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Todo sobre las Baterías

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Todo sobre las Baterías

Mensaje por Grontar el Lun Ago 04, 2014 9:38 pm

INTRODUCCIÓN

Las AEGs, como ya se sabe, están propulsadas por un motor eléctrico alimentado por baterías. Éstas forman una parte crítica e importantísima, ya que son las encargadas de suministrar la energía eléctrica necesaria para el movimiento mecánico de los engranajes, que al final son los que mueven el pistón, para crear la corriente de aire necesaria para impulsar la bola que se dispara.
Un fallo de suministro de energía al motor puede ser fatal si nos coincide en mitad de una partida así pues hay que conocer las diferentes razones que puedan provocar esas descargas como por ejemplo, por descarga de las baterías (el arma produce un sonido característico cuando pierde fuerza en la expulsión del aire), porque no se haya respetado el ciclo de carga y descarga, porque no se haya cargado durante el suficiente tiempo la batería, o porque ésta tenga efecto memoria...

CONCEPTOS GENERALES

Los conceptos más empleados cuando hablamos de baterías son:
Voltaje: la unidad de medida de la batería es el Voltio, cuyo símbolo es la "V". En realidad se trata de una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito que produce la circulación de los electrones en forma de corriente eléctrica (guaaau), es decir, imagínate una cascada de agua, la altura de la misma sería el voltaje y el agua que cae debido a esa altura (o diferencia de potencial) desde el lado superior o parte + hasta el lado inferior o parte - es la corriente eléctrica.
Intensidad: la unidad de medida de la corriente es el Amperio o Ampere, y se define como la cantidad de electricidad (electrones) que pasa por la sección de un conductor por segundo. Volviendo de nuevo al ejemplo anterior de la cascada, la intensidad es la cantidad de agua que pasa por un determinado punto en un determinado instante.
Capacidad: la capacidad de carga de la batería se mide entonces por la intensidad entre unidad de tiempo. Se usan los miliamperios por hora, mAh, o los amperios-hora, AH, en baterías de mayor capacidad (coches o camiones por ejemplo). Un elemento de 2000mAh ó 2 AH puede estar 1 hora suministrando 2 Amperios, ó 2 horas suministrando 1 Amperio, y así sucesivamente.
Otro ejemplo práctico para comprender estos términos es el clásico de la botella, de forma que si nos imaginaros una botella, donde la capacidad es de 1600 ml ó 2000 ml (correspondiendo los ml a al amperaje de nuestra batería) y que tiene un cuello que es capaz de desalojar 8,4 ó 9,6 mL (haciendo referencia a su voltaje) a la vez, sería pues su capacidad de desalojar el contenido que en nuestro caso se trata de trasmitir energía cada vez que apretamos el gatillo.

Efecto Memoria

El "efecto memoria" se produce en las baterías Ni-Cd (Níquel-Cadmio) y ocurre al recargar una batería que no se ha agotado completamente. Si una batería de Ni-Cd que se ha gastado hasta el 20% de su capacidad, se recarga, su capacidad se reduce a un 80% del valor inicial por el "efecto memoria". Esto se debe a que si se recarga antes de la descarga "casi" completa, los cristales de Níquel y Cadmio se acumulan y crecen, lo que termina por romper el separador aislante y producir altos niveles de autodescarga o un cortocircuito.

¿Cómo solucionarlo?

Para evitar el efecto memoria no es necesario recargar siempre con las baterías descargadas sino que se descargue completamente cada semana o mes según el uso. Hay cargadores que utilizan un tipo de carga que alterna períodos de carga y descarga con lo que se consigue romper los cristales y reducir el efecto memoria en las Ni-Cd.
Polarización inversa

La polarización inversa aparece cuando se sobredescarga una batería. Por ejemplo en un pack compuesto por 8 unidades de 1.2V (9.6V) no se debe descargar a menos de 1.1V por celda es decir, 8.8V porque se produciría polarización inversa. Por otro lado si fuese una celda única y no un pack sí que se podría descargar a menos de 1.1 Voltios.
Si se produce polarización inversa, el gas de hidrógeno se extiende desde el electrodo positivo al negativo y el gas de oxígeno hace lo mismo desde el electrodo negativo, deteriorando la batería.
Delta-Peak o Delta de Voltaje

