Acumuladores

Acumuladores de plomo
El acumulador de plomo elemental consiste en un recipiente lleno de una solución de ácido sulfúrico (SO₄H₂) como electrólito, donde se sumergen dos placas hechas de una malla muy fina de plomo, rellenas una con óxido de plomo (PbO₂) y otra de plomo (Pb) finamente dividido en forma esponjosa. La placa de óxido de plomo funciona como polo positivo del acumulador y laplaca de plomo esponjoso como polo negativo y entre ellas hay una tensión nominal de 2 voltios.
Durante el proceso de descarga las dos placas van convirtiéndose en sulfato de plomo (SO₄ Pb) a cuenta del ácido sulfúrico del electrólito por lo que la concentración de este va disminuyendo, de esta forma una medición de la concentración de ácido en el electrólito da una indicación adecuada delestado de carga del acumulador. Como la densidad de las disoluciones de ácido sulfúrico en agua guarda una estrecha relación con el contenido de ácido, midiendo esta densidad se puede saber en que estado de carga está el acumulador, los aparatos que realizan esta medición se llaman densímetros y es común encontrar en el mercado estos densímetros ya calibrados especialmente para ese fin.
En el casocontrario, es decir la carga, se produce el proceso inverso se va formando óxido de plomo en la placa positiva y plomo esponjoso en la negativa. Químicamente estos procesos de carga y descarga podrían ser eternos si no se produjeran algunos efectos co-laterales que van reduciendo la capacidad de réplica de la carga y por tal motivo un acumulador de plomo tiene una vida limitada aunque larga (unos1600 ciclos de carga en buenas condiciones de explotación).
Entre esos efectos colaterales está el desprendimiento y sedimentación de los materiales activos de las placas, que van a parar al fondo del recipiente y dejan de participar en la reacción química, otro efecto es el llamado sulfatación de las placas, lo que consiste en la formación de sulfato de plomo compacto (no esponjoso) sobre estas,este tipo de sulfato se convierte en material estable y no participa en el proceso químico del acumulador. También la fina malla de plomo soporte del material activo, con el uso prolongado va participando lentamente en los procesos químicos del acumulador y termina finalmente sin la resistencia mecánica suficiente para soportarse a si misma, por lo que se va cayendo por partes o se desprende degolpe arruinando de este modo al acumulador.
Cuando se piensa en un acumulador práctico hay muchos factores a tener en cuenta para su construcción, veamos algunos:
1.-Tamaño de las placas

A simple inspección podía pensarse que mientras mas grande es la placa mejor, ya que esta tendría mayor cantidad de material activo (mas capacidad) y además podía soportar sin calentarse mayor corriente, noobstante hay un límite práctico de tamaño debido a que como el plomo es un material pesado un placa muy grande pesaría mucho y se rompería con facilidad por su peso propio. La experiencia a demostrado que el tamaño óptimo está alrededor de los 150 -200 mm por lado.
2.-Cantidad de placas

El problema del tamaño de la placa se resuelve colocando varias placas paralelas separadas por un materialaislante conectadas a un punto común, con esto se aumenta notablemente la capacidad de almacenamiento de corriente y los valores de la corriente que soporta el acumulador sin sufrir daños. De hecho este es el punto donde los fabricantes de acumuladores se mueven para lograr acumuladores de diferente capacidad y corriente máxima, no obstante también el peso juega un papel limitador pues muchasplacas requerirían un soporte común mas complejo tecnológicamente.
3.- Distancia entre placas

Aquí como en todo hay un compromiso, si se alejan mucho las placas se aumenta notablemente el tamaño del acumulador, si es muy fino el material aislante, se corre el riesgo de que se rompa con la deformación de las placas durante el uso y entren en contacto, lo que produciría una auto descarga, además,...