El objetivo de un cargador de baterías es almacenar como energía química dentro de una batería la mayor cantidad de intensidad eléctrica (amperios). Esta frase que parece obvia no es ni mucho menos una declaración fácil de conseguir para un equipo electrónico.

A bordo de un motorhome usted puede encontrarse desde un simple convertidor hasta un inversor/cargador multi-frecuencia/multi-estado completamente configurable. Entre uno y otro hay muchísimas diferencias, algunas obvias otras no tanto. En todo caso, nosotros los europeos nos encontramos con un problema: los equipos instalados por los fabricantes de RVs americanos no suelen soportar la conexión a una red eléctrica de 230 voltios/50Herz. Salvo en contadas excepciones los equipos están diseñados para su uso única y exclusivamente en las redes eléctricas norteamericanas.

Es por esto que un europeo que posea un motorohome americano se comporta, a todos los efectos, como un ‘boondocker’, como un campista que disfruta de su vehículo sin conexiones con el exterior, al menos a nivel eléctrico. De facto, electrodomésticos como la lavadora o la secadora instaladas en los motorohomes sólo pueden ser usadas cuando el generador de abordo está funcionando

Convertidores.

Estos son equipos cuya misión principal es suministrar 12 voltios al interior del vehículo cuando este está conectado a la red eléctrica, de forma que las baterías no son drenadas cuando el RV está conectado al camping. En caso de que el convertidor disponga de más potencia que la exigida por el consumo del vehículo, una pequeña parte de esa potencia extra ira a mantener la carga de las baterías.

Los convertidores están tarados en amperios de corriente continua. Así por ejemplo: si usted dispone de un convertidor de 40 amperios, podrá suministrar hasta 40 amperios al circuito de 12 voltios de su vehículo. Ahora bien, la sección de carga de un convertidor es muy pequeña, normalmente de 3 o 5 amperios. Esto quiere decir que la capacidad de estos equipos para cargar una batería es realmente pobre, por no decir ninguna, están diseñados para mantener la carga pre-existente en sus baterías.

Los equipos ‘normales’ de esta categoría cargan a un voltaje fijo (son mono-fase), normalmente a 13.5 voltios, lo que es muy bajo para cargar una batería, pero muy alto para mantener la batería en un estado ‘flotante’. Por lo que si los conecta a un conjunto de baterías completamente cargadas, lo que a la larga provocará son sobre-calentamiento y evaporación de agua. Cuando se usa un convertidor es muy importante verificar el nivel de agua de sus baterías de forma regular.

Hoy en día hay convertidores multi-etapa, pero la realidad es que yo no recomendaría a nadie actualizar su convertidor a uno de estos equipos. Al final no son cargadores, son mantenedores de carga. Estamos hablando de equipos que están orientados a personas que viven constantemente conectados a un camping, y que probablmenete tienen una única batería en su caravana.

Es raro ver hoy en día un convertidor instalado en un motorohome, lo normal es disponer de un inversor/cargador, pero hay algunas marcas de caravanas que los incorporan como equipos de serie.

Cargadores.

Varios estudios afirman que el 82% de las baterías que se venden en Europa mueren antes de tiempo, un porcentaje muy similar al de las fabricadas y vendidas en USA, indica que el uso que se le dan a las baterías dista mucho del ideal. Las dos principales causas para este fallecimiento prematuro de tal cantidad de baterías son:

• Que son descargadas una y otra vez, sin llegar a ser cargadas al 100% entre ciclos, lo que implica que las partes de sulfuro que no son disueltas en el agua por un proceso de carga, con el tiempo se convierten en cristales, extremadamente duros que son muy difíciles de diluir.
• Que son sobrecargadas, lo que provoca pérdidas agresivas de agua y oxidación de las placas que quedan al descubierto. Sólo los mejores cargadores multi-etapa disponen de los sistemas electrónicos de control para mantener las baterías cargadas al 100% sin sobrecargarlas.

Cargar correctamente una batería implica llevarla hasta el 80-85% de su carga nominal enviando energía a la batería, según algunos autores a razón de entre 3 y 10 amperios hora, lo que en inglés se denomina ‘bulk-charge’. En ese punto la batería comienza a hervir de forma vigorosa, continuar inyectando amperios a partir de este punto implicaría sobre-calentar la batería y probablemente sobre-cargarla, perdiendo la batería una parte del agua con el riesgo que eso conlleva.

Una carga de absorción es usada para rellenar el 15-20% restante. Con la batería al 100% los cargadores entran en ‘flotación’ un estado en el que inyectan pequeñas cantidades de energía en las baterías para cotrarrestar la descarga autónoma de las mismas.

