Densidad del electrolito de la batería

La densidad del electrolito es un parámetro crucial en todas las baterías de plomo-ácido (baterías húmedas). Todo propietario de un vehículo debe saber cuál es el nivel adecuado, cómo comprobarlo y, lo más importante, cómo aumentar correctamente la densidad (el peso específico del ácido) en cada uno de los vasos que contienen las placas de plomo sumergidas en la solución de H2SO4.

La comprobación de la densidad es uno de los puntos clave en el proceso de mantenimiento de la batería, que también incluye la revisión del nivel de electrolito y la medición del voltaje. En los acumuladores de plomo, la densidad se mide en g/cm³. Es proporcional a la concentración de la solución e inversamente proporcional a la temperatura del líquido (a mayor temperatura, menor densidad).

A través de la densidad del electrolito se puede determinar el estado de la batería. Por tanto, si la batería no retiene la carga, es necesario comprobar el estado del líquido en cada uno de sus vasos.

La densidad del electrolito influye en la capacidad de la batería y en su vida útil.

Se verifica con un densímetro (areómetro) a una temperatura de +25°C. Si la temperatura difiere de la requerida, se deben aplicar correcciones a las lecturas, tal como se muestra en la tabla.

Una vez entendido qué es y la necesidad de revisarlo regularmente, surge la pregunta: ¿en qué cifras debemos basarnos? ¿Qué valores son buenos y cuáles malos? ¿Cuál debe ser la densidad del electrolito de la batería?

Qué densidad debe tener la batería

Mantener el índice óptimo de densidad del electrolito es vital para la batería, y es importante saber que los valores necesarios dependen de la zona climática. Por ello, la densidad debe ajustarse basándose en el conjunto de requisitos y condiciones de uso. Por ejemplo, en climas templados (como gran parte de Europa), la densidad del electrolito debe situarse en el nivel de 1,25-1,27 g/cm³ ±0,01 g/cm³. En zonas frías, con inviernos de hasta -30 grados, debe ser 0,01 g/cm³ mayor, y en zonas subtropicales calurosas, 0,01 g/cm³ menor. En aquellas regiones donde el invierno es extremadamente severo (hasta -50 °C), para evitar que la batería se congele, es necesario aumentar la densidad de 1,27 a 1,29 g/cm³.

Muchos conductores se preguntan: «¿Cuál debe ser la densidad del electrolito en invierno y cuál en verano? ¿O no hay diferencia y hay que mantener los indicadores al mismo nivel todo el año?». Para aclarar esto en detalle, nos ayudará la tabla de densidad del electrolito de la batería dividida por zonas climáticas.

También hay que recordar que, por norma general, la batería instalada en el coche no suele estar cargada a más del 80-90% de su capacidad nominal, por lo que la densidad del electrolito será ligeramente inferior a la de una carga completa. Así pues, el valor requerido se selecciona un poco por encima del indicado en la tabla de densidad, para que, al bajar la temperatura del aire al nivel mínimo, la batería siga operativa y no se congele en invierno. Sin embargo, de cara a la temporada estival, una densidad excesiva puede provocar la ebullición del líquido.

Tabla de densidad del electrolito en la batería

La tabla de densidad se elabora en relación con la temperatura media mensual de enero. Las zonas climáticas con frío de hasta -30 °C y las templadas con temperaturas no inferiores a -15 °C no requieren disminuir o aumentar la concentración de ácido. Durante todo el año (invierno y verano), no se debe modificar la densidad del electrolito, sino solo comprobarla y vigilar que no se desvíe del valor nominal. Solo en zonas muy frías, donde el termómetro baja frecuentemente de -30 grados (hasta -50), se admite un ajuste.

Densidad del electrolito en invierno

La densidad del electrolito en invierno debe ser de 1,27 g/cm³ (para regiones con temperaturas invernales inferiores a -35, no menos de 1,28 g/cm³). Si el valor es inferior, disminuirá la fuerza electromotriz y dificultará el arranque del motor en heladas, pudiendo llegar a congelarse el electrolito.

Cuando la densidad de la batería baja en invierno, no hay que correr a comprar solución correctora para subirla; es mucho mejor ocuparse de otra cosa: realizar una carga de calidad de la batería con un cargador externo.

Los trayectos cortos de media hora de casa al trabajo y viceversa no permiten que el electrolito se caliente y, por consiguiente, se cargue bien, ya que la batería solo acepta carga tras calentarse. Así, la descarga aumenta día tras día y, como resultado, cae la densidad.

