Uma Aula sobre Baterias

>> INTRODUÇÃO

Nas marinas, nos campings, em fim em todo lugar onde há concentração de veículos, é comum ouvir exclamações exasperadas como : “ as minhas baterias estão novamente descarregadas !”, ou “….duram pouco”, ou “…não agüentam a carga”, ou “…pifam logo”, etc.. As sugestões que inevitavelmente seguem não variam muito :
– instale um segundo alternador,
– substitua o alternador por outro mais potente,
– faça carga lenta ( ou rápida ),
– amplie o banco de bateria,
– ponha um alternador para cada banco de bateria,
– etc..

Já se sabe que essas “soluções” não funcionam. Por que ?
Porque há uma diferença fundamental entre o funcionamento do sistema automotivo
( bateria / alternador ), que auxilia os motores de propulsão, e o do sistema “reserva de energia”
(bateria de serviço / carregador ). O conhecimento dessa diferença é de primeira importância para o
usuário ; a explicação detalhada se encontra na 3ª parte deste documento.
Por falta de informação, muitos donos de barco e marinheiros usam com toda boa fé
os aparelhos específicos do primeiro sistema para o segundo ; assim dos alternadores automotivos
quase universalmente usados para recarregar a bateria de serviço, o que dá os resultados que
sabemos. Por outro lado, o uso de carregadores inadequados é também responsável por muitos
problemas.
Este estudo tem como propósito esclarecer o funcionamento da bateria a fim de ver
por que as “soluções” listadas acima não dão certo, mostrar as diferenças entre o sistema automotivo
e o sistema de serviço e propor soluções mais adequadas.

PRIMEIRA PARTE
CARGA DA BATERIA
Para entender as razões de tanta desgraça com as baterias, convém estudar, antes
de mais nada, um ciclo de carga correto e ver quais são os pontos fundamentais do processo.
Para carregar uma bateria é preciso introduzir-na uma certa quantidade de
“AmpèresHoras” pelo meio de uma corrente elétrica (corrente de carga). Todavia, a bateria não
armazena “AmpèresHoras” passivamente, mas desenvolve uma certa repulsão à corrente de carga.
Como consequência, o carregador deve ser programado para se ajustar constantemente às
condições da bateria e superar sua resistência. Vamos ver passo a passo como se desenvolve uma
operação de carga e quais são as conseqüências.

1 – ESTUDO DA OPERAÇÃO DE CARGA
Vamos acompanhar um ciclo de carga realizado manualmente por um operador (atento e paciente…) que dispõe de um carregador manual com um voltímetro de precisão na faixa 11-15 V, um amperímetro e um botão de regulagem da corrente.

A bateria que usamos é do tipo ciclável, com capacidade nominal 100Ah, sendo a
sua tensão 11,8 V ( bateria quase totalmente descarregada ). Nessa altura, é preciso repor uns 90Ah
para carregar a bateria até 100%

