{"id":30954,"date":"2026-03-02T20:11:17","date_gmt":"2026-03-02T14:41:17","guid":{"rendered":"http:\/\/microtexindia.com\/placas-tubulares\/"},"modified":"2021-12-19T21:38:17","modified_gmt":"2021-12-19T16:08:17","slug":"placas-tubulares","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/microtexindia.com\/es\/placas-tubulares\/","title":{"rendered":"Placas tubulares"},"content":{"rendered":"\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

\nPlacas tubulares: bater\u00eda tubular alta frente a bater\u00eda de placa plana\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

1. Qu\u00e9 es la bater\u00eda de placas tubulares<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Introducci\u00f3n a las pilas<\/strong><\/p>\n

Existen varios tipos de fuentes de energ\u00eda electroqu\u00edmica (tambi\u00e9n conocidas como c\u00e9lulas galv\u00e1nicas, c\u00e9lulas voltaicas o bater\u00edas). Una pila se define como un dispositivo electroqu\u00edmico que convierte la energ\u00eda qu\u00edmica en energ\u00eda el\u00e9ctrica y viceversa. El tema de la pila entra dentro de la electroqu\u00edmica<\/a>, que se define sencillamente como la materia que se ocupa de la interconversi\u00f3n de la energ\u00eda qu\u00edmica y la energ\u00eda el\u00e9ctrica. En este art\u00edculo hablaremos con m\u00e1s detalle sobre las placas tubulares y las placas semitubulares.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Estas c\u00e9lulas producen energ\u00eda el\u00e9ctrica mediante reacciones espont\u00e1neas de oxidaci\u00f3n-reducci\u00f3n (reacciones redox) en las que intervienen las sustancias qu\u00edmicas de los electrodos positivo y negativo y el electrolito, que se producen en cada electrodo, llamado media c\u00e9lula. La energ\u00eda qu\u00edmica de los materiales activos se convierte en energ\u00eda el\u00e9ctrica. Los electrones producidos en la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n pasan por el circuito externo que conecta las dos semic\u00e9lulas, produciendo as\u00ed una corriente el\u00e9ctrica. La reacci\u00f3n de oxidaci\u00f3n se produce al liberar los electrones del material del \u00e1nodo (principalmente metales) y la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n se produce cuando los electrones llegan al c\u00e1todo (principalmente \u00f3xidos, cloruros, ox\u00edgeno, etc.) a trav\u00e9s del circuito externo. El circuito se completa a trav\u00e9s del electrolito.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Sistema de bater\u00edas de plomo:<\/strong><\/p>\n

Cuando el circuito externo se cierra, los electrones comienzan a viajar desde el polo negativo como resultado de la reacci\u00f3n que convierte (oxida electroqu\u00edmicamente) el plomo (Pb) en iones de plomo divalentes (Pb2+). (Estos \u00faltimos iones reaccionan con las mol\u00e9culas de sulfato para formar sulfato de plomo (PbSO4) dentro de la c\u00e9lula). Estos electrones viajan a trav\u00e9s del circuito externo y llegan a la placa positiva donde convierten el di\u00f3xido de plomo en sulfato de plomo, es decir, el di\u00f3xido de plomo se reduce electroqu\u00edmicamente a sulfato de plomo como resultado de la conversi\u00f3n de los iones Pb4+ en iones Pb2+ en PbSO4.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tecnolog\u00eda de bater\u00eda de placa tubular<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

La reacci\u00f3n global de la c\u00e9lula se escribe como<\/p>\n

PbO2 + Pb + 2PbSO4 Carga \u2194 Descarga 2PbSO4 + 2H2O<\/span><\/p>\n

Podemos ver que la valencia del plomo (Pb\u00b0) aumenta a Pb<\/span>
\n
\n 2+<\/span>
\n <\/sup>
\n ,<\/span>
\n<\/i> liberando 2 electrones durante la descarga. Este aumento de la valencia se denomina oxidaci\u00f3n en la terminolog\u00eda electroqu\u00edmica. <\/span><\/p>\n

En la otra direcci\u00f3n, la valencia del plomo en el di\u00f3xido de plomo (el Pb tiene 4 valencias en el di\u00f3xido de plomo) se reduce a 2+<\/p>\n

absorbiendo los dos electrones procedentes de la reacci\u00f3n de oxidaci\u00f3n. Esta disminuci\u00f3n de la valencia se denomina reducci\u00f3n en t\u00e9rminos electroqu\u00edmicos.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Estos t\u00e9rminos tambi\u00e9n pueden describirse mediante los cambios en los potenciales individuales de los electrodos de la c\u00e9lula durante la descarga. El potencial (voltaje) del electrodo de plomo (\u00e1nodo durante la descarga) aumenta movi\u00e9ndose hacia valores m\u00e1s positivos durante una descarga. Este aumento del valor potencial se denomina oxidaci\u00f3n. As\u00ed, el potencial negativo de la placa de plomo en la c\u00e9lula de plomo-\u00e1cido cambia de aproximadamente -0,35 a aproximadamente -0,20 voltios. Esto supone un aumento del potencial. Por lo tanto, esta reacci\u00f3n se denomina de naturaleza an\u00f3dica.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Por el contrario, el potencial del electrodo de di\u00f3xido de plomo (c\u00e1todo durante la descarga) disminuye movi\u00e9ndose hacia el lado negativo, es decir, el valor es cada vez m\u00e1s bajo a medida que la descarga avanza. El potencial positivo de la placa de di\u00f3xido de plomo en la c\u00e9lula de plomo-\u00e1cido cambia de unos 1,69 a unos 1,5 voltios. Esto supone una disminuci\u00f3n del potencial. Por lo tanto, esta reacci\u00f3n se denomina de naturaleza cat\u00f3dica y decimos que la reducci\u00f3n se produce en una placa positiva durante la descarga.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Estas reducciones en las tensiones de trabajo durante la descarga se producen debido a lo que se denomina polarizaci\u00f3n, causada por una combinaci\u00f3n de sobretensi\u00f3n, \u03b7, y resistencia interna, que se produce en ambos electrodos. En pocas palabras, la sobretensi\u00f3n es la diferencia entre la OCV y las tensiones de funcionamiento.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

