Cargadores de baterías: la nueva generación

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Un cargador de baterías es un equipo esencial siempre que se tengan baterías a bordo. Es la única forma eficiente de recargarlas: en puerto, cuando hay una toma eléctrica de 220 voltios disponible y, a bordo, cuando disponemos de un generador.

Autor: Albert Brel

Los modelos específicos de cargadores para uso marítimo aparecieron con el desarrollo de la electrónica a partir de la década de 1980. Antes de eso, para recargar la batería del motor, se utilizaban principalmente los modelos desarrollados para automóviles.

Pero una embarcación no es un coche: está sujeta a un entorno y un uso muy diferentes.

El modelo terrestre básico consiste en un transformador que convierte 220 voltios de CA a 12 voltios. Este voltaje se rectifica mediante diodos para que sea compatible con el voltaje de la batería. Al utilizar este tipo de cargador, la batería debe aislarse del circuito (terminales desconectados) y la carga debe vigilarse. En algunos modelos, cuando la batería se considera cargada, el cargador detiene la carga automáticamente.

Las primeras generaciones de cargadores marinos, que aún se encuentran en muchas embarcaciones, adoptaron este principio básico (transformador/rectificador), pero con criterios específicos para su uso en embarcaciones. Al utilizar 220 voltios a bordo, por razones de seguridad, se deben tomar ciertas precauciones.

• Los dispositivos deben estar montados permanentemente y protegidos por un dispositivo de corriente residual (RCD). El cargador no es una excepción a esta regla. No debe ser móvil y debe estar conectado a las baterías mediante pinzas; debe estar permanentemente conectado a ellas.
• En una embarcación hay varios bancos de baterías, al menos dos: uno para el motor y otro para los instrumentos y los servicios.
• Se pueden utilizar diferentes tecnologías de batería (electrolito líquido, gel, AGM y, más recientemente, litio). El cargador debe tener una curva de carga que se adapte a estas tecnologías.
• Debe garantizar que las baterías estén completamente cargadas y, una vez cargadas, suministrar la corriente a bordo, si se deja encendida, dentro de sus límites de potencia.

Para cumplir con estos criterios, tras convertir 220 voltios a 12 voltios (o 24 voltios), un circuito de regulación permite programar la tensión de salida según la tecnología de la batería. Además, está equipado con un distribuidor de carga que permite la recarga de varios bancos de baterías.

Hoy ya no se utilizan transformadores pesados sensibles al voltaje y la frecuencia, sino un sistema electrónico derivado de las fuentes de alimentación diseñadas para ordenadores. El principio de carga se desarrolla en tres fases:

• 1. Inicialmente, el cargador suministra una corriente máxima y un voltaje relativamente bajo (12,5 a 13 voltios). Esta es la fase de carga rápida (boost). Dependiendo de la carga de la batería, la corriente disminuye lentamente y, a la inversa, el voltaje aumenta hasta alcanzar el máximo programado según su tecnología.
• 2. Se alcanza el equilibrio corriente/voltaje; esta es la fase de ecualización, durante la que el cargador completa la carga.
• 3. Una vez alcanzado este equilibrio, cambia al modo de flotación (floating) y suministra una pequeña corriente de mantenimiento.

Durante el boost, la batería se recarga aproximadamente al 80% y la ecualización completa la carga. Un ciclo completo dura entre 8 y 10 horas, según el modelo. Además, estos cargadores son insensibles a la tensión y frecuencia de la red. Los últimos modelos aceptan una tensión de entrada de entre 90 y 265 voltios en un rango de frecuencia de 47 a 65 hercios con detección automática de tensión/frecuencia. Según la marca, las últimas innovaciones técnicas también afectan a la curva de carga, que se adapta a todas las generaciones de baterías, desde plomo abierto hasta litio, y reanuda la carga donde se interrumpió. Esta interrupción puede ser intencionada, al abandonar la embarcación y apagar el cargador, o accidental, debido a un corte de luz, algo habitual en un pontón. En estos casos de interrupción, el cargador recuerda el estado de carga y la reanuda donde se interrumpió sin reiniciar el ciclo completo. Ofrecen, pues muchas ventajas en comparación con los cargadores estándar, pero también algunas desventajas. Con un cargador tradicional, en caso de problemas, se podían reemplazar el transformador, los diodos, etc.; en resumen, era reparable a bajo costo. En el caso de una centralita, todos los componentes están integrados en una sola placa. Si surge un problema, debe reemplazarse, como ocurre con prácticamente todos los dispositivos electrónicos e informáticos.

El más significativo fue la eliminación del transformador. Este equipo pesado, cuya función es transformar la tensión de la red a una tensión compatible con las baterías (12 o 24 voltios), presenta dos inconvenientes: su sensibilidad a la tensión de la red y su sensibilidad a la frecuencia.