Depois de ligar o carregador, o operador regula a corrente de carga em 10 A ( 10% da capacidade nominal, valor comumente escolhido para carregadores manuais ). A tensão sobe e se equilibra num certo valor V1 que depende da carga residual, do estado da bateria, da sua resistência interna, da temperatura, do tipo, etc.).
Após alguns momentos, notamos que a amperagem começa a diminuir e vai
diminuindo até zero se nada for feito. A tensão V1 fica mais ou menos estável. Esse fenômeno tem
uma explicação : logo que a corrente de carga se estabelece, a tensão interna da bateria cresce ;
esta tensão, chamada “tensão contra-eletromotor”, se opõe à do carregador e aos poucos atinge V1,
anulando totalmente a ação do mesmo.
Essa primeira tentativa durou uns 20 minutos. A bateria mal armazenou 2 ou 3 Ah e
está longe de ser carregada. É evidente que, se o operador não intervir, a bateria não armazenará
mais nada. Por conseguinte, é necessário re-estabelecer a corrente ao seu valor inicial de 10 A,
girando o botão de regulagem do carregador. A tensão sobe até V2. Como anteriormente, a
amperagem não fica estável mas decresce gradativamente, e é preciso girar novamente o botão de
regulagem para repor a corrente em 10 A ; a tensão sobe para V3, e assim por diante.
Na prática, para manter a corrente ao valor escolhido, é necessário girar
continuamente o botão de regulagem, o que eqüivale aumentar a tensão de carga progressivamente.
Depois de algumas horas, a tensão atinge 14,6 V (nesse momento, a carga da bateria
é aproximadamente 80% do valor nominal). De repente, aparece uma mudança importante no
comportamento da bateria : o eletrólito comece a borbulhar ( a bateria “ferve” ); o eletrólito se
decompõe em oxigênio e hidrogênio. A bateria não aceita mais a carga e a corrente do carregador
provoca a eletrólise da solução.
Se reduzirmos um pouco a tensão, para 14,4 V, o fenômeno pára imediatamente.
Vamos então continuar a operação mantendo a tensão em 14,4 V. Basta não tocar mais no botão de
regulagem.
Como já sabemos, sob tensão constante a corrente diminui. Depois de 6 a 8 horas, o
valor da corrente atinge 1A. Nesse momento, pode-se considerar que a bateria está carregada até
100%.
Uma corrente de 1A é bem pequena, mas é suficiente para manter uma
mini-eletrólise, pouco perceptível, que no decorrer do tempo provoca a decomposição do eletrólito. É
indispensável reduzir ainda mais a tensão, para 13,6 V (valor descoberto após várias tentativas), a
fim de evitar totalmente esse fenômeno. Essa tensão, chamada “tensão de float” ( flutuação ), é ideal
para manter uma bateria não utilizada em boa condição ( pode ser entre 13V e 13,8 V dependendo
do tipo de bateria ).

Uma bateria não utilizada deve ser mantida carregada. A tensão de ‘float” pode
ser aplicada por tempo indeterminado ; a corrente muito fraca é suficiente para compensar as perdas
naturais da bateria e mantê-la completamente carregada sem que corresse o risco de ferver ou de
ser danificada. Essa fase de “float” é uma vantagem importante oferecida pelos carregadores
modernos (“inteligentes”) que podem ficar ligados o tempo todo na bateria sem necessidade de
fiscalização.
O experimento descrito acima permite deduzir algumas observações interessantes :
1. É obviamente inviável operar o carregador manual como descrito. O resultado é que
o operador deixa a bateria borbulhar, acreditando que está carregando enquanto, na
realidade, está se estragando sem armazenar mais carga. É indispensável
automatizar o carregador.

