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Informações Técnicas

Sobrecarga

A sobrecarga é um efeito causado por uma situação que mantém a corrente alta passando por um longo período de tempo pela bateria. Este longo período de tempo pode ser contínuo ou com interrupções.
Baterias automotivas apresentam uma alta resistência térmica, ou seja, o calor gerado nas placas tem certa dificuldade em se dissipar provocando o aumento da temperatura das placas. A temperatura elevada leva a queima dos elementos químicos que constituem a massa ativa (elementos que fazem parte da reação de carga e descarga). A elevação da temperatura além de provocar um ataque químico às grades levando-as à corrosão também às solicitam mecanicamente, ou seja, as entorta e ainda provoca a queima dos separadores provocando a destruição da bateria.


Causas da Sobrecarga

Um deles é o mau funcionamento do regulador de tensão do veículo. O regulador deve executar o gerenciamento da tensão (voltagem) que é enviada pelo alternador do veículo para a bateria e o sistema elétrico do veículo. A bateria tem, por sua vez, a função de armazenar a carga para posterior consumo.
Em geral, a tensão admissível deve encontrar-se entre 13,5 V a 14,5 V. Toda vez que o limite de 14,5 V for superado, tem início um superaquecimento na bateria, originando a sobrecarga.
A sobrecarga pode ser constante ou intermitente, dependendo da origem do problema. O regulador de tensão também realiza outra importante ação: toda vez que a temperatura no compartimento do motor aumentar, o regulador de tensão deve realizar a compensação térmica desse aumento de temperatura, diminuindo a corrente que está sendo enviada à bateria, evitando que a temperatura máxima admissível seja ultrapassada (55°C). O mau funcionamento do regulador de tensão compromete a vida útil da bateria.
A utilização por longos períodos de tempo de componentes elétricos/eletrônicos do veículo com o motor desligado também pode provocar uma sobrecarga, uma vez que a bateria ao encontrar-se profundamente descarregada, ao acionar o motor de partida e em seguida o motor do veículo, "sinaliza" ao alternador do veículo que está sem carga.
Hoje, os alternadores são bastante potentes. Com a informação de que a bateria encontra-se descarregada, correntes de 40, 50, 60 ou mais ampères são enviadas à bateria em curto período de tempo, provocando desta forma uma sobrecarga, a qual denominamos sobrecarga provocada por mau uso.


Características de uma bateria que sofreu sobrecarga

São facilmente identificadas através de uma análise visual. Dentre os principais aspectos, destacam-se:
1. Rótulos queimados;
2. Consumo elevado de água;
3. Derramamento de eletrólito pelos respiros da bateria;
4. Bateria com caixa estufada.


Manutenção de baterias em estoque

Uma inspeção visual não é basta para determinar as condições gerais da bateria. Leituras de tensão e densidade do eletrólito são bons indicadores do nível de carga e qualidade do produto, além de auxiliarem na detecção de deficiências durante a manutenção no dia-a-dia de uso da bateria como, por exemplo, bateria mal recarregada ou com eletrólito muito diluído.

É necessário criar rotinas de verificação no estoque, a fim de se detectar baterias que possam estar descarregadas. Baterias com tensão menor ou igual a 12,40 Volts devem ser recarregadas.


Auto-descarga

Denomina-se auto-descarga de uma bateria a descarga que se processa sem que a mesma esteja ligada alimentando algum consumidor ou esteja em estoque.
Baterias úmidas que contêm pouco ou nenhum antimônio na liga da grade tem uma auto-descarga menor que baterias convencionais.
O gráfico abaixo representa um período estendido de tempo sem as recarregar, resultando em desempenho e vida reduzida.
Como veremos no gráfico adiante, se temos uma temperatura de armazenagem de 23 °C a bateria levará 6 meses para necessitar ser recarregada, ao passo que a 33 °C a bateria em 3 meses já está necessitando de recarga.
Acima de 33 °C um aumento de aproximadamente 8 °C na temperatura dobra a taxa de descarga da bateria, As baterias deveriam ser recarregadas quando a voltagem de circuito aberto estiver abaixo de 12.4 V.
Efeito da temperatura de armazenamento em baterias com ligas baixas teores de antimônio ou cálcio.

