Este trabajo ha sido republicado con autorización de su autor
Los apagones son un problema recurrente desde los años 90 en Cuba, pero la actual fase de crisis se agravó estructuralmente en el verano de 2022 y entró en una etapa de emergencia nacional a partir de octubre de 2024, con apagones totales que se repiten hasta hoy.
Todo el que ha podido financiarlo de algún modo ha buscado algún sistema de emergencia para alumbrarse en los frecuentes y largos apagones que caracterizan nuestra realidad de los últimos tiempos. Uno de los elementos a elegir son las baterías, a ellas dedicaré una breves palabras en este post.
Disponemos de dos tipos de batería según los materiales de los que están fabricadas: las de ácido plomo y las de Fosfato de Hierro y Litio, cuya fórmula química es LiFePO4 y es el nombre por el cual la mayoría las conoce (Sí, lo de LiFe no tiene nada que ver con la palabra «Life» que significa «Vida» en inglés, aunque la gente las asocie con que nos salvan la vida). Existe otro tipo, que comúnmente se llaman «de Gel», pero estas son básicamente también de ácido plomo, más adelante explico las diferencias. Yo he transitado por los tres tipos y les puedo comentar con cierto conocimiento de causa.
Las baterías de ácido-plomo son la tecnología tradicional (sí, las de siempre, las que usan los carros, las guaguas, los camiones), basadas en placas de plomo sumergidas en un electrolito líquido de ácido sulfúrico. Son pesadas, requieren mantenimiento (como revisar el nivel del líquido) y tienen una vida útil corta, especialmente si se descargan profundamente.
En contraste, las baterías LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) son una tecnología de estado sólido avanzada. Utilizan una química de litio más estable y segura, no contienen líquidos, son mucho más ligeras, no necesitan mantenimiento y pueden soportar miles de ciclos de descarga profunda sin degradarse significativamente, lo que las hace superiores en aplicaciones como sistemas de alimentación ininterrumpida donde la fiabilidad, la vida útil y la capacidad utilizable son críticas.
Las baterías de Gel son un tipo de batería de ácido-plomo sellada (VRLA). Su principal diferencia con las inundadas (las que se usan en los carros) es que el electrolito líquido se espesa con aditivos de sílice para formar un gel, lo que la hace inmune a derrames, prácticamente libre de mantenimiento y más resistente a vibraciones. Son una evolución dentro de la misma tecnología de ácido-plomo, no una tecnología nueva. Se usan comúnmente en los sistemas de alimentación ininterrumpida para computadoras de escritorio y en las motorinas.
A continuación les brindo una tabla donde se comparan los tres tipos con respecto a: i) la química en la que se basa su funcionamiento, ii) el mantenimiento que demandan, iii) la profundidad de descarga que toleran, iv) la cantidad de ciclos de vida (carga/descarga), v) el tiempo de carga (para una batería de 100Ah), vi) el voltaje de carga (para el ejemplo de una batería de 12 V), vii) la eficiencia energética, viii) la tolerancia a temperaturas elevadas, ix) el coste inicial y x) el coste por ciclo.
| Parámetro | Batería Plomo-Ácido Inundada | Batería de Gel (VRLA) | Batería LiFePO4 |
| Química Base | Plomo y Ácido Sulfúrico líquido | Plomo y Ácido Sulfúrico gelificado | Fosfato de Hierro y Litio |
| Mantenimiento | Alto (reposición de agua, limpieza) | Muy Bajo o Nulo (sellada, sin reposición) | Nulo (estado sólido) |
| Prof. Descarga (DoD) Segura | ~50% | ~50% (hasta 60-70% en casos ideales) | 80-90% |
| Ciclos de Vida | 300 – 500 ciclos | 500 – 800 ciclos (hasta 1,500 en condiciones óptimas) | 3,000 – 6,000+ ciclos |
| Tiempo de Carga (100Ah) | 8-12 horas (0.1-0.2C) | Similar a plomo-ácido, pero más sensible a sobrecarga | 1-4 horas (0.5-1C) |
| Voltaje de Carga (12V) | ~14.4V (Absorción) + ~13.5V (Flotación) | ~14.1V – 14.4V (Absorción) + ~13.8V (Flotación) | ~14.6V (Absorción) + NO requiere flotación constante |
| Eficiencia Energética | 70-85% | 80-85% | 95-98% |
| Tolerancia a Temperatura | Moderada | Buena (mejor resistencia a vibración) | Excelente, con BMS para gestión térmica |
| Coste Inicial | Muy Bajo | Moderado | Alto (1.5-3x plomo-ácido) |