Consiste en que el cargador detecta cuando la batería está totalmente cargada debido a un descenso del voltaje y otros factores, desconectando la carga rápida y pasando a sistema de goteo (trickle). Este descenso de voltaje varía entre las de Ni-Cd y las NiMH, siendo en las NiMH mucho menor. Si el cargador con "Delta-Peak" fuese válido sólo para Ni-Cd, no detectaría el "Delta-peak" con baterías de NiMH, sobrecargándolas. 
TIPOS DE BATERÍAS 
Los tipos más usados en nuestro hobby son las Ni-Cd (niquel-cadmio), las Ni-Mh (niquel-metal hidruro) y las Li-Po (litio-polímero) de las cuales comentaremos lo siguiente:

Baterías Ni-Cd 

Las baterías de Ni-Cd (Níquel-Cadmio) constan de dos polos, un polo positivo con hidróxido de níquel y uno negativo de hidróxido de cadmio. A lo largo de la vida de la batería, su capacidad máxima va disminuyendo debido al efecto memoria.
La tensión nominal de las baterías de Ni-Cd es de 1.2V, pero totalmente cargadas ofertan una voltaje de 1.4 V durante un corto período de tiempo. Se consideran totalmente descargadas cuando su voltaje es inferior a 1.1V por celda.El voltaje de las baterías de Ni-Cd tiende a caer de golpe, quedando descargadas de un momento para otro después de un período considerable de utilización.
La vida de las baterías de Ni-Cd es de más o menos 1000 ciclos de carga y debido a su pequeña resistencia interna (100-200 mOhm) tiene una gran alta tasa de descarga (Más que las de NiMH), lo que la hace ideal para las aplicaciones requeridas en las AEGs. Una batería de Ni-Cd recién cargada puede perder cerca del 10% de su energía en las primeras 24 horas, disminuyendo posteriormente a una tasa de 1% a 3% por día. Después de unos días ésta tasa va disminuyendo hasta llegar a ser mínima. Debido a esto una batería de Ni-Cd cargada no estará descargada antes de 3 meses como mínimo en condiciones normales de 20º de temperatura.
Las baterías de Ni-Cd no se deben cargar más de 1 vez al día ya que, se calientan al cargarse o al usarlas y no se deberían de volver a cargar hasta que se enfriasen a temperatura ambiente (Nunca enfriarlas en el congelador ni nada artificial).
Ventajas: Baratas, buena capacidad y autonomía, gran vida útil, alta descarga debido a su pequeña resistencia interna y que tienen un tiempo menor de carga que otras baterías recargables.
Inconvenientes: Son contaminantes, tienen efecto memoria, pierden un 10% de carga las primeras 24 horas, se autodescargan y no se pueden cargar varias veces al día.
Precauciones Ni-Cd
• Para almacenar sin uso las baterías Ni-Cd, es recomendable que estén descargadas, ya que aunque existe tasa de autodescarga, ésta se va decrementando con el tiempo hasta hacerse prácticamente despreciable.
• Se han de cargar solamente el tiempo necesario, un exceso de carga puede ser más perjudicial que el efecto memoria.
• No se debe descargar la batería a menos 0,9 Voltios (por elemento) ya podrían dañarla. Esto se llama descarga profunda.
• Desechar las baterías en lugares habilitados para ello ya que son muy contaminantes.
• Es aconsejable al menos cada mes realizar una descarga y una carga completa
Baterías NiMH 