Note que no gráfico a densidade específica da bateria completamente carregada é de 1.265 e uma voltagem do circuito aberto de 12,65 V à 27°C.
Podemos utilizar uma densidade especifica 1.260 ± 0,005 g/cm3. Neste caso teremos uma voltagem de circuito aberto completamente carregada de 12,65 V a 27°C.
Há dois tipos de auto-descarga a normal e a acelerada. Auto-descarga normal, ocorre lentamente e não constitui em defeito, seu valor situa-se em tomo de 20% da capacidade nominal em regime normal de armazenamento durante 30 dias de repouso. A auto-descarga acelerada, que ocorre quando a mesma ultrapassa o valor especificado na auto-descarga normal, e tem como causas:
1. Umedecimento das partes externas da bateria por ocasião da colocação do eletrólito ou durante seu manuseio;
2. Durante o processo de carga, devido ao desprendimento de gases o qual arrasta partículas de ácido sulfúrico do eletrólito para a parte externa da bateria;
3. Quando a bateria apresenta vazamento interno nos vasos;
4. Na contaminação do eletrólito por materiais orgânicos.


Procedimento e cuidados na recarga da bateria

Posicionar a bateria em local adequado (com ventilação), conectar os cabos do carregador à bateria com uma corrente de aproximadamente 10% da capacidade nominal da bateria (ex.: Bateria 45Ah – corrente de carga de ± 4,5 A).
Deve-se acompanhar a temperatura da bateria, a corrente, e o tempo de recarga e a densidade.
O tempo de carga varia de acordo com o estado de carga da bateria. Em geral, pode-se utilizar a tabela 1, para estipular a duração do processo de carga

Tabela 1: Tensão (V) x Tempo de carga (h).
Obs: a temperatura da bateria durante o processo de recarga não deve ultrapassar 45º C.


Nível do Eletrólito

Para se conseguir um melhor desempenho de uma bateria, aconselha-se verificar os níveis do eletrólito de cada um dos vasos. Esse controle deve ser feito, depois que a bateria estiver instalada no automóvel, no mínimo a cada 6 (seis) meses, propõe-se essa verificação no início do inverno e verão. Para se saber qual o nível correto de eletrólito a se manter em cada vaso, este nível deve ser:

Baterias até 75Ah: 1,5 cm a 2 cm acima do nível do separador
Baterias acima de 70Ah: 2 cm a 3 cm acima do nível do separador

Mantendo o Nível do Eletrólito nessas condições, o nível da sua bateria estará sempre correto. Esse procedimento não é válido para os modelos de baterias blindadas, pois essas não requerem reposição do nível do eletrólito.
ATENÇÃO: aconselha-se utilizar para reposição de eletrólito somente água desmineralizada ou água destilada e nunca água da torneira ou água mineral.


Tabela de Densidade

Tabela para correção de densidade da solução em função da variação de temperatura:

Exemplo:
Considere uma bateria em carga:
Temperatura: 54,8 ºC
Densidade: 1230 g/L
Densidade Reajustada:
Densidade é: 1250 g/L


Bateria não segura carga

A bateria só deixa de armazenar a carga quando a perder totalmente a parte metálica que sustenta a massa ativa ou por curto-circuito de algum dos vasos.
Analisando uma bateria internamente verá que este tipo de defeito ocorre devido à sobrecarga que sofreu, depositando a matéria ativa no fundo do monobloco ou ainda pelo envelhecimento normal da bateria.


Densidade Alta

Este tipo de problema geralmente ocorre quando a bateria tem seu eletrólito adulterado. Existem explicações técnicas tanto físicas quanto químicas e para que isto ocorra há duas possibilidades práticas:
1. O nível do eletrólito muito baixo, quando há evaporação da água, durante o uso normal da Bateria;
2. O nível do eletrólito foi completado com solução ácida e não com água, como deve ser efetuado. É normal qualquer pessoa comprar este tipo de solução em posto de revenda, auto elétrica e postos de gasolina.


