Baterías

En los buques de superficie, tal y como se menciona en el apartado dedicado al sistema eléctrico, las baterías se necesitan para la alimentación de los aparatos electrónicos y van debidamente almacenadas en un compartimento al efecto.
Pero  aquí hablaremos sobre las baterías en los sumergibles.

Las baterías usadas durante la segunda guerra mundial eran de plomo y la disposición interna era la de la figura siguiente:

En el esquema de la izquierda vemos como estan dispuestas las placas de una batería:
Las placas naranja son de plomo y su polaridad es positiva.
Las placas amarillas son separadores de un material aislante plástico que evitan que las placas activas se puedan tocar.
Las placas azules son de oxido de plomo de polaridad negativa.
Los pequeños rectángulos unidos a las placas por líneas, representan los bornes, en naranja el borne positivo en azul el borne negativo.

El conjunto va inmerso en el electrolito de ácido sulfúrico y agua destilada y colocado dentro de una caja de baquelita, goma, plástico o incluso madera, el fondo y las paredes interiores de la caja son de goma para amortiguar golpes y vibraciones.

Lleva una tapa o cubierta de plástico que puede ir reforzada con fibra de vidrio u otro material aislante y en dicha tapa están los orificios para la salida de los bornes, en algunos casos un indicador de densidad para controlar la carga y un tapón de servicio para añadir agua si baja el nivel del electrolito, cosa normal si tenemos en cuenta, que durante la carga y descarga el agua que contiene dicho electrolito, se evapora por efecto del calor.

Los accesos a los compartimentos de baterías estaban constituidos por escotillas y se encontraban en los diferentes compartimentos superiores (cocina, cámara de oficiales y de suboficiales).

El acceso se llevaba a cabo por medio de una especie de plataforma, llamada plataforma de servicio, que circulaba de proa a popa por medio de unas ruedas, que se deslizaban por unos ángulos que hacían las veces de raíles se usaban estas plataformas para proceder a eventuales reparaciones o al preceptivo y periódico mantenimiento.

En la foto siguiente vemos parcialmente un compartimento de baterías de un submarino con las conexiones y parcialmente el vehiculo de servicio

1-
Grupo de cables de alimentación desde las baterías hacia el exterior
2-
Puentes de conexión entre baterías
3-
Baterías
4-
Ángulo que hace las veces de raíl del vehículo de servicio
5-
Rueda del vehículo de servicio
6-
Ángulo de soporte del vehículo de servicio
7-

Vehículo de servicio

Cuando se sumergía el sumergible al tener que usar una elevada potencia para su propulsión con motores eléctricos o cuando se ponían a cargar las baterías la temperatura en los compartimentos aumentaba y era preciso enfriarlas para lo cual se usaba una línea de ventilación forzada al efecto.

1-
Tubos de ventilación desde los compartimentos
2-
Vávulas de mariposa de cierre de ventilación
3-
Acoplamiento entre válvulas y tubos hacia los ventiladores
4-
Placas identificativas de compartimentos
5-
Tubos hacia los ventiladores
Proceso químico de carga y descarga de las baterías

La batería eléctrica o acumulador eléctrico, consiste en un recipiente de plástico o baquelita en cuyo interior lleva unas placas colocadas de forma alternativa.
Estas placas son 1º de plomo, 2º de un material aislante, 3º de oxido de plomo.

A su vez, estas placas van sumergidas en una solución química llamada electrolito. Dicha solución o electrolito está formada por 3 partes de ácido sulfúrico SO4H2 y 8 partes de agua H2O.

El funcionamiento de la batería se basa en el fenómeno de la electrolisis.

En reposo, la batería se va descargando por efecto de una circulación eléctrica interior, que se da en mayor o menor cantidad en todas las baterías, pilas o acumuladores.

Cuando comienza la descarga, los átomos de hidrógeno del ácido sulfúrico, tienden a combinarse con los átomos de oxigeno del oxido de plomo, para formar agua (durante este proceso disminuye la densidad del electrolito al aumentar el porcentaje de agua). A su vez los átomos de azufre y  de oxígeno del ácido sulfúrico, se combinan con el plomo de las placas para formar sulfato de plomo SO4PB. Este proceso, al tiempo que descarga la batería, crea un equilibrio químico entre placas, que hace que la batería quede descargada cuando su composición es igual.

Durante el proceso de carga se vuelve a la situación inicial, quedando una placa solo compuesta por plomo y otra por oxido de plomo, pasando a ser el electrolito ácido sulfúrico lo que aumenta a su vez de nuevo la densidad del electrolito.

El proceso de carga es especialmente peligroso, ya que durante él se desprenden gases de hidrógeno, que son altamente explosivos en combinación con el oxigeno del aire, por lo que cualquier chispa puede producir una explosión. Este riesgo es aún mayor en locales cerrados. Su otra causa de peligro es la producción de gases tóxicos. En contacto con el agua de mar son causados por la abundante composición de productos químicos disueltos en dicha agua como el cloro o el sodio sobre todo el primero.

Los buques de superficie usan baterías que se encuentran alojadas en un pañol para el funcionamiento de sus equipos electrónicos.

Durante la Segunda Guerra Mundial los sumergibles y submarinos usaban para su propulsión en inmersión baterías conectadas en serie o paralelo que, además de los peligros ya expuestos, proporcionaban poca potencia con velocidades bajas y durante un tiempo relativamente corto, lo que en ocasiones daba al submarino pocas posibilidades de huir de sus perseguidores.
Eso condujo a buscar formas de propulsión alternativas y modos de solucionar el problema, llegándose al redescubrimiento del snorkel, que era un dispositivo dotado de unas válvulas que permitía usar los motores diesel en inmersión, dando así más posibilidades de huir en situaciones críticas al submarino.

Nota:
El agua del electrolito se va evaporando progresivamente con el uso y debe ser rellenado con agua destilada o agua de lluvia, nunca con ácido o agua del grifo es peligroso hacerlo.
Esto es válido para baterías de las antiguas, de plomo con electrolito de ácido sulfúrico en la actualidad la composición de las nuevas baterías hace que duren más y por tanto la solución cuando fallan es el cambio de las mismas


Disposición de las baterías

En el dibujo siguiente vemos las tres secciones del compartimento de baterías y como estaban estibadas dichas baterías en él.

1-
Casco exterior
2-
Casco resistente
3-
Tacos y cuñas para forrar y asegurar las baterías de forma compacta
4-
Baterías
5-
Vehículo de servicio para mantenimiento o reparaciones evenuales de baterías
6-
Angular-rail para el vehículo de servicio
7-
Tubo de aspiración para ventilación del compartimento de baterías
8-
Escotilla de acceso al compartimento de baterías
9-
Tubo de entrada de aire para ventilación de compartimento de baterías
10-
Compartimento de baterías
11-
Base-soporte de baterías
12-
Cuadernas
13-
Piso o cubierta

Agradecimientos:
La web de U-historia agradece a Gabriel Mansilla, José Miguel Fernandez Gil y Jose Ignacio Pasamar Lopez, administradores de la web http://www.de1939a1945.bravepages.com/ por permitir que el artículo sobre el proceso químico de las baterías cuyo autor es Mediavilla (autor a su vez de todo el apartado visita guiada) sea publicado por esta página.

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