Capítulo 2: Diagnóstico de Baterias Automotivas

Por: Redação

Hidrômetro com flutuador
Consideramos as baterias atuais como seladas, portanto, não é possível inserir um densímetro para medir a densidade do eletrólito. Para isto, foi instituído um HIDRÔMETRO que possibilita a verificação da densidade sem a inserção de instrumentos.

O funcionamento do hidrômetro é bastante simples, é constituído de um visor, um corpo ótico com duas câmaras e um flutuador verde (fig. 8).

Estando a densidade do eletrólito acima de 1,25 g/cc, o flutuador verde é mais leve do que o eletrólito e sobe ao topo da câmara, sendo possível sua visualização através do corpo ótico. Isso indica que a bateria está carregada.

Caso a densidade do eletrólito esteja abaixo de 1,25 g/cc, o flutuador verde é mais pesado do que o eletrólito e desce sobre uma das câmaras até sua parte inferior, não sendo mais possível a visualização no corpo ótico. Neste caso, o tubo se encontra escuro (um ponto preto), indicando falta de carga na bateria.

Caso a visualização do tubo cristalino indique uma cor amarelada, indicará que o nível do eletrólito está muito baixo. Portanto, a bateria não deve ser recarregada, pois corre o risco de explosão em virtude da formação de gases internamente.

Antes de realizar uma inspeção visual através do hidrômetro é necessário golpeá-lo cuidadosamente com os dedos, para eliminar as bolhas de ar que poderiam influir na visua­lização.

Observação: Durante a carga da bateria, a densidade do ácido primeiramente aumenta na zona das placas. O aumento da densidade do ácido na zona acima das placas acontece pelo efeito de difusão.

Todavia, o hidrômetro somente detecta a densidade do ácido acima das placas.

Em casos específicos isto pode gerar um diagnóstico equivocado, ou seja, apesar da bateria ter sua plena carga, o visor do hidrômetro indica negro.

Isto acontece porque o eletrólito com alta densidade de ácido ainda não se misturou ao eletrólito com baixa densidade do ácido.

Esta operação de mistura (difusão) pode demorar muito tempo. Portanto, para o diagnóstico exato do estado em que se encontra a bateria é preciso utilizar um testador de baterias.

Atenção!
Se em uma bateria selada falta eletrólito, substituir sempre a bateria e procurar saber a causa da perda do eletrólito:
• Comprovar se a caixa da bateria apresenta sinais de vazamentos devido a rachaduras ou má vedação na região dos pólos;
• Comprovar se a falta de eletrólito se deve a falta de um revestimento termoprotetor;
• Comprovar se existe sobretensão de carga (regulador de tensão alternador).

[Fig. 8] Modelo de Hidrômetro com flutuador


Hidrômetro sem flutuador
As baterias seladas mais recentes possuem o hidrômetro sem o flutuador (fig. 9). Com este tipo de hidrômetro não se pode reconhecer o estado da carga, somente se pode reconhecer o nível do eletrólito.

Geralmente ao lado do hidrômetro na própria bateria há uma indicação de qual tipo se trata: com ou sem flutuador. O conceito de funcionamento é o mesmo do que foi explicado para o hidrômetro com flutuador.

[Fig. 9] Modelo de Hidrômetro sem flutuador 

Especificações da bateria
Já vimos na primeira parte desta matéria que a bateria nos traz algumas informações importantes e que devem ser levadas em consideração na hora de sua substituição (fig. 10).
A corrente de prova a frio é o valor de corrente suportado durante os testes conforme a norma utilizada. Em todos os procedimentos de verificação, a bateria é comprovada a -18 °C.

Normas para a corrente de prova a frio:
DIN: Depois de aplicar a corrente de prova a frio, a tensão após 30 segundos deve ser de 9 V.
EN: depois de 10 segundos: 7,5 V
SAE: depois de 30 segundos: 7,2 V
IEC: depois de 60 segundos: 8,4 V

Devido às diferenças de critérios, entre as normas, para a corrente de prova a frio, devemos ter cuidado na hora de ajustar o equipamento de teste de bateria para evitar resultados equivocados.

A capacidade em A/h indica quantos ampères a bateria consegue fornecer continuamente durante 20 horas a uma temperatura de 25 0C. Basta dividir o valor indicado por 20. No exemplo (fig.10) uma bateria de 44 A/h pode fornecer 2,2 A durante 20 horas a 25 0C.

A capacidade e corrente de prova a frio são dados que devem ser observados para executar os testes na bateria com equipamentos específicos.

[Fig. 10] Exemplo de especificação de bateria. A norma EN (Euro Norma) é diferente da norma DIN (Alemanha). Devido às diferenças de critérios, entre as normas, para a corrente de prova a frio, devemos ter cuidado na hora de ajustar o equipamento de teste de bateria para evitar resultados equivocados


Teste da bateria
O testador de baterias VAS 5097A (fig. 11) é um exemplo de equipamento utilizado. Ao término do teste, o equipamento gera um relatório impresso com o resultado, informando se a bateria está boa, se apenas precisa de uma carga ou se está defeituosa.