Las baterías de níquel metal hidruro (NiMH) son algo más caras que las de Ni-Cd por los metales que se usan para fabricarlas,no poseen apenas efecto memoria y se caracterizan por su elevada densidad de energía por volumen y peso (30 % más que las de Ni-Cd a igualdad de tamaño y peso).
La tensión nominal de las baterías de NiMH es de 1.2V, pero totalmente cargadas ofertan voltajes de 1.4 V durante un corto período de tiempo. Se consideran totalmente descargadas cuando su voltaje es inferior a 1.1V por celda.
En cuanto a la vida de éstas, es inferior a las de Ni-Cd, más o menos entre los 400 y 600 ciclos de carga.
La baja resistencia interna de estas baterías permite altos índices de carga. Actualmente es habitual cargarlas en tasas de 3 a 5 Amperios, pero se están probando cargarlas a más de 9 Amperios con buen resultado. Este tipo de baterías se pueden cargar varias veces al día. De hecho los fabricantes indican que se pueden cargar 3 veces al día, siendo la segunda y tercera carga mejor porque ésta tendrá más autonomía una vez cargada. Eso sí, entre carga y descarga, hay que dejar enfriar las baterías a temperatura ambiente.
Se trata de una tecnología no especialmente adaptada para la carga permanente ya que el NiMH es electroquímicamente más susceptible a la sobrecarga que el Ni-Cd.
Padecen una alta autodescarga (2% a 8% día), siendo su tasa mucho mayor que las de Ni-Cd debido a los átomos de Hidrógeno en fuga.
Las NiMH precisan de un cargador especial para baterías NiMH, "no sirven" (sí sirven, pero con precauciones) los de Ni-Cd, hay cargadores mixtos que sirven para los 2 tipos de baterías pero debe indicarlo expresamente. En las Ni-MH si se llevan más de 1 mes sin usar, en la primera carga-descarga no dan todas sus prestaciones.
Ventajas: Tienen más densidad de energía que las de Ni-Cd por lo que a igual capacidad pesan menos y tienen menos volumen, no son contaminantes, el efecto memoria es depreciable, se pueden recargar varias veces al día y tienen posibilidad de cargarse a altas tasas de amperaje.
Inconvenientes: Menos durabilidad de ciclos que las de Ni-Cd, muy propensas a las sobrecargas, necesita más tiempo de carga que una de Ni-Cd y no ofertan una tasa de descarga tan grande como Ni-Cd
Recomendaciones
• Para almacenar sin uso las baterías NiMH, es recomendable que se almacenen con un 40% ó 50% de carga.
• No descargar nunca, por debajo de 0,9 Voltios por batería.
• Aunque no padece el efecto memoria, es aconsejable no iniciar un proceso de carga antes de que haya perdido un 50% de su capacidad. De vez en cuando, es aconsejable que se descargue completamente antes de ponerlo a recargar (Al menos cada 3 meses).
Baterías Li-Po
Las recomendaciones para su manipulación a fin de evitar cualquier peligro son:
1. Emplee sólo cargadores específicos para baterías de Polímero de Litio (LiPo). En caso
contrario puede provocar un incendio que derive en daños personales y/o materiales.
2. Nunca cargue las baterías LiPo sin estar presente. Siempre debe vigilar el proceso
para poder reaccionar ante cualquier problema que se pudiese plantear.
3. Si en cualquier momento observa que una batería Lipo se hincha o derrama líquido,
desconéctela y obsérvela durante 15 minutos en un lugar seguro. Esto podría causar la
ignición de la batería debido a los componentes químicos que aloja en compañía del aire
del exterior. El lugar para observar esto debe ser un área segura fuera de cualquier
edificio y alejado de cualquier material combustible.
4. Tenga mucho cuidado de que NUNCA se toquen los dos terminales de la batería, este
cortocircuito podría hacer que la batería se incendiase. Adicionalmente, tenga mucho
cuidado de que el cortocircuito tampoco sea provocado al conectar los terminales a través
de anillos o pulseras que lleve puestas al manipularlas, pues puede provocarse heridas
graves en ese caso.
5. Una batería que haya sufrido un golpe, cortocircuito u otro problema puede llegar a
incendiarse incluso 10-15 minutos después de haberse producido este hecho. Lleve