Durante la fase bulk, el cargador aporta el voltaje máximo (de forma óptima 14.8voltios para una bataría de plomo-ácido abierta) con la mayor corriente (amperaje) de que sea capaz el equipo. En función del amperaje de que sea capaz su cargador, y de la cantidad de amperios que sea posible almacenar en sus baterías, se podrá calcular el tiempo que el equipo va a usar en esta fase. Por ejemplo: si usted dispone de un conjunto de baterías de digamos 200 amperios, que ha descargado en un 30% (hasta los 140 amperios, es decir, ha consumido 60 amperios), con un cargador de 20 amperios, necesitará aproximadamente 1 hora para alcanzar la fase de absorción.

Los cargadores inteligentes miden la resistencia interna de la batería que van a cargar antes de comenzar, de esta forma determinan si deben comenzar en fase bulk o en absorción. Una vez que las baterías alcanzan, más o menos, un 80% de su carga nominal, el cargador pasa a fase de absorción. En esta fase el cargador mantendrá una tensión constante e irá bajando los amperios que suministra, de forma que la corriente entrante no sobrecargará la batería, manteniendo la temperatura dentro de los límites operacionales de las mismas.

La etapa de absorción es significativamente más lenta que la de carga bulk, ya que la corriente va disminuyendo continuamente, llegará un momento en que la batería estará casi completamente cargada y el equipo entrará en la fase de flotación. Básicamente la fase de absorción termina cuando la batería llega al 95-97% de su capacidad nominal. Llevar la batería de ese 95-97% al 100% puede costarle varias horas al cargador, debido a la baja tasa de aceptación de energía que tiene la batería casi llena.

Algunos cargadores entran en flotación cuando la batería aún está al 85% de su capacidad nominal, lo que es en extremo temprano, por lo que tardan muchísimo en alcanzar el 100% de la carga, otros entran en esta última fase cuando la batería alcanza el 95%. En todo caso, es en la fase de flotación cuando la batería alcanza el 100% de su capacidad.

Los cargadores en la etapa de flotación bajan el voltaje hasta los 13,2 / 13,4 voltios que es la tensión máxima que una batería de 12 voltios puede generar. El amperaje será disminuido progresivamente hasta el punto que se considera ‘de goteo’ (de aquí el término cargador de goteo de algunos equipos destinados a mantener la carga en baterías).

La mayoría de los cargadores inteligentes no se apagan cuando llegan a la corriente de goteo, mantienen el análisis del estado de carga, y se mantienen goteando corriente a la batería indefinidamente. Es completamente seguro dejar una batería en modo de flotación durante meses o incluso años.

Los cargadores inteligentes disponen de un cuarto modo de funcionamiento llamado equalización. En este modo de funcionamiento el cargador aplica una sobrecarga a las baterías con un voltaje de entre 15.6 y 16.2 voltios pero con una intensidad limitada al 10% de la capacidad total. El objetivo de todo esto es eliminar la cristalización sulfúrica que se deposita en las placas que componen una batería. Los cristales que no se recambian para formar ácido sulfúrico son mecánicamente despegados de las placas, gracias al burbujeo continuo. Las baterías de ciclo profundo disponen de una zona específica en el fondo para albergar esos residuos. Los fabricantes recomiendan la equalización de las baterías al menos 2 veces al año, o 20 cada 20 ciclos de carga y descarga.

Durante la fase de equalización las baterías hervirán, emitiendo gases (oxígeno e hidrógeno), al ser esta combinación de gases explosiva en ambientes con más de 4% de hidrógeno, se recomienda mantener las baterías bien aireadas, lo que a todos los efectos en un motorhome implica abrir la puerta del compartimento de las baterías mientras dure el procedimiento.

Los fabricantes recomiendan medir la gravedad específica de cada vaso de las baterías cada hora durante el proceso de equalización. Para simplificar se usa un vaso como referencia, y sólo se mide ese vaso durante el proceso. Para evitar dañar las baterías, la equalización debe ser interrumpida cuando la gravedad específica de los vasos deja de crecer. El proceso puede durar varias horas si la sulfatación en las baterías es severa.

No obstante, como medir la gravedad específica de los vasos es muy tedioso (y a no todo el mundo le gusta estar tomando muestras de un liquido con ácido sulfúrico burbujeando agitadamente), los fabricantes de cargadores se aseguran de que los procesos de equalización de sus equipos se mantengan por un período de tiempo limitado. Si usted lo hace ‘a mano’, lo normal es que la equalización no dure más de 4 horas.

Durante una equalización, y sobre todo después de ella, se deben revisar los niveles de agua, añadiendo la que sea necesaria para mantener inundadas las células.

Qué buscar en un cargador?

La respuesta a esta pregunta es fácil: voltios!!!

Los fabricantes indican que para cargar una batería estándar de plomo-ácido abierta deben aplicarse entre 14.4 y 14.8 voltios, y se debe mantener ese voltaje hasta que casi se alcance la carga nominal de la batería. Así por ejemplo Trojan indica que sus baterías deben ser cargadas a 14.9 voltios, Interstate va más lejos e indica que 15 voltios es el valor óptimo para sus productos.

