Dentro de todo equipo electrónico portátil, debe existir una fuente de poder o de alimentación. En gran mayoría de los casos, esta fuente de poder está constituida por un paquete de baterías; en algunos casos recargables en otros baterías comunes o alcalinas.
Este documento pretende orientar a los interesados en el conocimiento de el mantenimiento, carga y reciclado de baterías recargables del tipo Níquel-Cadmio, uno de los tipos más utilizados cuando de paquetes recargables se trata.
Para recargar una batería, es necesario hacer fluir una cantidad de energía a través de ella (Flujo de corriente). Esta cantidad de flujo de energía es lo que llamamos rata de carga, la cual se mide en miliamperios (mA) y de la que depende el tiempo necesario para lograr la carga completa de la batería.
La rata de carga es de vital importancia durante la carga de la batería, pués un exceso de ella pueda dañar , deteriorar o disminuir la vida útil de la batería.
Básicamente existen cuatro métodos o ratas de carga para baterías de Ni-Cd.
En inglés conocida como (Overnight) con este método una batería recargada alcanza su 100% de carga entre 14 a 16 horas. La rata de carga está determinada por la fórmula C/10, donde C corresponde a la capacidad de la batería en miliamperios hora.
Ejemplo: Para cargar una paquete de batería de 600 mAH, la rata de carga para carga normal será de 60 mA, Para una batería de 700 mAH, será de 70 mAH, etc.
Este método de carga es el más usado y además el más seguro, pués las baterías de Ni-Cd pueden permanecer bajo esta rata de carga durante largos períodos; días e inclusive semanas sin sufrir daños.
En inglés (QUICK) . Una batería de Ni-Cd descargada, puede alcanzar su carga máxima en 4 o 6 horas, la rata de carga está determinada por C/3, es decir, la capacidad especificada de la batería dividido por 3.
No es recomendable dejar las baterías a esta rata de carga por más de 6 horas, pués esto puede generar una sobrecarga de la batería.
Muchas baterías de Ni-Cd pueden aceptar este tipo de carga, pero este no es muy recomendable, porque disminuye el tiempo de vida útil de la batería.
En inglés "FAST". Con una carga acelerada se logra el 100% de la carga de la batería en 15 minutos o menos. La rata de carga la determina la fórmula 3C o tres veces la capacidad especificada de la batería. Muchas baterías de Ni-Cd hoy en día aceptan este tipo de carga, sin embargo, ésta
solo debe realizarse utilizando cargadores especializados porque el tiempo de carga es muy crítico para prevenir la sobrecarga y deterioro de la batería.
En inglés (TRICKE o FLOAT). Esta rata de carga proporciona a la batería la energía perdida durante el tiempo en que este sin uso. La rata de carga se define como C/50 (capacidad especificada dividida por 50). Las baterías de Ni-Cd pueden permanecer bajo esta rata de carga durante un tiempo indefinido, sin que estas sufran daños y sosteniendo siempre el 100% de la carga. El uso de esta rata de carga es solo para sostener la carga de la batería, más no para cargarla.
Antes de usar este método, se debe cargar por completo la batería, preferiblemente con carga normal (16 horas).
Nota : Las celdas de batería de Níquel-Cadmio deben cargarse siempre en serie y nunca en paralelo.
La rata de carga de una batería, es en realidad la cantidad de corriente que circulará a través de ella durante el período de carga. Es pués esto que para medirla es necesario abrir el circuito entre el cargador y la batería, para hacer que esta corriente circule por el instrumento de medida (Miliamperímetro), como se ilustra en la siguiente gráfica.
Si el instrumento a utilizar es análogo (de aguja), la polaridad de conexión es importante, asegúrese de que esté correcta.
Nota: Si el instrumento (miliamperímetro), a pesar de estar bien conectado, indica corriente negativa, esto indica que la corriente esta circulando de la batería hacia el cargador y por tanto no se está cargando sino que al contrario se está perdiendo carga. Revise el cargador.