rápidamente la batería a un lugar seguro como el descrito en el punto 3 y obsérvela
durante 15 minutos.
6. En caso de golpe, debe observar durante 15 minutos la batería en un lugar seguro
como el que describimos en el punto 3.
7. Si por cualquier razón tiene que cortar los terminales de la batería, hágalo uno por uno
para no correr el riesgo de provocar un cortocircuito.
8. NUNCA almacene sus baterías en un vehículo ni en cualquier lugar donde se puedan
alcanzar temperaturas altas. Las temperaturas extremas pueden causar el incendio de la
batería.
Sobre el proceso de carga:
1. Nunca cargue las baterías sin vigilarlas
2. Cargue las baterías en un área segura y aislada de cualquier material inflamable.
3. Deje enfriar la batería a la temperatura ambiente antes de comenzar la carga.
4. NUNCA CARGUE BATERÍAS EN SERIE. Cargue cada pack individualmente. El hacerlo
en serie puede provocar que el cargador no reconozca la batería adecuadamente y se
configure con parámetros erróneos que pueden averiar la baterías, o hacerlas incendiar.
5. No sobrecargue las baterías, puede provocarse un incendio.
6. Tenga cuidado de seleccionar en el cargador siempre el nº de elementos que tiene la
batería (2,3,4,…) según se indica en la pegatina que lleva la batería. Seleccionar un nº
incorrecto y comenzar la carga puede significar el incendio de la batería.
7. Chequear el voltaje del pack antes de comenzar la carga. Nunca las ponga a cargar si el
voltaje por elemento es MENOR DE 3,3V. Por ej. en una batería de 2 elementos (2S), el
voltaje del pack debe ser superior a 6,6V para poder cargarlas, en uno de 3 elementos
(3S), debe superar los 9,9V, etc.
8. La corriente de carga que debe seleccionar en el cargador siempre debe ser MENOR
QUE 1C. Es decir, si va a cargar un pack de 2000 mAh, siempre deberá configurar una
corriente menor o igual de 2 A (2000 mA).
9. Como realizar la primera descarga: Realice vuelos de 6 minutos con 15 minutos de
descanso entre ellas para hacer un primer “rodaje” de la batería.
Almacenamiento y Transporte:
1. Guarde las baterías en lugares con temperaturas entre 4 y 27 ºC para mantenerlas en
perfecto estado.
2. No exponga las baterías a la luz directa del sol durante periodos largos de tiempo.
3. Cuando transporte las baterías, la temperatura debe mantenerse siempre entre -5 y 66ºC
4. Mantener las baterías en un lugar con una temperatura mayor de 77ºC durante más
de 2 horas puede estropear la batería y/o causar un incendio.
Cuidado de las Baterías:
1. Cargue siempre las baterías LiPo con un buen cargador específico. Usar un
cargador económico de mala calidad puede ser peligroso y estropeará rápidamente las
baterías.
2. Establezca con mucho cuidado el VOLTAJE y la CORRIENTE DE CARGA adecuados en
el cargador para cada pack. Cometer un error puede traer consigo un incendio o el
deterioro de la batería.
3. Compruebe por favor el voltaje del pack antes de la primera carga para ver si le han
llegado en buen estado, estos son los valores que deben tener:
a. Lipos 2S (2 elementos): entre 8,32 y 8,44V
b. Lipos 3S (3 elementos): entre 12,48 y 12,66V
c. Lipos 4S (4 elementos): entre 16,64 y 16,88V
4. Nunca descargue una batería por debajo de 3V por elemento, puede provocar un
incendio y estropeará la batería. Para ello debe tener cuidado de no agotarla más de lo
debido empleando dispositivos de corte por bajo voltaje o variadores especialmente
diseñados para baterías LiPo.
5. Tenga mucho cuidado de NO PERFORAR ningún pack de baterías LiPo, puede provocar
un incendio.
Sobre temperatura de funcionamiento:
1. Durante la carga: de 0 a 45ºC
2. Durante la descarga: de 0 a 60ºC
3. Deje enfriar hasta la temperatura ambiente la batería LiPo antes de empezar la carga.
4. Durante el manejo y la carga de baterías LiPo, nunca sobrepase los 71ºC de temperatura.
Fin de vida de las baterías LiPo:
Cuando la capacidad de la batería haya disminuido un 30%, deberá desecharla. Para ello
descárguela a 3V por elemento, aisle sus terminales, envuélvala en plástico y entréguela
en un Punto Limpio.
Es decir, mucho ojito.