Si la tensión de la red es inferior a 220 voltios, como suele ocurrir en las estaciones de carga en tierra, la tensión de salida es inferior a 12 voltios. Como resultado, la corriente suministrada es inferior a la esperada. Un modelo diseñado para suministrar 40 amperios solo suministrará 30 amperios si se alimenta con 200 voltios.

La segunda limitación se refiere a la frecuencia; en Europa, es de 50 hercios, y en consecuencia el transformador estará diseñado para esta frecuencia. Si navega en países donde la frecuencia es de 50 hercios, no hay problema. Pero si viaja a países donde la frecuencia es de 60 hercios, como Estados Unidos, el transformador vibrará y se calentará, y su rendimiento será bajo. Sus únicas ventajas son su simplicidad de fabricación y su precio relativamente bajo. Si comparamos un cargador de automóvil estándar con un cargador marino de calidad, la relación de precios puede quintuplicarse. Esta significativa diferencia de precio se justifica por una tecnología que permite disponer de un cargador bien adaptado que cumple con los criterios de carga de una embarcación: la conmutación.

Cuando el cargador recibe alimentación (ya sea de la toma de tierra o del generador), no solo carga las baterías, sino que también alimenta los dispositivos eléctricos de a bordo. Cuando las baterías están completamente cargadas, la corriente suministrada por el cargador se utiliza para alimentar el sistema de a bordo dentro de sus límites de potencia. Por ejemplo, si tiene un cargador de 40 amperios, si consume la corriente máxima, la suministrará el cargador. Si excede esa cantidad, la consumirán las baterías. Por ejemplo, si consume 50 amperios, 40 amperios serán suministrados por el cargador y 10 amperios por las baterías.

El cargador debe instalarse en un lugar fijo, lo más cerca posible de las baterías. Su alimentación de 230 voltios debe estar protegida por un dispositivo de corriente residual (RCD). Existen numerosos modelos en el mercado. No dude en contactar con un distribuidor que podrá asesorarle sobre el producto más adecuado para su embarcación. Elija una marca reconocida diseñada para uso náutico.

El cargador debe dimensionarse según el banco de baterías. En las generaciones anteriores, la norma era elegir un modelo equivalente al 10% de la capacidad de la batería. Con la nueva generación, que utiliza tecnología de conmutación que regula según la capacidad de la batería, se puede llegar hasta el 15% o el 20%. Por ejemplo, para un banco de baterías de 200 Ah, debería considerar un cargador de 30 a 40 amperios. Todos los cargadores tienen al menos dos salidas, además de una dedicada a la batería del motor. Si tiene baterías de litio, debe tomar ciertas precauciones al recargarlas, especialmente si utiliza un alternador o fuentes de energía alternativas (solar, eólica, etc.). Hablaremos de esto más detalladamente en un próximo artículo dedicado a estas últimas generaciones de baterías.

La tecnología de conmutación nos permite disponer de cargadores que cumplen con los requisitos de carga de una embarcación.

Los fabricantes de cargadores de batería se han adaptado a las nuevas exigencias, tanto de la tecnología de baterías como de los equipos de a bordo y las demandas de los astilleros.

Por ejemplo, Cristec, que lleva más de 40 años (desde 1980) diseñando, desarrollando y fabricando cargadores y equipos eléctricos (inversores, controladores de carga solar, etc.), ofrece la gama Ypower.

Esta nueva gama Ypower (cuatro modelos de 12 y 24 voltios), que abarca de 20 a 70 amperios, es completamente silenciosa gracias a la disipación del calor por convección natural sin ventilador.

Cuenta con tres o cuatro salidas independientes, Bluetooth de bajo consumo, detección automática de red de 90 a 265 voltios y frecuencia de 47 a 65 Hz. La carga se realiza en cinco etapas: carga rápida (boost), absorción (absorption), carga flotante (floating), carga de refresco automática (refresh) para evitar la sulfatación de la batería y recarga automática (reboost) si es necesario. La selección de la curva de carga, según el tipo de batería y las opciones, se realiza en la parte frontal del cargador, sin necesidad de abrirlo.

Estos modelos cuentan con control remoto (CAN-Bus) y ofrecen la opción de conectarse a la red NMEA. A destacar, el rango de 36 y 48 voltios y su impermeabilidad IP65.

Un cargador de última generación es un equipo técnico, y solo un especialista puede asesorarle en función de su embarcación, su programa y su parque de baterías. Cristec, Vetus, Dolphin, Mastervolt, Victron… son todas ellas marcas muy reconocidas en el sector, tanto por los usuarios como por los astilleros que los montan de serie y los proveedores de equipamiento y acastillaje.

Lo importante es elegir un producto y una marca con amplia disponibilidad y que ofrezcan servicio posventa. Debe evitar los productos que rara vez o nunca están disponibles en el mercado náutico y aquellos diseñados para aplicaciones terrestres, especialmente en automoción. Es mejor elegir un modelo marino menos potente, ya que tardará más en recargar las baterías, que uno que no solo se deteriorará en una embarcación, sino que también dañará las baterías.

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