Todo sobre las baterías de servicio: cuáles elegir y cómo hacer que duren

Antes de empezar hay que aclarar un poco los términos técnicos de una instalación eléctrica. Desafortunadamente en muchos blogs, foros de Facebook y hasta en revistas de furgoneteo hay mucha confusión sobre este tema, se confunden los amperios con los amperios-hora y los vatios-hora, llegando a dar consejos que hasta pueden acabar con las baterías de vuestra instalación eléctrica. Los conceptos en realidad son muy simples, pero hay que entenderlos bien antes de ponerse a diseñar una instalación eléctrica de una camper.

Lo que sigue es una versión simplificada de la realidad, esto no es un curso de electrónica. No hablo aquí de voltaje en términos de diferencia de potencial, fuerza electromotriz, de electrones. Pero creo que de esta forma consigo trasmitir correctamente conceptos importantes a más personas.

Consumo instantáneo y corriente eléctrica

Cuando hablamos de potencia o consumo instantáneo de un aparato eléctrico, hablamos de vatios. Prácticamente es un valor que nos dice la «velocidad» o «ritmo» con el que un aparato gastará energía eléctrica una vez encendido, o dicho de otra manera informal, cuánta «hambre» de energía tiene. Por ejemplo, cuando compramos un secador de pelo, si en la caja pone 1200W, esa es su potencia/su consumo instantáneo.

En muchos casos lo que leemos en la caja es en realidad la potencia útil del aparato, o sea la parte de la energía gastada que efectivamente hace algo útil, pero el gasto total del aparato suele ser mayor. Un ejemplo clásico es el microondas: un microondas de 900W de potencia útil (la potencia realmente utilizada para calentar la comida) a menudo gasta 1200W totales, medidos en el enchufe. Esto porque una parte de la energía se pierde en el proceso de creación de las microondas. En la mayoría de los casos, estas perdidas de energía o gastos extras se manifiestan en forma de calor desprendido por el aparato (por eso es importante mantener un espacio suficiente alrededor de ellos, para que este calor pueda escaparse sin crear problemas).

Con la palabra eficiencia se entiende el porcentaje del gasto total de energía del aparato que es efectivamente convertido en trabajo útil. Por ejemplo, un aparato con una eficiencia del 90% es capaz de convertir el 90% de la energía que gasta en algo útil, mientras el restante 10% se pierde en el ambiente en forma de calor. La eficiencia del microondas de arriba es 900W/1200W = 0,75, o sea del 75%.

A una dada potencia/consumo instantáneo de un aparato corresponde una cierta cantidad de corriente eléctrica pasando por el cable que lo alimenta. Más potencia = más corriente que pasa por el cable. La corriente eléctrica se mide en amperios. Es posible pasar de vatios de potencia (W) a los correspondientes amperios de corriente (A) y viceversa con dos fórmulas muy sencillas, si conocemos los voltios (V) que el aparato necesita para funcionar. Hay aparatos que están hechos para funcionar a 12 voltios (como la bomba de agua de una furgoneta camper) y otros que solo funcionan con 220 voltios, como la televisión que tenéis en el salón de vuestra casa. Hablaremos luego de los tipos de corriente/voltaje diferentes y cómo convertir entre ellos, por ahora es suficiente saber que cada aparato está hecho para funcionar con un voltaje específico, si enchufamos nuestra bomba de agua de 12V en un enchufe de 220V de casa la estropearemos de manera irreversible (arriesgando también un incendio).

Si sabemos que nuestra televisión de 220V gasta (por ejemplo) 100W, podemos convertir este consumo instantáneo en amperios de corriente así: A = W/V. O sea, 100W/220V = 0,45A. Viceversa, si sabemos que nuestra pequeña bomba de 12V gasta 3A (amperios), podemos convertir a vatios así: W = V * A. 12V * 3A = 36W, en nuestro caso. La ventaja de los vatios es que nos permiten comparar aparatos hechos para funcionar con voltajes diferentes: podemos ver cómo nuestra bomba, con 36W, si estuviera siempre encendida consumiría prácticamente un tercio de la energía eléctrica que gasta nuestra televisión.

Los vatios-hora

Hasta ahora hemos hablado de consumo instantáneo. El consumo total de un aparato en realidad depende (obviamente) también del tiempo que necesitemos dejarlo encendido. Para calcular el consumo de un aparato en un periodo de tiempo, simplemente multiplicamos su consumo instantáneo en vatios por el número de horas que este se queda encendido. Por ejemplo, una estufa eléctrica de 2200W de potencia, si la dejamos encendida tres horas consumirá 2200W * 3h = 6600 Wh, o, dicho de otra forma, 6,6 kWh (1 kW = 1000 W). Como podéis ver, hemos introducido el concepto de vatio-hora, que identifica un consumo total en un periodo dado o, dicho de otra manera, mide la cantidad de energía eléctrica gastada. Otro ejemplo: nuestro secador de 1200W, encendido durante un cuarto de hora, 15 minutos expresado en horas son 15/60 = 0,25h. El consumo total al final de esos 15 minutos será entonces de 1200W * 0,25h = 300Wh.