As\u00ed, durante la descarga,Edisch<\/span> = EOCV – \u03b7POS – \u03b7NEG – IR.<\/p>\n

Pero, para la reacci\u00f3n de cargaECh<\/span> = EOCV + \u03b7POS + \u03b7NEG + IR.<\/p>\n

La IR se refiere a la resistencia interna que ofrecen los materiales del interior de la c\u00e9lula, como el electrolito, el material activo, etc. El IR depende del dise\u00f1o de la c\u00e9lula, es decir, del separador utilizado, del paso entre las placas, de los par\u00e1metros internos del material activo (tama\u00f1o de las part\u00edculas, superficie, porosidad, etc.), de la temperatura y de la cantidad de PbSO4 en el material activo. Se puede presentar como la suma de varias resistencias ofrecidas por el plomo superior, la masa activa y la capa de corrosi\u00f3n, el electrolito, el separador y la polarizaci\u00f3n de los materiales activos.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Los tres primeros factores se ven afectados por el dise\u00f1o de la c\u00e9lula. No se puede hacer una afirmaci\u00f3n general sobre los valores de polarizaci\u00f3n, pero suele ser de la misma magnitud que la resistencia inicial ofrecida por el cable superior. Las placas m\u00e1s largas tienen m\u00e1s IR. Se puede determinar a partir de la pendiente de la parte inicial de la curva de descarga. Para el mismo dise\u00f1o, una c\u00e9lula de mayor capacidad tendr\u00e1 una menor resistencia interna. La resistencia interna de una VRLAB de 12V\/28Ah es de 6 m\u03a9, mientras que la de una bater\u00eda de menor capacidad (12V\/ 7Ah) es de 20 a 23 m\u03a9. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

A valores muy bajos de \u03b7, la relaci\u00f3n entre \u03b7 y la corriente, I, toma la forma de la ley de Ohm y las ecuaciones referidas anteriormente se simplifican como<\/p>\n

Edisch = EOCV – IR.
ECh = EOCV + IR.<\/p>\n

La discusi\u00f3n anterior se refiere a la reacci\u00f3n de descarga de una c\u00e9lula de plomo-\u00e1cido.
Durante la reacci\u00f3n de carga de la c\u00e9lula de plomo-\u00e1cido se produce el fen\u00f3meno contrario.<\/p>\n

En el caso de las pilas primarias, el electrodo positivo suele llamarse c\u00e1todo, mientras que el negativo se denomina \u00e1nodo, y esto es inequ\u00edvoco, ya que s\u00f3lo se produce la descarga.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

As\u00ed, el electrodo de plomo que actuaba como \u00e1nodo se comporta como c\u00e1todo durante la reacci\u00f3n de carga y el electrodo de di\u00f3xido de plomo que actuaba como c\u00e1todo se comporta ahora como \u00e1nodo. Para evitar la ambig\u00fcedad, utilizamos simplemente electrodos o placas positivas y negativas en las c\u00e9lulas secundarias.
Para ilustrar c\u00f3mo funciona esto en la pr\u00e1ctica, la siguiente figura muestra algunas curvas hipot\u00e9ticas de descarga y carga de una bater\u00eda de plomo-\u00e1cido.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Se observa claramente que la tensi\u00f3n de descarga pr\u00e1ctica est\u00e1 por debajo de la tensi\u00f3n de circuito abierto de 2,05V, y la tensi\u00f3n de carga pr\u00e1ctica est\u00e1 por encima de este valor. La desviaci\u00f3n de \u03b7 es una medida de la influencia combinada de la resistencia interna de la c\u00e9lula y las p\u00e9rdidas de polarizaci\u00f3n. Cada vez que se eleva la corriente de descarga o de carga, el valor de \u03b7 se hace mayor, de acuerdo con las ecuaciones dadas anteriormente.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Fig.\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Fig. 1 Cambios en la tensi\u00f3n de un LAB y reacciones redox de la placa pos y neg.
Fig. 2 Cambios en la tensi\u00f3n de las placas y de la c\u00e9lula durante la carga y la descarga.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Para resumir las reacciones:
Plomo, el material activo negativo:
Durante la descarga: Pb \u2192 Pb2+ + 2e-
Durante la carga: Pb2+ \u2192 Pb (es decir, PbSO4 \u2192 Pb)<\/p>\n

Di\u00f3xido de plomo, el material activo positivo:
Durante la descarga: Pb4+ \u2192 Pb2+ (PbO2 \u2192 PbSO4)
Durante la carga: Pb2+ \u2192 PbO2 (es decir, PbSO4 \u2192 PbO2)<\/p>\n

Dado que ambos materiales del electrodo se convierten en sulfato de plomo, esta reacci\u00f3n recibi\u00f3 el nombre de \u00abteor\u00eda del doble sulfato\u00bb por Gladstone y Tribe en 1882.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Clasificaci\u00f3n de las bater\u00edas<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Seg\u00fan la naturaleza de las reacciones electroqu\u00edmicas que se producen en estas c\u00e9lulas, pueden clasificarse en<\/p>\n