2. A operação de carga ideal se divide em 3 fases :
A. Primeira fase : corrente constante : a corrente é mantida constante
enquanto a tensão sobe até o ponto quando acontece a decomposição do
eletrólito ; ao final desta fase, a bateria acaba carregada entre 75 e 80% da
sua capacidade nominal,
B. Segunda fase : tensão constante : a tensão fica a 14,4V enquanto a
corrente diminui progressivamente até ~1% da capacidade nominal; nessa
fase, a carga da bateria está completada até 100% ; é uma fase demorada,
de 8 a 10 horas,
C. Terceira fase* : float : para manter a carga da bateria a 100% durante um
tempo indefinido, a tensão do carregador tem que ser rebaixada para 13,8 V
a fim de evitar todo risco de eletrólise.
* Na realidade essa fase não é tão simples mas não é do nosso propósito entrar em
detalhes que só interessam especialistas. Basta saber que carregadores “inteligentes”,
tipo STATPOWER TRUECHARGE ou TECSUP HI-TEC, mantenham e
preservam as baterias para a maior satisfação do dono.
2 – CARREGADORES “INTELIGENTES”
São chamados “inteligentes” os carregadores cujo programa de carga é de duas ou
três fases conforme descrito acima, e que são automáticos ( que não requerem fiscalização
permanente ). Existem dois tipos :
A. Carregador tipo “ UUI” ( fig. 1 )
A curva de 3 fases descrita acima é chamada “UUI” ou “duplo UI”. É a mais
eficiente, sendo a bateria carregada até 100%. É a curva de funcionamento de todos
os carregadores da STATPOWER e da TECSUP, e dos alternadores/ carregadores
especiais.
B. Carregador tipo “UI” ( fig. 2 )
Voltando à operação de carga descrita no §1, poderíamos ter verificado
durante a primeira fase que, quando a tensão atinge 13,8 V, a bateria já está com
70% da carga nominal. Se iniciarmos a terceira fase naquele momento, é evidente
que a bateria não chegará aos 100% ; no fim da operação ficará com aprox. 80% da
carga nominal, mas, em compensação, a corrente residual será 0,1 ou 0,2 A, valor
sem grande perigo para a bateria. Desse modo, a fase “float” se encontra
confundida com a segunda fase.
Baseando-se nessa observação, dá para imaginar um carregador ( ou um
regulador de tensão de alternador ) de duas fases, mais simples e mais barato que
um de três fases. É o sistema chamado “UI”, ou “simples UI”. É suficiente para
aplicações rodoviárias ( o regulador UI é bem mais eficiente que o regulador
automotivo usual quando se trata de carregar uma bateria ! ); convém também para
barcos de serviço que navegam quase todos os dias.
O regulador BRS da BALMAR é baseado neste princípio.
Fig. 1 Curva de carga “UUI”

FUNCIONAMENTO : automático
A corrente de carga inicial depende da potência do carregador ; não é
ajustável. A tensão sobe do valor inicial Vi ( tensão da bateria ) até 14,4 V e
fica constante. A corrente fica constante até a tensão atingir 14,4 V, em
seguida decresce. Quando a corrente passa abaixo de 1 A, a tensão é rebaixada
para 13,8V e fica neste patamar ( tensão de “floating” ); a corrente é
quase zero.
INCONVENIENTES :
VANTAGENS : – a bateria pode ser carregada até 100%
– não há risco de a bateria ferver
– não requer a presença de um operador
– o carregador pode ficar sempre ligado à bateria
não há
constante (1 a 3h)
80% da carga 20% da carga mantem a bateria
carregada a 100%

Fig. 2 Curva da carga “UI”
FUNCIONAMENTO : automático
A corrente de carga depende do carregador ; não é ajustável. A tensão sobe
do valor inicial Vi ( tensão da bateria ) até 13,8V e fica neste valor. A corrente fica
constante durante um tempo e depois decresce antes a tensão atingir 13,8V,
impedindo a carga completar 100%.
INCONVENIENTES : o nível de carga na bateria não ultrapassa 70%.
VANTAGENS : – não requer a presença de um operador,
– sendo baixa a tensão de float,, não há risco de a bateria ferver,
– o carregador pode ficar sempre ligado à bateria, porém é recomendado
verificar o nível do eletrólito cada mês.

FUNCIONAMENTO : manual
Ao início, o operador ajusta a corrente a, por exemplo, 10A, sendo a tensão
constante 12,6V. A medida que a resistência interna da bateria cresce, a corrente
diminui. O operador reajusta a corrente para 10A. A tensão pula para, digamos,
13V. A corrente diminui, etc.. A regularidade dos patamares e os valores
dependem da habilidade do operador.
INCONVENIENTES : – processo muito lento,
– presença do operador obrigatória,
– quando a tensão ultrapassa 14,4V, a bateria ferve mas está longe
de ser carregada.
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FUNCIONAMENTO : semi-automático
O operador ajusta a corrente inicial, por exemplo 10A. A tensão sobe.
A corrente cai um pouco. Quando a tensão atingir 14,4V, o carregador corta
a alimentação. A tensão cai lentamente, não há mais corrente. Quando a
tensão atingir 12,6V, o carregador liga-se novamente, fornecendo novamente
a corrente de 10A, etc..
INCONVENIENTES : – pouco eficiente em fim de carga,
– a bateria não chega a ser carregada nem até 80%,
– se deixar o carregador ligado, a bateria acaba fervendo,
– requer fiscalização constante.
manual automatizado