Verifique sempre o ajuste correto da normativa de ensaio.

[Fig. 11] Exemplo de equipamento de teste de bateria


Ajustes do equipamento de teste de bateria
Como vimos existem várias normas para especificar uma bateria e, na hora de testá-la, devemos considerar a norma da bateria em teste. O equipamento de teste VAS 5097A utiliza a norma DIN (Alemanha) mas existe uma tabela de conversão de normas que pode ser utilizada no caso da bateria em teste indicar o valor de corrente de prova a frio em outra norma, por exemplo, a norma EN.

Exemplo: Se uma bateria indica uma corrente de prova a frio de 220 A (norma DIN), devemos colocar o seletor da esquerda (ajuste grosso) na faixa 80-379 A, e o seletor da direita (ajuste fino) na faixa 205-229 A, como mostra a figura 12.

Outro ajuste que não pode ser esquecido é o do ponto de conexão das pinças, que neste equipamento é feito pela pequena chave destacada à esquerda (fig. 12). Se as pinças do equipamento de teste forem colocadas diretamente sobre os pólos da bateria, devemos colocar esta chave para cima. Caso as pinças do testador sejam colocadas nos pontos de serviço no vão do motor, devemos colocar esta chave para baixo. Isto porque existem veículos nos quais a bateria está localizada dentro do habitáculo, caso da Touareg (debaixo do assento do condutor) e do CC (à esquerda do porta malas). Nestes veículos, devemos considerar o cabo que interliga o ponto de serviço ao pólo da bateria, para não falsear os resultados.

[Fig. 12] Observar a norma utilizada pelo equipamento de teste de bateria para evitar resultados equivocados!


Depois de realizados os ajustes citados, basta iniciar o teste e aguardar o resultado.

Outro detalhe importante com respeito ao manuseio este tipo de equipamento de teste, que submete a bateria a uma forte descarga elétrica, é que devemos respeitar os 30 minutos de resfriamento para realizar um novo teste.

Falseamento das medições
Os cabos de medição defeituosos (fig. 13) provocam uma perda de tensão, porque não flui suficiente corrente durante a prova.
Isto falseia o resultado da medição.

[Fig. 13] As resistências falseam os resultados das medições!


De nada adianta ajustar corretamente o equipamento de teste de bateria se os seus cabos e/ou pinças estão em mau estado.

Carga da bateria
Se o resultado do teste da bateria com o testador VAS 5097A é o mínimo aceitável ou pior, outro método de comprovação que pode ser utilizado para averiguar se a bateria aceitará carga é o da verificação da absorção da corrente de carga (fig. 14).

Este método consiste em conectar o carregador de bateria devidamente ajustado considerando as especificações da bateria em teste e, por meio de um alicate amperimétrico, monitorar a corrente absorvida pela bateria. Nos primeiros 5 minutos de carga da bateria, no máximo, a corrente absorvida deve ser superior a 10% da capacidade A/h indicada.

Exemplo: Se a bateria em teste for de 44 A/h, em até 5 minutos de carga a corrente absorvida deve ser de 4,4 A ou maior.
Se esse valor não é alcançado, deve-se substituir a bateria.

[Fig. 14] Método de comprovação: Verificação da absorção da corrente de carga


Se o valor é alcançado, a bateria provavelmente aceitará a carga. Então deve-se carregar a bateria durante 24 horas e verificá-la novamente após um período de espera de 2 horas.
Isto porque o eletrólito, depois do processo de carga, ainda está em processo de homogeinização e a temperatura mais alta.

Recomendações para carga
Em 99% dos casos o correto é a dar a chamada carga lenta, porque é necessário respeitar um limite de carga máxima de 10% da capacidade em horas, por exemplo, se a bateria for de 44 Ah a carga deve ser de 4,4 Ah. O tempo de carga no modo lento pode ser indeterminado pois não causa danos à bateria.

O ideal é carregar a bateria fora do veículo, porque na maioria dos carregadores não há filtro de linha e, consequentemente, pode ocorrer um pico de tensão que pode provocar danos às unidades de controle.

Se for inevitável, faça-o somente no modo lento e monitore a tensão em até 16 V.

Uma bateria, para ser completamente recarregada, precisa receber a mesma quantidade de Ampère-hora retirado mais, aproximadamente, 25% devido às perdas por calor. Ex.:
Uma bateria de 100 Ah totalmente descarregada precisa receber 125 Ah de carga. O regime de carga pode variar de 100 A por 1,25 h, até 5 A por 25 h.