| Coste por Ciclo (L.P.) | Alto | Moderado-Alto | Muy Bajo |
Hablemos sobre el proceso de carga: Tanto las inundadas como las de gel requieren un algoritmo de 3 etapas con una fase de Flotación (después de haber completado la carga), crítica para mantener la carga. Sin embargo, las de gel son más sensibles: requieren voltajes de absorción ligeramente más bajos (~14.1-14.4V para 12V) y un control preciso, ya que la sobrecarga puede crear burbujas permanentes en el gel, dañando la batería irremediablemente. En cambio, las LiFePO4 usan un proceso simple de 2 etapas (CC/CV, es decir Corriente Constante, Voltaje Constante) y no necesitan ni se benefician de una flotación constante. ¿Cómo funciona el ciclo CC/CV? El proceso se divide en dos fases secuenciales y automáticas:
Fase CC (Corriente Constante): El cargador suministra una corriente eléctrica constante y máxima (por ejemplo, 0.5C o 50A para una batería de 100Ah). Durante esta fase, el voltaje de la batería aumenta de forma gradual hasta alcanzar su nivel máximo prefijado (ej. 14.6V para un sistema de 12V). Aquí se carga aproximadamente el 70-80% de la capacidad de manera rápida y eficiente.
Fase CV (Voltaje Constante): Una vez alcanzado el voltaje máximo, el cargador lo mantiene constante. La corriente comienza a disminuir de forma progresiva a medida que la batería se satura. La carga termina cuando la corriente cae por debajo de un umbral mínimo (típicamente 0.05C o 5A para una de 100Ah), indicando que la batería está llena al 100%.
Este método maximiza la velocidad de carga sin sobrecalentar o dañar la batería, garantizando una vida útil larga
Comparación con otros ciclos de carga (como el de ácido-plomo)
Lo que se debe entender es que no todos los tipos de batería usan CC/CV. Esta tabla compara los métodos:
Advertencia crucial: Nunca cargues una batería LiFePO4 con un cargador diseñado solo para ácido-plomo. El voltaje de flotación de estos cargadores es demasiado bajo para las LiFePO4 y no las cargará completamente. Lo más peligroso es que algunos cargadores antiguos incluyen una fase de «ecualización» (voltaje muy alto) que puede dañar irreversiblemente e incluso incendiar una batería de litio.
Ahora hablemos sobre el proceso de descarga y la capacidad utilizable: Aquí radica una gran diferencia práctica. Aunque una batería de gel de 100Ah tiene esa capacidad nominal, para evitar acortar su vida útil no debería descargarse regularmente más allá del 50%, dejando solo 50Ah realmente utilizables. Una LiFePO4 de 100Ah, al permitir una descarga del 80-90%, ofrece 80-90Ah utilizables de forma constante. Esto significa que, para la misma capacidad nominal, la LiFePO4 prácticamente duplica la energía disponible en uso diario.
Vida Útil y Costo Real: El parámetro más decisivo. Una batería de gel bien cuidada puede durar 5-10 años o 500-1500 ciclos. Una LiFePO4 está diseñada para 10-15 años y 3000-6000 ciclos. Aunque su precio inicial es mayor, su costo por ciclo de carga/descarga y por kilowatt hora, almacenado a lo largo de su vida es significativamente menor.
A mí las de acido-plomo y las de gel se me estropearon muy rápido cuando comenzaron los largos apagones que obligaban a descargas de 100% con muy cortos «alumbrones», es decir, muy poco tiempo de carga. Las de LiFePO4 «resisten» mejor este régimen (pocas horas de carga, muchas horas de descarga), pero igual, se deterioran. La única solución es instalar paneles solares que garanticen la carga en las horas de sol.
El voltaje de la batería (12, 24, 48 V) se elige dependiendo del inversor que se vaya a utilizar. Si el inversor es de 24 V la batería debe ser de 24 V, o pueden ponerse dos baterías de 12 V EN SERIE. La cantidad de Ah (100, 150, 200, 300 Ah) se elige dependiendo del tiempo que se desea que el sistema de alimentación de respaldo preste servicios cuando «se va la luz» (y de lo que uno se pueda pagar). Para una carga determinada mientras mayor sea la capacidad Ah, mayor va a ser el tiempo que podrá mantenerse en servicio el sistema. Para aumentar los Ah se pueden poner varias baterías DEL MISMO VOLTAJE, EN PARALELO.
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