Para una batería nueva y en buen estado, el intervalo normal de cambio de densidad del electrolito (descarga completa – carga completa) es de 0,15-0,16 g/cm³.

¡Recuerde que usar una batería descargada a temperaturas bajo cero conlleva la congelación del electrolito y la destrucción de las placas de plomo!

Mediante la tabla de dependencia de la temperatura de congelación del electrolito respecto a su densidad, puede saber el umbral bajo cero en el que se formará hielo en su batería.

Como puede ver, con una carga del 100%, la batería se congelaría a -70 °C. Con un 40% de carga, se congela a -25 °C. Un 10% de carga no solo impedirá arrancar el motor en un día frío, sino que se congelará por completo con una helada de 10 grados.

Cuando se desconoce la densidad del electrolito, el grado de descarga de la batería se comprueba con un comprobador de baterías (tenedor de carga). La diferencia de voltaje entre los elementos de una misma batería no debe superar los 0,2 V.

Si la batería se ha descargado más del 50% en invierno y más del 25% en verano, es necesario recargarla.

Densidad del electrolito en verano

En verano, la batería sufre deshidratación. Dado que una densidad elevada afecta negativamente a las placas de plomo, es preferible que sea 0,02 g/cm³ inferior al valor requerido (especialmente en regiones del sur).

En la época estival, la temperatura bajo el capó, donde suele alojarse la batería, aumenta considerablemente. Estas condiciones favorecen la evaporación del agua del ácido y la actividad de los procesos electroquímicos, asegurando una alta entrega de corriente incluso con el valor mínimo admisible de densidad (1,22 g/cm³ para zonas climáticas cálidas y húmedas). Así pues, cuando el nivel de electrolito baja gradualmente, aumenta su densidad, lo que acelera la corrosión de los electrodos. Por eso es tan importante controlar el nivel de líquido y añadir agua destilada si baja; de no hacerlo, se corre el riesgo de sobrecarga y sulfatación.

Si la batería se ha descargado por un despiste del conductor u otras razones, intente devolverla a su estado operativo con un cargador. Pero antes de cargarla, revise el nivel y, si es necesario, añada el agua destilada que haya podido evaporarse durante el funcionamiento.

Con el tiempo, debido a la constante dilución con agua destilada, la densidad del electrolito disminuye y cae por debajo del valor requerido. Entonces el uso de la batería se vuelve imposible y surge la necesidad de aumentar la densidad. Pero para saber cuánto aumentarla, primero hay que saber cómo comprobarla.

Cómo comprobar la densidad de la batería

Para asegurar el correcto funcionamiento, la densidad del electrolito debe revisarse cada 15.000-20.000 km. La medición se realiza mediante un instrumento llamado densímetro o areómetro automotriz. Este dispositivo consta de un tubo de vidrio con un flotador (areómetro) en su interior, una punta de goma en un extremo y una perilla de succión en el otro. Para realizar la comprobación: abra el tapón del vaso de la batería, sumerja la punta en la solución y aspire una pequeña cantidad de electrolito con la perilla. El areómetro flotante mostrará la información en su escala. Más abajo veremos en detalle cómo hacerlo correctamente, ya que existen baterías «sin mantenimiento» donde el procedimiento es diferente y no necesitará ningún instrumento.

Indicador de densidad en batería sin mantenimiento

La densidad en una batería sin mantenimiento se muestra mediante un indicador de color en una ventanilla especial (ojo mágico). El indicador verde señala que todo está correcto (carga entre 65 - 100%); si la densidad ha caído y requiere recarga, el indicador estará negro. Cuando aparece un color blanco o rojo (dependiendo del fabricante), suele indicar que hace falta añadir agua destilada urgentemente o sustituir la batería. La información exacta sobre el significado de cada color suele estar en la etiqueta de la propia batería.

Ahora sigamos analizando cómo comprobar la densidad del electrolito en una batería de ácido convencional en casa.

Comprobación de la densidad del electrolito en la batería

Para comprobar correctamente la densidad, primero verificamos el nivel y lo corregimos si es necesario. Después cargamos la batería y solo entonces procedemos a la comprobación, pero no inmediatamente, sino tras un par de horas de reposo, ya que los datos justo después de la carga o de añadir agua no serían fiables.

Recuerde que la densidad depende directamente de la temperatura del aire, así que consulte la tabla de correcciones mencionada anteriormente. Al tomar una muestra de líquido del vaso, mantenga el instrumento a la altura de los ojos; el areómetro debe flotar libremente sin tocar las paredes. Se mide en cada compartimento y se anotan todos los valores.

Tabla para determinar la carga de la batería según la densidad del electrolito.