Sulfatação das placas – placas duras

A sulfatação das placas positivas de uma bateria é um fenômeno natural devido à descarga da mesma, e só é considerado como defeito quando por ocasião da carga da bateria o sulfato de chumbo não se transforma em matéria ativa, ou seja, o elemento não se carrega. Quando a sulfatação é muito intensa a bateria perde parte ou mesmo toda a sua capacidade, então, está caracterizado o defeito, que pode ser causado por vários problemas:
1. Descargas profundas, com recargas incompletas ou longo tempo sem recarga;
2. Cargas sistematicamente incompletas;
3. Bateria semi-carregada ou descarregada durante um tempo prolongado;
4. Baixo nível do eletrólito.

Podemos conhecer uma bateria com placas sulfatadas pelos seguintes dados:
1. Diminuição da capacidade;
2. Diminuição da densidade;
3. Baixa reação química nos vasos sulfatados durante recargas;
4. Coloração anormal das placas, com manchas brancas.


Corrosão das grades das placas positivas

Devido à baixa resistência física da matéria ativa da placa positiva, a mesma é agregada sobre grades formadas por ligas de chumbo. De maneira geral, a corrosão ocorre quando há prolongada utilização da bateria, ou seja, pelo uso normal.
Sabe-se que a transformação do sulfato de chumbo em dióxido de chumbo, por ocasião da carga, reduz a vida da bateria. A perda prematura da placa ocorre quando há transformação de dióxido de chumbo entre a grade e a matéria ativa. A capacidade de uma bateria é limitada pela placa positiva, logo, quando ocorre a corrosão da grade desta placa a mesma perde sua capacidade de conduzir a corrente elétrica, acarretando a perda de capacidade da bateria.
A corrosão (oxidação) prematura da grade da placa positiva tem como causa os seguintes fatores:
1. Sobrecargas prolongadas;
2. Elevações da temperatura no processo de recarga além do especificado;
3. Matéria orgânica no eletrólito, ocasionando contaminação.

Pode-se ainda conhecer quando uma bateria esta com a grade corroída, quando também apresenta as características abaixo:
1. Baixa capacidade de partida;
2. Coloração do eletrólito (castanho escuro);
3. Sedimentação da massa no fundo do monobloco.


Crescimento e dobramento das placas

Este tipo de defeito ocorre com maior freqüência nas placas positivas da bateria. É causado pela não observação das especificações para utilização e pelo processo inadequado de produção de grade, massa ativa, formação elétrica, carga e descarga da bateria. Convém salientar este tipo de deformação esta associado à corrosão da grade. Este defeito tem como causa:
1. Carga com grande intensidade de corrente;
2. Curto circuito entre as placas;
3. Descargas excessivas;
4. Temperatura do eletrólito excessivamente alta durante a carga.


Perda do material ativo

A perda do material ativo consiste no desprendimento da massa ativa da grade em forma de dióxido e sulfato de chumbo sob forma de finos grãos ou cristais. A perda prematura deste material inutiliza a bateria completamente. Este defeito tem como causa:
1. Aumento da densidade do eletrólito;
2. Corrente de descarga excessiva;
3. Baixas temperaturas;
4. Sobrecargas;
5. Vibrações excessivas no alojamento da bateria.


Eletrólito contaminado

A contaminação do eletrólito com agentes estranhos, principalmente sais metálicos e substâncias orgânicas, aumenta consideravelmente a corrosão das placas e separadores. Este tipo de defeito ocorre quando se coloca água de torneira, ou até mesmo a água filtrada não deve ser usada. Jamais coloque qualquer solução ácida ou deixe cair dentro dos vasos pedaços de estopa, ferro, cobre, panos, madeiras ou papel. Materiais orgânicos contaminam o eletrólito.


Oxidação da placa negativa

A oxidação da placa negativa faz com que a mesma perca suas características originais. Este defeito não é muito comum, porém, quando ocorre, danifica totalmente a bateria.
A seguir alguns fatores que causam a oxidação das placas negativas:
1. Nível do eletrólito abaixo das placas;
2. Permitir que as placas fiquem expostas ao ar do ambiente.
Este tipo de defeito é mais comum nas baterias seco-carregadas antes da ativação.

Oxidação dos pólos
Este problema ocorre devido a sulfatação do terminal que é conectado à bateria e o terminal de chumbo com o ácido sulfúrico do eletrólito. Isto ocorre quando:
1. O nível do eletrólito está muito acima do máximo permitido. O ácido sulfúrico tem o poder de fluir para os pólos devido a sua capilaridade.
2. Parte superior da bateria umedecida de eletrólito.