PRECAUCIONES ANTES DE COMPRAR UNA BATERÍA EN LA TIENDA
Desde el momento en que la batería se fabrica hasta que llega al usuario, suele transcurrir un considerable tiempo (semanas, meses o hasta años). Una batería de Ni-Cd o NiMH cargada completamente se autodescarga completamente en 4 meses a temperatura ambiente (20ºC). Es por ello que las baterías de una tienda y que no se carguen cada cierto tiempo pueden llegar al punto conocido como descarga profunda (menos de 0,9 V por célula). A partir de ese voltaje la batería se empieza a estropear. Por lo tanto hay que tener precaución y preguntar un poco si en la tienda han tenido la precaución de cargarlas de vez en cuando.
PREGUNTAS Y RESPUESTAS FRECUENTES SOBRE BATERÍAS

¿Qué capacidad (mAh) es la que se necesita?
Todo depende de lo que se quiere y de cómo se utilice, y principalmente del tipo de arma que adquieras, ya que los compartimentos son de dimensiones finitas y para un tipo específico de batería. Hay soluciones para diferentes tipos de armas, como guardamanos más grandes, baterías en NiMh (más pequeñas y de mayor intensidad), adaptaciones de culata, etc..
¿Qué "gasta" más batería, el modo semiautomático o el modo a ráfagas?
A usar en modo excesivo el modo de fuego automático (ráfagas muy largas) estamos sometiendo a la batería a un sobre esfuerzo que se manifiesta mediante calentamiento de los elementos que forman la batería, y por ende, una sobre temperatura en el motor, que acorta muy mucho la autonomía de la batería, y la hace caer en el proceso de caída de corriente total por agotamiento.
¿Se puede usar un cargador de Ni-Cd para cargar baterías de NiMH?
Sí, pero sólo si es un cargador de carga lenta o normal y se ha de tener especial atención en que no se sobrepase el tiempo de carga para evitar las consecuencias de la sobrecarga, pero por norma general no se deben usar estos cargadores para baterías NiMH. Los cargadores de carga rápida y carga acelerada tienen que ser especiales para la batería a cargar y lo debe indicar expresamente.
¿Qué cargador de baterías compro para mi AEG?
Respecto a las baterías lo aconsejable hoy por hoy es que sean Ni-Cd o NiMH con una capacidad mínima de 600 mAh. Personalmente aconsejaría las de NiMH porque no tienen prácticamente efecto memoria, pero con el inconveniente de que tienen más tasa de autodescarga que Ni-Cd. Ya es cuestión de gustos y precios.
Respecto al cargador, cuanto más calidad tenga, mejor. Yo no escatimaría en gastos, ya que al fin y al cabo, de vuestro cargador va a depender el rendimiento que os entregue vuestra AEG. Si es de los llamados "inteligentes", tiene detector de delta peak (picos), es capaz de entregar desde 600 a 3000 mA, tiene incorporado descargador, pantalla de lectura, es capaz de cargar las baterías de NiMh, corta a la carga, ésta es automática por ciclo rápido o goteo, mejor que mejor. Normalmente, no encontraréis cargadores así con éstas características para el airsoft, y seguramente os tengáis que ir a tiendas de coches de radio control para poder encontrarlos. Personalmente he visto maravillas de ciencia ficción por unos 60-70 euros, completamente controlados por micro procesador, que incluso te decían el tiempo de carga restante en horas-minutos, te medían además la corriente que estaba pasando por los ánodos, y a que tensión estaban trabajando los bornes de batería.
¿Puedo ponerle a mi AEG de serie una batería de 9.6 voltios?
Poner se pueden poner, pero recomendaría un uso muy cuidadoso del fuego en modo semiautomático, ya que se consigue una tasa mucho mayor, y por lo tanto el motor sufre más, pudiendo llegar a dañar sus escobillas (se desgastan más rápidamente) y estatores, aparte del bobinado. Con ráfagas cortas, y dejando pausas, el motor se refrigera mejor, y el régimen lo puede mantener, incluso cambiando a modo mixto muy a menudo.



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