Relación entre densidad y voltaje según el estado de carga

Una densidad muy baja en uno de los vasos indica un defecto en el mismo (generalmente un cortocircuito entre placas). Si es baja en todos, indica una descarga profunda, sulfatación o simplemente vejez. La comprobación de la densidad combinada con la medición de voltaje con y sin carga permitirá establecer la causa exacta de la avería.

Si necesita comprobar la densidad para determinar el estado de carga sin sacar la batería del coche, necesitará el densímetro, un multímetro (para medir voltaje) y la tabla de relación de datos.

Si es necesario, se realiza una corrección de la densidad. Habrá que extraer un volumen determinado de electrolito y añadir electrolito corrector (1,4 g/cm³) o agua destilada, seguido de una carga de 30 minutos a corriente nominal y un reposo de varias horas para igualar la densidad en todos los compartimentos. A continuación, explicamos cómo hacerlo correctamente.

Cómo aumentar la densidad de la batería

Es necesario aumentar la densidad cuando se ha corregido el nivel con agua destilada repetidamente, cuando no es suficiente para el invierno, o tras sobrecargas prolongadas. Un síntoma es la reducción del intervalo entre carga y descarga. Además de cargar la batería correcta y completamente, existen un par de formas de subir la densidad:

• añadir electrolito más concentrado (el llamado corrector);
• añadir ácido.

Cómo comprobar y aumentar correctamente la densidad de la batería.

Para aumentar y corregir la densidad del electrolito necesitará:

1) areómetro;

2) vaso medidor;

3) recipiente para la mezcla (de vidrio o plástico resistente al ácido);

4) perilla de succión o pipeta grande;

5) electrolito corrector o ácido;

6) agua destilada.

El procedimiento es el siguiente:

1. Extraiga un pequeño volumen de electrolito del vaso de la batería.
2. Añada la misma cantidad de electrolito corrector si necesita subir la densidad, o agua destilada (densidad 1,00 g/cm³) si necesita bajarla.
3. Ponga la batería en carga durante media hora a corriente nominal para que el líquido se mezcle.
4. Desconecte la batería y espere al menos una o dos horas para que la densidad se iguale, baje la temperatura y salgan las burbujas de gas, evitando errores en la medición.
5. Vuelva a comprobar la densidad y, si es necesario, repita el procedimiento de extracción y rellenado, reduciendo la cantidad añadida cada vez hasta alcanzar el valor deseado.

Para saber cuánto subir o bajar la densidad en un vaso concreto, es útil conocer su volumen nominal. Por ejemplo, el volumen de electrolito en un vaso de una batería de coche de 55 Ah suele rondar los 633 cm³, y en una de 45 Ah, unos 500 cm³. La proporción aproximada es: ácido sulfúrico (40%) y agua destilada (60%). La siguiente tabla le ayudará a alcanzar la densidad requerida:

fórmula de cálculo de densidad del electrolito

Tenga en cuenta que esta tabla contempla el uso de electrolito corrector con una densidad de 1,40 g/cm³. Si el líquido tiene otra densidad, deberá usar una fórmula adicional.

Para quienes estos cálculos resulten complejos, se puede hacer de forma más sencilla mediante un método de aproximación:

Extraiga la mayor parte del líquido del vaso y viértalo en un medidor para saber el volumen. Luego, rellene la mitad de esa cantidad con electrolito nuevo y agite la batería suavemente para mezclar. Si aún está lejos del valor deseado, añada una cuarta parte del volumen extraído inicialmente. Continúe rellenando, reduciendo la cantidad a la mitad cada vez, hasta lograr el objetivo.

Cómo subir la densidad si ha caído por debajo de 1,18

Cuando la densidad es inferior a 1,18 g/cm³, el electrolito normal no bastará; habrá que añadir ácido (1,8 g/cm³). El proceso es idéntico al anterior, pero añadiendo cantidades muy pequeñas, ya que la densidad del ácido es muy alta y podría pasarse del valor óptimo en el primer intento.

La vida útil media de las baterías modernas, si se respetan las normas de uso (evitar descargas profundas y sobrecargas, incluso por culpa del regulador de voltaje), es de 4 a 5 años. Por tanto, realizar manipulaciones extremas como perforar la carcasa, voltearla para vaciar todo el líquido y cambiarlo por completo, no tiene sentido; es una práctica absurda. Si las placas se han deshecho, no hay nada que hacer. Vigile la carga, compruebe la densidad a tiempo y realice un mantenimiento correcto para asegurar la máxima vida útil de la batería.