Tensão anormal

Causas prováveis:
1. Mau contato nos terminais;
2. Elemento em curto-circuito;
3. Vazamento interno entre vasos;
4. Sulfatação intensa das placas.


Desprendimento anormal de gases

Causas prováveis:
1. Tensão de carga excessivamente alta;
2. Sulfatação intensa das placas.


Aquecimento anormal dos pólos

Causas prováveis:
1. Tensão de carga excessivamente alta;
2. Nível do eletrólito muito baixo;
3. Curto-circuito;
4. Mau contato entre ligações internas e pólos;
5. Terminais frouxos.


Curto-circuito

Este defeito é caracterizado pelo contato direto entre as placas positivas e negativas do elemento, podendo ocorrer também por objetos estranhos introduzidos no interior do elemento.


Causas do Curto-Circuito

Separador danificado, placa desalinhada, chumbo escorrido do pólo, entre outros.
Obs.: Nem toda bateria que está com o vaso sem reação está em curto, pois a bateria pode estar descarregada. Portanto é muito importante colocar a bateria em recarga, para realizar um acompanhamento durante certo período em funcionamento.


Circuito interrompido (Isolado)

Este defeito caracteriza-se pelo rompimento de ligação interna ou externa dos elementos (pólo, extrusa, conector), que impede o fluxo normal de corrente elétrica da bateria. A causa mais provável é o fechamento de curto-circuito da bateria com cabos ou chave de aço entre os pólos da bateria.


Explosão da bateria

Este fato não se define com defeito da bateria, o mesmo se caracteriza devido ao desprendimento de gases de hidrogênio e oxigênio durante o processo normal de carga. Quando se fala em explosão de bateria, temos que associar algumas causas e efeitos para tal:
1. Gases inflamados: os gases que são liberados durante o processo normal de carga são: Hidrogênio em maior quantidade e o Oxigênio, os quais explodem com violência ao contato com uma faísca ou chama. As faíscas ocorrem mais facilmente quando a umidade atmosférica é reduzida. Qualquer material em atrito a outro também produz uma carga elétrica produzindo faíscas estáticas, como por exemplo, as correias do motor com a polia. Há faíscas produzidas por outras causas, como ao desconectar o terminal do pólo da bateria ou fechamento de curto-circuito acidental. Podemos evitar estes acidentes certificando que todos os equipamentos elétricos estão realmente desligados.
2. Gases comprimidos: os gases dentro dos vasos da bateria também podem causar explosão, devido à obstrução dos orifícios de saída de gases.
Concluindo, para que ocorra a explosão será necessário que se tenha sempre uma faísca ou chama, salvo nos disposto do parágrafo 2.
Obs.: Quando ocorre o rompimento dos circuitos internos (circuito interrompido) da bateria, pode gerar faiscamento e ocorrer à explosão.


Armazenamento

Um fator importante para assegurar o perfeito funcionamento e vida útil da bateria é uma armazenagem correta. Para isso deve-se tomar alguns cuidados com a bateria, tais como:
1. Armazenar sobre estrados de madeira ou mantas isolantes e nunca diretamente ao chão; na posição horizontal, com os pólos voltados para cima;
2. Permanecer em lugar seco, limpo, sem incidência de raios solares a uma temperatura ambiente entre 10ºC e 25ºC;
3. Para redução de recargas, deve-se seguir um procedimento de estocagem que recebe o nome de FIFO (first in, first out), ou seja, a primeira bateria a entrar no estoque deverá ser também a primeira a sair;
4. Verificar as condições de carga periodicamente, medindo a tensão entre os terminais da bateria estocada. Caso a tensão encontrada esteja igual ou menor que 12,4 Volts, recomenda-se a recarga da bateria (recarga lenta: 5% da capacidade nominal);
5. O tempo de armazenagem das baterias livre de manutenção é maior em relação às baterias de baixa manutenção, pois a taxa de autodescarga é menor em virtude da liga utilizada na fabricação, mas isso não quer dizer que ela não necessite ser vistoriada periodicamente;
6. O empilhamento máximo de baterias até 90Ah deve ser de 5 camadas, enquanto para baterias acima de 90Ah, o limite é de 3 camadas.