3 – OUTROS MEIOS DE CARGA
Os outros tipos de carregadores e os alternadores automotivos comuns não convém
para carregar corretamente uma bateria. Vejamos por que :
A. Carregador manual ( fig.3 )
Já vemos os inconvenientes deste tipo de aparelho : necessita uma fiscalização
permanente… ou acaba logo matando a bateria. Vantagem ( só na compra ) : preço barato ( e nem
sempre ).
B. Carregador semi-automático ( fig. 4 )
É o tipo manual sumariamente automatizado.
Nesse tipo de aparelho, a corrente é mantida constante até a tensão atingir 14,4 V ;
naquele momento, a alimentação do carregador está automaticamente desligada. Por conseguinte a
tensão da bateria cai progressivamente ; quando atingir ~12,6 V, a alimentação volta a ser ligada.
Isso resulta num sistema de pulsações liga-desliga entre 14,4 e 12,6V.
Aparentemente, tal carregador poderia ficar ligado à bateria em permanência sem
provocar “fervura”, mas na verdade não pode e, de fato, os fabricantes sérios recomendam uma
verificação periódica (pelo menos semanal ) do nível do eletrólito, o que é impossível em baterias
seladas ( a MBT já teve problemas com carregadores desse tipo deixados ligados sem fiscalização
suficiente ; resultado : baterias estragadas após alguns meses ).
Finalmente, comparado com o carregador manual, o carregador semi- automático
representa um avanço, porém limitado :
– não pode ser abandonado por muito tempo sem fiscalização,
– sendo suprimida a fase de tensão constante, a carga final nunca ultrapassará os 70 ou
75% da carga nominal ; por causa disto a bateria perderá definitivamente a capacidade de
recarregar até 100% após alguns meses (“memória” da bateria).
C. Alternador automotivo
O alternador automotivo é um péssimo carregador nas condições usuais de uso
porque a sua tensão máxima de carga é insuficiente. A tensão do alternador automotivo está
regulada de fábrica num valor fixo, 13,6V, enquanto é preciso que a tensão subisse até um valor
entre 14,4V e 15,2 V ( o valor exato depende do tipo da bateria) para carregar uma bateria mas isso
não é requisito para o funcionamento do sistema automotivo.

SEGUNDA PARTE
FUNCIONAMENTO DA BATERIA

1 – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DA BATERIA
O elemento básico de uma bateria é um conjunto de duas placas, de composições
diferentes, mergulhadas num líquido apropriado ( o eletrólito ) e mantidas afastadas uma da outra
por um separador de material isolante porém poroso de modo que deixasse passar os íons SO4 e
H2 e conseqüentemente a corrente elétrica.
O material ativo da placa positiva é o peróxido de chumbo PbO2. O material ativo da
placa negativa é o chumbo metálico Pb sob forma esponjosa. O eletrólito é uma solução de ácido
sulfúrico SO4H2 e água H2O.
A dissimetria química entre as duas placas de materiais diferentes gera uma tensão
( voltagem ) de aproximadamente 2 Volts.