Los fabricantes que publican documentación técnica de sus productos, indican que los voltajes dependen de los amperios que puedan suministrarse a las baterías, a menor amperaje, mayor voltaje. Incluso bien por encima de los 15 voltios!  Trojan dice en su documentación técnica que se debe mantener el voltaje hasta que un hidrómetro indique que la batería está 100% cargada… lamentablemente no hay en el mercado ningún cargador capaz de medir la densidad del agua, o el contenido de ácido sulfúrico, para detener la carga.

Por tanto todo se reduce al voltaje. Es el voltaje mantenido en el tiempo el que ‘empuja’ los amperios dentro de la batería. De hecho los amperios empujados en una batería a una tensión mayor tienen más energía química que los amperios que se logran con una tensión más baja. Finalmente la ecuación: voltios * amperios = vatios, indica que los amperios almacenados con un voltaje un 10% más alto, tienen también un 10% más vatios.

Es por todo esto que siempre hay que buscar instalar cargadores que mantengan la etapa de carga en bulk el mayor tiempo posible y con tensiones ajustables por el usuario. Es muy imporatnte conseguir una carga completa de sus baterías porque una batería cargada al 95% tiene un 10% menos energía utilizable que una cargada al 100%, recuerde que como norma general, de la potencia eléctrica de su batería es usable sólo un 50%.

La instalación eléctrica de un cargador.

El motivo de esta sección es hacer incapié en algo que muchos fabricantes de motorhomes americanos (y europeos) parecen querer olvidar: La tensión de carga óptima para una batería debe ser aplicada a la mismas en sus bornes!

Quiero decir, hay un fenómeno bien conocido que se debe a la resistencia interna de un cable eléctrico o impendancia. Debido a la impendancia, un cable ofrece un cierto grado de resistencia al paso de la corriente que se va intensificando con la longitud del cable. Por tanto, no sirve de nada disponer de un gran cargador que pueda suministrar 14.8 voltios en su salida, si esa tensión no llega realmente a los terminales de la batería.

Es muy habitual ver instalaciones en motorhomes con grandes tiradas de cables, demasiado finos para el uso al que están destinados.

Es muy recomendable usar cables una o dos ‘tallas’ más grandes de los recomendados por los fabricantes de equipos. y recordar que debe medir el cable de ida y vuelta para hacer cálculos de perdidas por resistencia válidos.

Es muy recomendable ubicar el cargador lo más cerca posible de las baterías, pero siempre en un compartimento separado.

Es muy recomendable usar la misma longitud para los dos cables de conexión.

Es habitual encontrar inversores/cargadores en una única unidad en los motorhomes. También es habitual cometer el error de evaluar el espesor del cable de conexión con las baterías, en función de los amperios máximos de consumo del equipo como inversor, olvidando su función de cargador.

Otro aspecto muchas veces olvidado es el crimpado de los conectores. Con cables tan gruesos es muy, pero que muy importante realizar un buen trabajo de crimpado. No es suficiente con ver que todo esta bien, tirando de la punta para verificar que no se sale… El crimpado de los cables es vital para mantener la ampicidad del cable, y para garantizar que la corriente eléctrica puede fluir por el conector sin encontrar resistencias impropias. Asegúrese de que sus conectores son crimpados por los dos lados!! y no solo por uno, que es lo habitual.

Al final usted debe pensar que invertir 20/30 euros más en cables, puede suponer la diferencia entre que su nuevo cargador de cientos de euros o su inversor/cargador de varios miles, funcione correctamente o no. Recuerde que siempre el cable que es absolutamente crítico es el que va del cargador a las baterías, cuanto más corto y grande mejor!  Todo el sistema debe estar diseñado para tener una pérdida máxima (una caída de tensión máxima) de un 1%.

Los efectos de la temperatura.

Todos hemos experimentado lo que ocurre cuando en un frío día de invierno queremos arrancar por la mañana nuestro vehículo. A la batería le cuesta arrancar el motor, el motivo es porque la temperatura afecta de forma notable a la capacidad de las baterías para activar las reacciones químicas que tienen lugar en su interior para producir energía.

Los mismos efectos pueden medirse cuando una batería es cargada, por este motivo la mayor parte de los cargadores de calidad tienen sensores de temperatura, que o bien con placas que se pegan al costado de las baterías, o bien con sensores que se atornillan en los bornes, les permiten evaluar la temperatura de la batería.

Los cargadores usan la información de la temperatura de la batería para incrementar el voltaje, de forma que usted puede medir tensiones por encima de 15 voltios en entornos fríos. Lo mismo puede decirse de entornos especialmente cálidos, donde el cargador debe reducir el voltaje de carga para no dañar la batería por sobrecalentamiento o sobrecarga.