A carga rápida só deve ser utilizada em casos extremos ou segundo a prescrição do fabricante da bateria, que pode ser solicitada com a finalidade de quebrar em partículas o sulfato formado nas placas que isola a entrada da corrente.

No modo carga rápida, um fluxo maior de corrente entrará na bateria provocando fortes reações alterando sua temperatura e, consequente, evaporação da água do eletrólito, além de aumentar a tensão de carga. Por isso monitore a tensão da bateria durante a carga, que não deverá ultrapassar 16 V. Para se ter uma ideia, com 14,4 V já começa o processo de evaporação

[Fig. 15] A carga rápida só deve ser utilizada em casos extremos ou segundo a prescrição do
fabricante da bateria

A carga rápida pode ser usada para:
• agilizar o atendimento ao cliente em casos de emergência;
• acelerar a homogeneização do eletrólito ;
• quebrar o sulfato mais rápido, caso a mesma esteja com placas sulfatadas.

Observação: Uma carga rápida com tensão constante de 16 Volts não deve ultrapassar 2 horas.

Proteção termoisolante da bateria
A proteção termoisolante da bateria ajuda a reduzir os efeitos nocivos do excesso de calor. A temperatura elevada pode contribuir negativamente na capacidade de resistência à deterioração da bateria. Aumenta a corrosão das placas positivas, o consumo de água e a auto-descarga. Pode ser confeccionada em tecido ou em plástico reforçado, com ou sem tampa.

[Fig. 16] A proteção termoisolante da bateria deve estar em perfeito estado para evitar que a mesma perca água, o que reduz o nível do eletrólito

 

Perda de água
Quando se carrega a bateria, a partir de uma tensão de carga de aproximadamente 14,4 V aumenta a quantidade de água que se decompõe em hidrogênio e oxigênio, que escapam pela abertura de desgaseificação. Isto reduz o nível do eletrólito e aumenta a densidade do ácido, e com isso sua vida útil é reduzida.

Ao baixar o nível do eletrólito, uma explosão poderia ocorrer se os gases hidrogênio e oxigênio entrassem em contato com uma faísca, por exemplo. Por esse motivo é obrigatório trocar a bateria quando o nível do eletrólito está baixo.

Corrosão
A placa positiva se corroe, ou seja, o chumbo metálico (Pb) de sua superfície se transforma em dióxido de chumbo (PbO2). Quando isto acontece, a bateria deixa de funcionar devido ao forte incremento da resistência interna. Além disso, a pressão mecânica do dióxido de chumbo, que é menos denso, sobre a placa, pode provocar um curto-circuito interno.

[Fig. 17] Proteção termoisolante do tipo caixa


Autodescarga
Ao longo de um certo tempo, a bateria se descarrega eletricamente mesmo quando nenhum consumidor esteja conectado a mesma. Isto se denomina “autodescarga”. A causa da autodescarga está nos processos químicos produzidos no interior da bateria.

A magnitude da autodescarga dependerá muito do tipo e bateria e de sua temperatura.

A fim de reduzir a autodescarga o máximo possível, o material utilizado para os eletrodos (placas) não é uma liga de chumbo e antimônio, e sim de chumbo e cálcio. Outra vantagem desta liga é que a autodescarga não aumenta a medida que a bateria envelhece. A magnitude da autodescarga é de, aproximadamente, 0,1 % por dia, ou seja, de aproximadamente uns 3 % ao mês.

O uso de uma liga de chumbo e cálcio permite eliminar o efeito acelerador próprio das ligas de chumbo e antimônio. O baixo índice de autodescarga das placas positivas e negativas se mantém praticamente constante durante todo o período de uso. O fator de autodescarga se duplica a cada incremento de temperatura de 10 °C (ley de Arrhenius).

A autodescarga é um efeito especialmente relevante para veículos que rodam pouco ou de temporada (bugs, jipes, veículos agrícolas, florestais, de construção, etc), ou que nunca ou raras vezes são utilizados no inverno.

Descarga por consumo de corrente em repouso
A corrente em repouso é aquela extraída da bateria quando o veículo está com o motor parado e todos os consumidores elétricos desativados.

Esta corrente em repouso tem origem, geralmente, nas unidades de controle que, apesar de sua aparente inatividade, devem reagir a determinadas situações externas.

Alguns exemplos que podemos citar são o relógio, o sistema de alarme com controle remoto e o sistema de navegação com recebimento de boletins de tráfego.

Adicionalmente, nos veículos modernos cada vez mais unidades de controle não são ativadas diretamente pelo comutador de ignição (borne 15), e sim estão permanentemente conectadas à bateria e somente são ativadas por meio das redes de bus de dados CAN.

Se em um veículo, a magnitude da corrente de repouso ultrapassa o valor limite de projeto, a bateria se descarregará com maior rapidez. Em grande parte, o motivo desse consumo de corrente em repouso acima do limite tem origem em instalações de acessórios mal feitas ou não originais de fábrica.