Se ligarmos uma lâmpada de 2V entre as placas positiva e negativa, uma corrente se
estabelece, circulando no circuito fechado constituído pela lâmpada, as placas e o eletrólito, e
constatamos o seguinte :
– a lâmpada se acende ( circuito exterior ),
– no interior da bateria, diversas reações químicas acontecem :
a) o material de cada placa se transforma parcialmente em sulfato de
chumbo SO4Pb,
b) o eletrólito perde uma parte do seu ácido sulfúrico SO4H2, e a proporção
de água H2O aumenta.
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O resultado é que a dissimetria inicial tende a desaparecer. A corrente diminui até
parar : nesse ponto, vamos dizer que a bateria está completamente descarregada.
Durante a operação, a bateria transformou uma energia de origem química em
energia elétrica.
2 – COMPONENTES DA BATERIA
A. Grelha
A grelha é uma alma metálica retangular, usada para suportar os materiais ativos da
bateria e a conexão que permite a passagem da corrente para o circuito externo ( o chumbo
esponjoso e o peróxido de chumbo não têm resistência mecânica ).
Existem duas famílias de grelhas, dependendo do material usado para sua
fabricação :
– grelha chumbo/antimônio : usada nas baterias automotivas, provoca um consumo
de água significativo,
– grelha chumbo/cálcio : mais moderna.
A grande vantagem da grelha chumbo/cálcio é a redução drástica do consumo de
água, permitindo assim a construção de baterias seladas ( que não requerem água ).
B. Placas
Uma grelha empastada com o material ativo torna-se uma “placa”. A ligação íntima
da grelha e do material ativo é uma operação bastante difícil mas extremamente importante, já que a
vida da bateria depende muito da sua qualidade.
As placas positivas são “carregadas” com peróxido de chumbo, uma pasta de cor
marrom. As placas negativas são carregadas com chumbo esponjoso, de cor cinza.
C. Elementos
O elemento é a unidade de base da bateria. Vários elementos, sempre em número
par, constituem uma bateria. Uma bateria 12V é composta por 6 elementos ligados em série, uma
bateria 24V de 12 elementos ligados em série.
Um elemento é constituído pelo mesmo número de placas negativas e positivas
alternadas. Para evitar que as placas de polaridade diferente entrassem em curto, cada placa é
separada das demais por um separador de material isolante porém poroso para permitir a circulação
do eletrólito e dos íons.
Todas as placas da mesma polaridade são ligadas entre se por um conector que,
ligado ao conector da polaridade oposta do elemento vizinho, constituirá afinal um polo da bateria
(ligação em série)
Sendo as placas ligadas em paralelo, a tensão de um elemento é 2 Volts. O que
varia em relação ao sistema inicial de duas placas é a capacidade em Ampères, que depende do
número de placas dentro do elemento.
Uma bateria automotiva, cuja função principal é gerar uma corrente de alta
intensidade ( amperagem, até 500A ) para dar partida ao motor, necessitará muito mais placas por
elemento que uma bateria de serviço destinada a gerar algumas dezenas de Ampères. Daí os dois
tipos de bateria mais comuns : a bateria automotiva e a bateria de reserva de energia.
D. Caixa
A caixa da bateria, geralmente de polietileno, está dividida em células independentes,
cada uma para um elemento de 2V. A tampa evidencia os dois pólos ( POS + e NEG – ) e os
orifícios para completar o nível do eletrólito em cada célula. As baterias seladas não têm esses
orifícios mas sim uma válvula para a saída ocasional de hidrogênio e vapor de água.

