06 julho 2014

Baterias a bordo de embarcações. Qual tipo utilizar?


Este artigo tem por objetivo esclarecer uma dúvida bastante recorrente quanto à utilização de baterias a bordo de embarcações e instalações off-shore.

As baterias são a única fonte de armazenagem de energia para diversas aplicações. Geralmente são caras, requerem manutenção e monitoramento contínuos para garantir sua plena disponibilidade. 

A quantidade de ciclos que elas irão fornecer está diretamente relacionada com a profundidade da descarga. Essa profundidade de descarga é função da efetiva amperagem-hora consumida pelas cargas.

Ainda que a maioria dos projetos das baterias sejam relativamente similares do ponto de vista eletroquímico, existem diversas tecnologias de construção, onde as variáveis como sua capacidade cíclica (tempo de vida) e suportabilidade às variações de temperatura podem variar. 

Dos diferentes tipos de baterias disponíveis no mercado, podemos destacar as baterias automotivas e as baterias estacionárias.

Basicamente estas baterias teriam utilização em sistemas auxiliares considerados vitais em uma embarcação, tais como:

     - Alimentação de luzes de emergência;
     - Sistemas de comunicação (console do GMDSS, VHF, etc...);
     - Equipamentos de auxílio à navegação (GPS);
     - Sistemas de CFTV / DVR;
     - Public address systems (fonoclama);
     - Sistemas supervisórios e alarmes em geral;
     - Partida de grupos geradores e compressores de emergência;
     - Partida de motobombas;
     - Baleeiras;
     - Automação e controle;
     - No breaks / UPS;
     - Luzes de navegação e sinalização;
     - Controle de disjuntores e relés de proteção.
Por terem objetivos finais diferentes, estas baterias apresentam características técnicas bastante distintas. A utilização de cada uma destas baterias a bordo de navios devem considerar todos os aspectos que as caracterizam, conforme apresentamos a seguir:
. . . 

Baterias Automotivas: 

A bateria automotiva tem aplicação exclusiva em veículos com motores a combustão. 

bateria automotiva
As baterias automotivas foram projetadas para utilização em sistemas de ignição de veículos automotores. Este tipo de bateria foi desenvolvido com tecnologia para fornecer alta descarga de energia em poucos segundos  - da ordem de 10 a 20 segundos - para fazer o motor de arranque e todo o sistema elétrico de um veículo funcionarem.

Após a partida do motor à combustão, todo o sistema elétrico passaria a ser suprido pela energia gerada pelo alternador acoplado ao motor. Além de garantir energia para o sistema elétrico, o funcionamento do alternador suplementará a carga da bateria mantendo-a carregada.

Fatos:

- Baterias automotivas são construídas com grande quantidade de placas de pequena espessura (± 1 mm) de forma a se conseguir uma grande superfície de contato. O projeto com placas finas e a ação da sobrecarga causam corrosão e o aumento das placas positivas o que, associado a eventuais quedas de temperatura podem causar a “morte súbita” da bateria.

- As baterias automotivas foram designadas para não descarregarem mais que 5% de sua capacidade total. Uma descarga completa pode danificar rapidamente este tipo de bateria.
Exemplificando:
Um banco de baterias de 24 Volts DC (normalmente encontrado a bordo) poderia sofrer uma descarga até o limite de 22,8 Volts.

- As baterias automotivas foram projetadas para recarga durante o uso do automóvel (algumas horas diárias). Quando submetemos uma bateria a uma carga de flutuação de 24 horas/dia, impomos uma sobrecarga de 2 a 4 vezes maior do que no uso primário em automóveis.

- De modo geral, em condições normais de utilização, as baterias automotivas possuem uma vida útil de 2 a 3 anos.

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Baterias Estacionárias:

As baterias estacionárias, ao contrário das automotivas, não foram desenvolvidas para suportar picos de fornecimento de energia. Sua tecnologia fornece baixa corrente elétrica por longo período de tempo, para manter um sistema DC funcionando. 

bateria estacionária
Fatos:

- As baterias estacionárias possuem placas internas espessas (6 a 9,2mm). Essa maior espessura inibe os efeitos negativos das descargas profundas sem que haja fadiga do material ativo.

- As baterias estacionárias possuem Alta capacidade A x h.

- Conhecidas como baterias de ciclo profundo, podem perder até 80% de sua carga total sem se danificarem.
Exemplificando:
Em um banco de baterias de 24 Volts DC, a descarga máxima suportaria até o  limite de tensão de 4,8 Volts (valor no qual a maioria dos equipamentos alimentados pelo banco já deixaram de funcionar).

- Construídas com materiais mais nobres de forma a proporcioná-las maior vida útil e confiabilidade, as baterias estacionárias possuem suas placas positivas em forma tubular, onde o material ativo fica alojado dentro de uma bolsa de aço entrelaçado. Este arranjo permite uma maior distribuição do fluxo de elétrons, além de impedir o desagregamento do material ativo.

- Em condições normais, baterias estacionárias comumente possuem vida útil de aproximadamente 20 anos.

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Resumindo:
Pelo exposto acima, não é difícil perceber que para cada aplicação um tipo certo de bateria deverá ser utilizado:
  • Baterias de uso geral: Utiliza-se BATERIAS ESTACIONÁRIAS.
  • Baterias do GMDSS: Utiliza-se BATERIAS ESTACIONÁRIAS.
  • Para partida de grupos geradores, compressores de emergência, motobombas e baleeiras, utiliza-se BATERIAS AUTOMOTIVAS.
Observação importante: Em baleeiras do tipo free fall, devido ao ângulo de lançamento e a vibração intensa causada pelo impacto da baleeira na água, recomendamos a utilização de baterias automotivas AGM / VRLA (Absorved Glass Mat / Valve-Regulated Lead-Acid).
As baterias AGM / VRLA, são o último passo na evolução das baterias ácidas. Em vez de usarem gel, as AGM usam fibra de vidro a envolver o eletrólito, o que contribui para que sejam as mais resistentes aos impactos e imune a vazamentos.
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