Acumuladores de Chumbo


Acumuladores de chumbo são nada mais que baterias secundárias ou recarregáveis, como as que utilizamos em automóveis. Consideradas as mais econômicas e potentes do mercado, as baterias de chumbo, como também são conhecidas, possuem altas correntes, que é o que nos permite dar a partida em motores, tudo graças à densidade de potência que apresentam.

Acumuladores de Chumbo

O primeiro acumulador foi desenvolvido pelo francês Gastón Planté que, em 1859, desenvolveu um aparelho que utilizava placas de chumbo mergulhadas em uma solução aquosa criada a partir da diluição de ácido sulfúrico.

Com o tempo, a invenção de Planté foi modernizada, o que agregou ainda mais benefícios aos acumuladores, como maior durabilidade, por exemplo. Apesar de técnico, o funcionamento de um acumulador de chumbo não é complicado de compreender. Constituído por dois eletrodos envolvidos por um eletrólito de solução de ácido sulfúrico em água, o acumulador sofre reações no momento da carga, produzindo uma corrente elétrica.

As reações químicas desencadeadas no interior da bateria geram o fluxo de elétrons necessário para manter a corrente elétrica circulando, que transforma ambos os pontos em centros de captação e liberação de elétrons. Eis aí uma bateria.

Como funcionam os acumuladores de chumbo

Existem muitos tipos de acumuladores, dentre eles as baterias, onde os eletrodos são feitos de chumbo e óxido de chumbo, misturados em antimônio e transformadas em placas organizadas em série dentro de uma cuba plástica, ou seja, com o polo negativo de um, ligado ao polo positivo de outra, as placas são submersas em uma mistura de ácido sulfúrico (H2SO4) com uma densidade de aproximadamente 1,28 g/cm³ e separadas por algum material poroso, como plástico ou papelão. Durante a descarga, ou seja, a transformação da energia química em energia elétrica, estes pares de eletrodos voltam ao seu estado inicial, dando-se assim a transferência de carga.

Cada pilha ou placa possui 2,0 V cada. Por isso, para uma bateria ser utilizada em carros comuns, com uma voltagem de 12 V, são precisas 6 células ou pilhas. O polo negativo, que corresponde às placas de chumbo, é chamado de ânodo, enquanto o polo positivo, que corresponde às placas com óxido de chumbo IV (PbO2), é chamado de cátodo.

Reações durante a descarga no interior do acumulador

Durante as reações químicas que ocorrem no interior da bateria, o óxido de chumbo misturado ao chumbo e o próprio chumbo em estado puro sofrem alterações. Atacados pelo ácido sulfúrico, os polos positivos e negativos são transformados, resultando em uma mistura de sulfato de chumbo e água.

Isso significa que, a cada vez que a bateria é acionada, o resultado é o desgaste. Por isso, quando a quantidade de sulfato é alta o suficiente para cobrir completamente os eletrodos, e a quantidade de ácido sulfúrico é muito baixa, as reações diminuem e a tensão da bateria decai, assim como a corrente, fazendo com que ela perca a potência. Ao continuar a decair, a bateria fica impossibilitada de alimentar a carga externa, ou, como dizemos comumente, ela fica descarregada.

Com uma densidade natural de 1,28g/cm3, o ácido não deve apresentar valores abaixo de 1,20 g/cm³. Se isto acontecer, significa que a bateria está com excesso de sulfato de chumbo e água; e que o ácido sulfúrico já foi consumido. Assim é possível identificar se uma bateria esta descarregada apenas observando a densidade do ácido sulfúrico presente.

Capacidade e tempo de vida útil das baterias

O que determina a capacidade de fornecimento de energia de um acumulador de chumbo é, principalmente, a quantidade de óxido de chumbo contida no ânodo, graças a sua capacidade de produzir chumbo quando combinado com ácido sulfúrico.

As baterias de chumbo possuem uma durabilidade surpreendente, conseguindo realizar cerca de 200 ciclos de carga/descarga completos. É importante salientar que os acumuladores de chumbo tendem a acumular grandes quantidades de sulfato quando descarregados, o que acaba por reduzir seu período de vida útil. Por isso é sempre importante manter as baterias de automóveis em condições adequadas, garantindo seu período de utilidade, que pode chegar a até oito anos.

Entendendo a recarga dos acumuladores de chumbo

Apesar disso, as reações globais que ocorrem dentro de uma bateria de chumbo são reversíveis, ou seja, podem ser restabelecidas através de uma carga externa. Isso significa que os acumuladores de chumbo possuem a vantagem de serem recarregados, por meio de corrente elétrica provida por um gerador externo de corrente contínua.

Ao receber a tensão através do gerador, a bateria recebe a passagem da corrente no sentido contrário ao da descarga de energia. Durante o processo de carga, o sulfato de chumbo se combina com a água, fazendo com que o chumbo e o óxido de chumbo original sejam liberados sobre os eletrodos, devolvendo à solução de eletrólito o ácido sulfúrico consumido até o momento.