias razones, los cortos duros normalmente son causados por pedazos de pasta empujada por la corriente produciendo un corto en la placa adyacente (polaridad opuesta), los cortos suaves por su parte, son causados por descargas profundas, esto fallos producen que baje la impedancia y que el voltaje de flotación baje ligeramente.
Debido a estos problemas existen diferentes pruebas que se pueden realizar en una batería para determinar su calidad y su estado, con el fin de poder tomar acciones correctivas o preventivas para las mismas y con esto evitar posibles daños o mal funcionamiento en equipos o aplicaciones en las que se usen estos dispositivos.
Antes de realizar cualquier tipo de prueba en una batería, se debe inspeccionar el dispositivo para identificar defectos visuales como abultamientos, corrosión en las conexiones, humedad en la superficie, nivel de electrolito bajo, entre otros. Una vez realizada la inspección visual se puede proceder a realizar las pruebas que se muestran a continuación, estas se realizarán en periodos establecidos por las normas IEEE pertinentes a cada tipo de batería, en donde puede ir desde pruebas mensuales hasta anuales.
Prueba de
Capacidad
La prueba de capacidad es la única manera de obtener un valor preciso de la capacidad actual de la batería, si esta se utiliza regularmente, puede servir para comprobar la salud de la batería y estimar la vida útil restante de esta. Cada batería posee una tabla con la corriente de descarga para un tiempo específico hasta un final específico de voltaje de descarga.
Durante la prueba lo que se realiza es medir cuánta capacidad (corriente por tiempo en Ah) la batería puede suministrar antes de que el voltaje terminal baje al final del voltaje de descarga por número de celdas. En esta prueba la corriente debería mantenerse constante, además de que se recomienda utilizar un tiempo de prueba que sea aproximadamente el mismo que el ciclo de servicio de la batería.
Prueba de
Carga anormal
Esta se lleva a cabo al medir la tolerancia de la batería al momento de ejercer una tasa de sobrecarga de corriente sobre la misma en un tiempo determinado.
Prueba de
Resistencia de aislamiento
Esta prueba se somete un celda a una resistencia entre la terminal de cada batería y el metal accesible de todas las baterías, esta medición debe corresponder a un valor mayor que la resistencia mínima especificada
Prueba de
Impedancia
Esta es una prueba óhmica interna, es decir, mide la resistencia de la batería en términos de corriente alterna. Esta prueba muestra la condición de la pila sin dañarla o someterla a esfuerzos de ninguna clase ya que con esta se está probando la condición de todo el paso eléctrico de la batería de placa de terminal a placa de terminal. La prueba de impedancia puede encontrar debilidades en celdas y conectores de una forma fácil y confiable.
La impedancia se determina aplicando una corriente de señal alterna en las placas de terminal, midiendo la caída de tensión a lo largo de la celda o del conector entre celdas y calculando la impedancia utilizando la ley de Ohm. En la práctica no solo se mide la caída de voltaje, sino que también la corriente, la cual se mide por medio otras corrientes CA en la batería que son aditivas.
Prueba de
Cortocircuito externo
Para esta prueba se requiere conectar de manera externa el cátodo y el ánodo, de forma que se haga pasar una corriente máxima, de manera que se mida la capacidad de resistir a este flujo.
Prueba de
Descarga forzada
Para la misma se estudia el comportamiento de una batería que es descargada al encontrarse en serie con otras baterías similares, que sí se encuentran cargadas, de este modo se analiza la resistencia a la serie desequilibrada que se forma.
Prueba de
Temperatura
La temperatura es el factor de mayor incidencia que acorta la vida util de las mismas, se conoce que las bajas temperaturas reducen las reacciones químicas internas en cualquier batería y por ende reducen su rendimiento, por otro lado, las altas temperaturas pueden arruinar las baterías. Aplicando las conclusiones de Arrhenius sobre las reacciones químicas,se tiene que por cada 10℃ de incremento en la temperatura de la batería esta reduce su vida útil a la mitad y por ende debe empezar a tratarse.
Las temperaturas incrementadas causan corrosión en las rejillas positivas de forma más rápida, lo cual trae consigo otro tipo de fallos, una vez que las rejillas positivas se corroen, estas no se pueden volver a recuperar. La corrosión de estas rejillas ocurre a cualquier temperatura, sin embargo, la velocidad de la corrosión se va a ver influenciada de gran manera por la temperatura, por ende, se debe controlar lo mejor posible, la temperatura a la que están expuestas las baterías en la red.
Prueba de
Carga inversa
Lo que se busca es analizar el comportamiento de una batería al ser cargada con una corriente de polaridad inversa por una hora. La misma debe ser realizada bajo los parámetros de IEC 62133, UL Subject 2271 y UL Tema 2580
Prueba de
Evaluación de seguridad
Este test identifica riesgos, por lo tanto se deben verificar sistemas de ventilación, sistemas de presión, buen funcionamiento de equipo de seguridad, una adecuado sistema de control de incendios, así como pruebas a los sistemas de control de temperatura.