E. Eletrólito
A composição do eletrólito ( bateria carregada) é a seguinte :
– ácido sulfúrico SO4H2 : 36% em peso
– água H2O : 64% em peso
sendo a densidade 1,27.
3 – REAÇÕES QUÍMICAS DURANTE O CICLO CARGA/DESCARGA ( fig. 6 )
A. Descarga da bateria
Quando ligamos a lâmpada (§1), a corrente no interior da bateria provoca a dissociação
do ácido sulfúrico SO4H2 entre seus dois componentes, os íons SO4 e H2. Nas placas
positivas os íons SO4 se combinam com o chumbo Pb do peróxido de chumbo PbO2 e formam o
sulfato de chumbo SO4Pb ; os dois O, remanescentes do peróxido de chumbo, se combinam com
íons hidrogênio H2 para formar água H2O. Nas placas negativas os íons SO4 se combinam com o
chumbo Pb para formar também o sulfato de chumbo SO4Pb. Nesse processo, a composição das
duas placas ( a positiva inicialmente de PbO2 e a negativa de Pb ) tendem a se transformar em
SO4Pb, eliminando-se assim a dissimetria que foi a origem da corrente.
No fenômeno da descarga, a concentração em ácido no eletrólito diminui : a
densidade, inicialmente de 1,27, cai até 1,14 quando a corrente desaparece.
B. Carga da bateria
As reações químicas que ocorrem durante a carga são exatamente as inversas das
que ocorrem durante a descarga.
A corrente de carga, em sentido inverso do da descarga, dissocia o sulfato de
chumbo SO4Pb formado na superfície de todas as placas, sejam elas positivas ou negativas, entre
seus dois componentes, os íons SO4 e Pb. Da mesma forma, a água H2O se dissocia em oxigênio O
e hidrogênio H2.
Nas placas positivas, os íons SO4 se combinam com os íons H2 para regenerar o
ácido sulfúrico SO4H2 ; os íons oxigênio O se recombinam com o chumbo Pb para restituir o
peróxido de chumbo inicial PbO2.
Nas placas negativas, os íons SO4 se combinam com os íons H2, regenerando o
ácido sulfúrico SO4H2, da mesma forma que nas placas positivas, e o chumbo puro Pb reaparece na
superfície da placa.
O sistema voltou a seu estado inicial : realizamos um ciclo carga/descarga.

VOLTA AO ESTADO INICIAL
C. Velocidade de difusão das moléculas
No estudo do ciclo carga/descarga, verificamos que o estado de carga da bateria
depende diretamente da concentração do ácido SO4H2 no eletrólito. Medir a densidade do eletrólito
é um meio bastante usado para avaliar o estado de carga da bateria : densidade alta = bateria
carregada, densidade baixa = bateria descarregada. Todavia, para efetuar tal medição é recomendado
deixar “descansar” a bateria pelo menos uma hora* após a operação de carga. Por que ?
Porque, na operação de carga, as moléculas de ácido SO4H2 que se formam na
superfície das placas não se espalham instantaneamente dentro do eletrólito. A difusão das
moléculas dentro do líquido até que o mesmo ficasse completamente homogêneo leva um certo
tempo ( até 8 horas ), determinado pela velocidade dessa difusão. A velocidade de difusão é uma
característica dos elementos em presença, sobre a qual o operador não tem controle ( a menos que
chacoalhasse a bateria ).
As reações químicas acontecem na superfície das placas, exatamente na interface
entre o material das placas e o eletrólito, e dão origem às moléculas de ácido SO4H2 durante a
carga. A corrente de carga é que gera a formação das moléculas ; a quantidade de moléculas
produzidas depende diretamente da intensidade da corrente : quanto mais forte a corrente, maior a
quantidade de moléculas. Sendo a velocidade de difusão limitada, dá para perceber que, se a
produção de moléculas de SO4H2 for maior que um certo valor, as mesmas se acumularão junto à
superfície das placas, formando localmente um filme de eletrólito com alta concentração de ácido, de
modo que as placas se encontrarão mergulhadas numa solução de densidade mais alta do que nos
demais lugares do eletrólito ( fig. 7 ). Se medir a tensão da bateria logo depois de um período de
carga, o valor será aquele correspondente à concentração de ácido ao redor das placas e não à
concentração média do eletrólito. É uma “falsa tensão” que não reflete o estado de carga real da
bateria. Daí a necessidade de deixar “descansar” a bateria antes de fazer qualquer medição.
Esse fenômeno sempre acontece, pois o valor da corrente para ter o equilíbrio entre
a produção e a difusão das moléculas de ácido é muito baixo. A conseqüência principal é que não é
possível carregar uma bateria com uma corrente forte demais, se não a “falsa tensão” sobe
rapidamente ( em alguns minutos ), até igualar a tensão do carregador, sendo a corrente anulada.
Resultado : não há mais possibilidade de carregar.
Na descarga, acontece o fenômeno oposto : se a corrente de descarga for forte
demais, as moléculas de SO4H2 distribuídas no eletrólito não terão o tempo de migrar até as placas
para se dissociar e formar o sulfato de chumbo SO4Pb. Resultado : a solução ao redor das placas
fica mais pobre em moléculas de SO4H2 que em outras partes do líquido ; isso provoca uma queda
de tensão nos bornes, mas não significa que a bateria esteja descarregada. Um exemplo prático
bem conhecido é a queda de tensão violenta que acontece nos bornes da bateria de um carro
quando se liga o motor de arranque.
D. Degradação das placas durante um ciclo
Durante um ciclo carga/descarga o material ativo passa sucessivamente do estado
PbO2 para o estado SO4Pb, e do estado Pb para o estado SO4Pb, e vice-versa.
Essas transformações provocam variações periódicas do volume dos materiais
ativos ( expansão e contração ). Os materiais acabam se desagregando e as partículas caiem no
fundo da caixa. Apesar de todas as precauções tomadas na fabricação das placas, esse fenômeno é
inevitável, e cada ciclo provoca uma perda de material. Resultado : a vida útil de uma bateria
depende do número de ciclos que exigimos dela, como também da profundidade dos mesmos.
É claro também que, sendo iguais as capacidades em Ampère-horas, uma bateria
fabricada com mais material ativo terá uma vida útil maior que outra com placas pouco “carregadas”.
*ver § “Fiscalização da carga” p.22