El circuito que se muestra a continuación consiste en un sencillo sistema para la carga de baterías de Níquel-Cadmio que suministra una corriente constante al paquete y que considero de fácil construcción.
3.1 Consideraciones para la construcción :
Resistencia Rs: De esta resistencia depende la rata de carga del sistema, para calcularla utilice la fórmula 1,25 / Corriente deseada en amperios, por ejemplo, para una rata de carga de 60 mA 1,25 / ,060 = 20,83 ohmios ( 1 Amp = 1000 mA).
Con la corriente deseada y el valor de la resistencia Rs calculado podremos conocer la caída de voltaje sobre la resistencia Rs así:
VRs = Corriente deseada X Rs
En nuestro ejemplo:
VRs = 0,060 X 20,83 = 1,25 Voltios
Esto significa que para obtener la corriente deseada del sistema, debemos tener un mínimo voltaje de fuente de:
Vminfte = Voltaje de batería + VRs
Para nuestro ejemplo suponiendo que la batería que queremos cargar es de 4,8 V
Vminfte = 1,25 + 4,8 = 6,05 Voltios
Calculemos ahora la potencia de la resistencia que usaremos:
PRs = VRs X Corriente deseada
PRs = 1,25 X 0,060 = 0,075 vatios
Por tanto una resistencia de ¼ de vatio (0,25 vatios) será más que segura para nuestro sistema.
Si la potencia disipada por la resistencia es superior a la potencia nominal de la resistencia, esta sufrirá calentamiento y probablemente su ruptura.
3.1.1 Selección del transformador :
EL transformador deberá tener un voltaje secundario superior al voltaje mínimo de fuente (Vminfte) que acabamos de calcular. Unos 3 voltios por encima de este valor estará bien. El voltaje primario dependerá de el que disponga en la zona donde se usará el cargador normalmente (110 o 220 voltios).
3.1.2 Rectificador o puente de diodos
:
Debe tenerse en cuenta que la corriente que este soporte sea superior a la corriente de carga. Ejemplo para un cargador con una rata de carga de unos 500 mA yo usaría diodos de 1 Amperio como mínimo por seguridad.
Reciclar una batería recargable consiste en descargarla hasta un voltaje predeterminado con una corriente fija de descarga, tomando el tiempo que este proceso tarde.
No debe descargarse la batería a menos de este voltaje predeterminado (1,1 V por celda), porque esto causaría una inversión de polaridad en la batería o en algunas de sus celdas. En las baterías de Níquel-Cadmio, este voltaje predeterminado es de 1,1 voltios por celda. Ejemplo para una batería de Ni-Cd de 9,6 voltios de 8 celdas, el voltaje será de 8,8 voltios total.
El reciclado de las baterías, no solo permite chequear el correcto funcionamiento de las mismas sino que también es de gran ayuda reciclar periódicamente las baterías para mantener su capacidad al máximo. Este proceso puede eliminar corto circuitos internos en las celdas, y borrar cualquier efecto de memoria que estas puedan haber adquirido.
Es posible reciclar baterías manualmente, pero hay que tener en la cuenta que permanentemente se deben monitorear 3 parámetros, voltaje, corriente y tiempo de descarga, todos ellos son críticos para el correcto aprovechamiento del proceso. Lo mas recomendable es utilizar aparatos automáticos diseñados especialmente para ello.
No siempre que un paquete de batería deja de funcionar correctamente, hay que remplazarlo por completo, por lo general, el problema lo ocasiona una o algunas de sus celdas. Con la ayuda de un voltímetro chequee el voltaje en cada una de las celdas, si alguna de ellas tiene un voltaje inferior a el voltaje predeterminado (1,1 voltios), reemplácela teniendo en la cuenta de usar el mismo tipo de celda y preferiblemente de la misma marca.
