Cálculo de la corriente efectiva estimada
Para dimensionar los tiempos de carga con realismo, es fundamental contar con una estimación precisa de la corriente efectiva entregada por el alternador a las baterías. Esta corriente no es constante, ya que varía significativamente según la etapa del ciclo de carga, el tipo de batería y el tipo de regulador.
Este módulo detalla el proceso para calcular una corriente promedio ponderada útil para planificar los tiempos de carga desde distintos estados de carga (SOC), considerando tanto especificaciones técnicas como observaciones empíricas.
Corriente máxima del alternador
El primer paso es identificar la corriente máxima nominal del alternador en cada velero. Estos valores pueden encontrarse en las especificaciones técnicas del fabricante o en la tabla “Datos por velero” del presente artículo:
| Velero | Alternador (A) |
|---|---|
|
Albatros |
55 A |
|
Lancet |
80 A |
|
Mare Nostrum |
115 A |
Comportamiento durante el ciclo de carga
El sistema de carga atraviesa tres etapas principales:
Etapa masiva (Bulk): La batería acepta corriente máxima, limitada por la capacidad del alternador o por una fracción de la capacidad nominal de la batería (usualmente 25–30%). Esta etapa cubre aproximadamente del 50 al 80% del SOC.
Etapa de absorción: La corriente disminuye gradualmente mientras se mantiene constante el voltaje (entre 13,8 y 14,4 V). Esta etapa puede consumir el 80% del tiempo total de carga.
Etapa de flotación: La batería recibe una corriente mínima (1–5 A) solo para mantener su carga, sin aportar carga útil adicional.
Estimación de la corriente efectiva
La corriente efectiva estimada es el promedio ponderado de la corriente real que fluye hacia las baterías a lo largo del ciclo. Dado que la corriente disminuye progresivamente en la etapa de absorción, se adopta un factor de corrección sobre la corriente máxima del alternador.
Fórmula práctica:
\( I_{\text{alternador máx}} = \text{Corriente máxima nominal del alternador [A]} \)
\( f = \text{Factor de eficiencia (entre 0,70 y 0,90)} \)
Valores típicos del factor 𝑓:
| Tipo de batería | Regulador | Factor 𝑓 recomendado |
|---|---|---|
|
Plomo-ácido húmedas |
Regulador estándar |
0,70 – 0,80 |
|
AGM |
Regulador estándar |
0,75 – 0,85 |
|
AGM |
Regulador inteligente |
0,80 – 0,90 |
Tabla resumen: Corriente efectiva estimada por velero
| Velero | Tipo de batería | Alternador (A) | Regulador | Factor 𝑓 aplicado | Corriente efectiva estimada |
|---|---|---|---|---|---|
|
Albatros |
Plomo-ácido húmeda |
55 A |
Integrado (estándar) |
0,75 |
~40 A |
|
Lancet |
Plomo-ácido húmeda |
80 A |
Integrado (estándar) |
0,85 |
~70 A |
|
Mare Nostrum |
AGM (x3) |
115 A |
Integrado (estándar) |
0,87 |
~100 A |
Factores de ajuste
Otros elementos que afectan la corriente efectiva:
Capacidad de la batería:
En la etapa bulk, el límite suele ser 0,25 C (C = capacidad nominal).
Por ejemplo, una batería de 150 Ah acepta como máximo 37,5 A durante bulk.Tipo de regulador:
Un regulador externo inteligente, como el Balmar MC-614, permite sostener corrientes más altas por más tiempo y optimiza la transición entre etapas.
Validación empírica
Los valores teóricos deben contrastarse con los tiempos reales observados a bordo. Aunque la fórmula:
puede entregar una estimación útil, asume una corriente promedio constante, lo cual no ocurre en la práctica. En particular:
La carga desde 50% a 80% del SOC ocurre principalmente en la etapa bulk, donde se puede alcanzar el 100% de la corriente efectiva estimada.
Sin embargo, desde 80% a 100% (etapa absorción), la corriente disminuye progresivamente, lo que alarga considerablemente el tiempo total.
Ejemplo real:
Para el velero Albatros, con una batería de 150 Ah y una corriente efectiva estimada de 40 A, la carga teórica desde 50% a 100% sería:
- No obstante, debido al descenso de corriente en la etapa final, el tiempo real observado está entre 3,5 y 4 horas, lo cual valida el uso de un factor de eficiencia que pondera adecuadamente todo el ciclo de carga.