Dessas observações, podemos deduzir que a anatomia de uma bateria automotiva,
cujos ciclos são superficiais mas que tem que gerar correntes fortes, será diferente da de uma
bateria ciclável destinada a gerar pouca amperagem mas durante horas. As placas da segunda
devem ser fartamente “empastadas” para alimentar as reações químicas durante longos períodos,
enquanto placas finas prevalecem para a primeira, já que um ciclo não dura mais que alguns
segundos.
4 – CRITÉRIOS PARA CARREGAR CORRETAMENTE A BATERIA
A. Critério da amperagem
Acabamos de ver que a difusão das moléculas de ácido dentro do eletrólito influi
grandemente no comportamento da bateria, especialmente na fase que mais nos interessa no
momento, a da carga. A aparição da “falsa tensão” se opõe à corrente de carga. É lógico pensar que
basta elevar a tensão de carga para superar a dificuldade, deixando a amperagem razoavelmente
baixa , mas sabemos também ( Primeira Parte § 2 ) que não se pode aumentar a tensão de carga
acima de uns 15V ( o valor exato depende do tipo de bateria ). Por conseguinte, é necessário achar
um compromisso entre a amperagem da corrente de carga, a duração da operação de carga e a
tensão de fim de carga, que não pode ser ultrapassada.
Exemplo 1 : o tempo disponível para carregar uma bateria de 100 Ah, descarregada de
50%, é 8 horas (uma noite ). Sendo a corrente de carga 10A ( = 10% do valor nominal da bateria ), a bateria
será recarregada até 100%.
NOTA : para tal resultado, o uso de um carregador “inteligente” é indispensável
pelas seguintes razões :
1) para manter a corrente no valor de 10A, a tensão deve ser constantemente
reajustada,
2) depois de aprox. 5 horas, a corrente deve decrescer ; não se pode
manter uma corrente de 10A numa bateria já carregada a mais de 80%,
pois borbulhará e perderá o eletrólito.
Exemplo 2 : o tempo disponível para carregar a mesma bateria de 100 Ah é 2 horas.
Escolhemos a corrente de carga em 25A ( = 25% da carga nominal ). Após
1h15mn, a tensão já está no seu limite máximo ; a corrente deve ser cortada.
Nesse momento, a bateria será recarregada somente até 80%.
Exemplo 3 : o tempo disponível é 1 hora. Para compensar, pense-se em usar um carregador
de 50 A. A tensão sobe rapidamente e após 15 minutos atinge o seu limite
máximo; a corrente deve ser cortada. Naquele momento, a bateria não pode
ultrapassar os 60% de carga.
Praticamente, uma corrente de carga igual a 10% da carga nominal da bateria
(seja : 10 A para uma bateria de 100 Ah ) foi por muito tempo considerado o melhor compromisso,
mas convém notar o seguinte :
– o tempo para recarregar é relativamente demorado,
– manter uma corrente de carga num valor determinado, por exemplo 10% da
capacidade da bateria, requer um carregador automático, com tensão variável
programada,
– os carregadores “inteligentes UUI” são mais rápidos ( Primeira Parte § 2 )
Pode-se usar sem dano para a bateria uma corrente de carga até 25% da
capacidade nominal da bateria ( seja : 25 A para uma bateria de 100Ah), até a tensão atingir os
14,4V. Isso oferece um bom compromisso entre tempo de carga e percentagem de carga final
quando não se dispõe de muito tempo para carregar. É o caso de uma bateria de serviço de uso
quotidiano, num sítio ou num barco, por exemplo. Todavia, haverá a necessidade de carregar
completamente a bateria pelo menos uma vez por mês para que a mesma não perdesse
definitivamente a sua capacidade inicial.

B. Critério da tensão
A tensão deve atingir, no final da carga, um nível máximo que vária de 14,2 até
15,1V, dependendo do tipo de bateria. É um critério de primeira importância para escolher um
carregador : se o carregador não conseguir essa tensão, a bateria nunca será totalmente carregada,
e aos poucos irá perdendo a sua capacidade inicial ; se o carregador gerar uma tensão alta demais,
o eletrólito borbulhará e a bateria será danificada. Nos dois casos, a vida da bateria se encontra
encurtecida ( e o dono, mais uma vez, de mau humor ).
É por causa desse critério que os alternadores automotivos são péssimos carregadores.
A tensão desses aparelhos é usualmente regulada a 13,6V. Nessas condições, uma bateria
não pode ser carregada a mais que 70% da sua capacidade nominal, no melhor dos casos. Além do
mais, para chegar a esse resultado, a operação de carga é demasiadamente demorada. Ninguém
deixa um motor girar durante horas seguidas para carregar a bateria, obviamente por causa das
poluições, mas também para não prejudicar o motor Diesel, que não pode girar muito tempo sem
carga.
C. Fiscalização da carga
Fiscalizar a carga da bateria é uma operação essencial para monitorar racionalmente
o uso da mesma e aproveitar ao máximo as possibilidades de uma instalação “ENERGIA
AUTÔNOMA”.
A fiscalização da carga pode ser feita medindo-se o valor dos parâmetros
característicos da bateria, sejam eles : tensão, densidade do eletrólito, Ampères-horas entrando e
saindo.
Para medir a tensão da bateria, um voltímetro comum não convém, pela falta de
precisão. Vemos que a tensão de fim de carga sobe até o valor máximo de 15,2V para baterias
chumbo/cálcio, e sabemos que para uma bateria descarregada, mas em bom estado, a tensão não
pode cair abaixo de 10,8V. Vemos também que os décimos de Volt têm grande importância. Por
exemplo, com 12,0V, a bateria está quase descarregada, enquanto com 12,6V, está completamente
carregada. Nessa altura, dizer que a bateria está com 12V não significa nada. Por conseguinte, o
voltímetro adequado para a leitura da tensão deve mostrar cada 0,1V entre 10 e 16V. Existem
voltímetros de LED especialmente desenvolvidos para esse fim. Porém, convém lembrar que uma
medição de tensão não pode ser feita logo depois de uma operação de carga

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