El consumo diario total

Para dimensionar la instalación eléctrica de una furgoneta camper es útil calcular el consumo total de todos los aparatos que llevamos, sumando los gastos de cada uno a lo largo de un día. Por ejemplo, podemos sumar un ordenador portátil de 30W que utilizamos 4 horas cada día (120Wh), más una tira de led de 15W 3 horas por la noche (45Wh), el cargador del móvil 5W durante 3 horas (15Wh), y llegamos a un total diario de 120+45+15=180Wh que tenemos que generar y/o almacenar de alguna manera, si queremos utilizar esos aparatos.

Los aparatos que funcionan de manera intermitente son un poco más complicados de valorar. Una bomba de agua por ejemplo no está siempre encendida. Lo mismo pasa con una nevera de compresor, este último no está siempre encendido y en las neveras de bajo consumo su potencia es también variable (varía según la necesidad del momento). Nuestra nevera, por ejemplo, en el manual pone 90W de consumo instantáneo. En realidad esto es el gasto máximo, cuando el compresor está encendido a potencia máxima, por ejemplo para enfriar su contenido cuando la enciendes por primera vez en verano y tiene que bajar la temperatura interior desde 30 hasta 4 grados. Una vez alcanzada esa temperatura el compresor se apaga (consume casi 0W), y cuando vuelve a encenderse lo hace gastando menos de 40W. ¿Cómo se puede calcular entonces cuánto consume esta nevera a lo largo de un día típico, con tantas variables? Hay dos formas.

Una es comprar un medidor de consumo y enchufar la nevera en él durante unos días, calculando al final la media de los vatios-horas totales gastados a diario. La otra es buscar en los datos técnicos de la nevera el gasto anual medio en kWh (normalmente está presente en la tarjeta europea de consumo). En nuestro caso es 120kW/año. Si dividimos estos 120000Wh en 365 días obtenemos 330Wh, que es el gasto medio diario. Los constructores normalmente calculan estos valores en condiciones ideales de funcionamiento (buena ventilación, 20º C de temperatura ambiente), si la tenemos en un armario poco ventilado o con 35ºC en la furgoneta el gasto será obviamente mayor.

Bien, supongamos que hemos calculado que el consumo total diario en Wh de todos los aparatos que queremos utilizar en nuestra furgoneta es de 600Wh. ¿Qué batería necesitamos para tener un par de días de autonomía sin cargarlas de ningún modo? ¿Cuántos paneles solares se necesitarán para cargarlas a lo largo de un día?

¿Cuánta energía puede almacenar una batería?

La capacidad de una batería, o sea la cantidad de energía que esta puede almacenar, se expresa casi siempre en amperios-hora (Ah). La mayoría de las baterías utilizadas en las instalaciones eléctricas de una camper son de 12 voltios. Como hemos visto antes podemos pasar de amperios a vatios cuando queramos, así que podemos multiplicar su capacidad en Ah por su voltaje (12) y obtener la misma capacidad expresada en Wh, que es más cómoda para hacer nuestros cálculos de consumo. Supongamos que tenemos una batería de 100Ah. 100Ah * 12V = 1200Wh. ¿Esto quiere decir que tenemos 1200Wh de energía disponible para gastar? Desafortunadamente, no. Dependiendo del tipo de batería (AGM, GEL, Litio) podremos utilizar un porcentaje diferente de ese total. Si pasamos este porcentaje-límite reduciremos mucho su vida útil (como número de ciclos de carga-descarga que podrá aguantar), y acabaremos pronto con 50Kg de basura llena de materiales tóxicos, lista para un vertedero.

Existen cinco tipos de baterías que podemos montar en nuestros vehículos, aunque como veremos, para las baterías de servicio la elección se limita a tres de ellos.

• Baterías plomo-ácido. Son las clásicas baterías motor, con placas de plomo y ácido sulfúrico como electrolito. Están hechas para aguantar descargas muy fuertes en la fase de arranque del motor, pero no están hechas para ser descargadas lentamente y constantemente durante un tiempo largo, y tampoco se pueden cargar rápidamente. Las más viejas necesitan manutención periódica (aporte de agua, para reformar el ácido sulfúrico). Desaconsejo totalmente utilizarlas como baterías de servicio. Prestaciones limitadas aparte, durante la carga (sobre todo si es rápida) sueltan gas hidrógeno. En un espacio pequeño como el compartimento baterías de una camper la acumulación de este gas puede crear pequeñas explosiones que pueden dañar la batería proyectando su ácido al exterior. Mejor no hacerlo.
• Baterías AGM. Son baterías que aguantan una descarga profunda, el electrolito se queda absorbido en una estructura de micro-fibra de vidrio, son prácticamente estancas y no necesitan manutención. Toleran bien tanto descargas lentas como rápidas. Porcentaje de energía efectivamente utilizable: 50-60%
• Baterías GEL. Son baterías en las que el electrolito está gelificado, son prácticamente estancas y no necesitan manutención. Aguantan un poco mejor las temperaturas altas y las descargas profundas en comparación con las AGM, pero no toleran bien tasas de carga y descarga altas. Porcentaje de energía efectivamente utilizable: 50-60%
• Baterías de polímeros de litio (conocidas también como LiPo, litio-hierro-fosfato, LiFePo4, LFP). Estas baterías funcionan con una reacción química completamente diferentes respecto a las anteriores. Utilizan un compuesto estable de litio, hierro y potasio como cátodo y carbono (grafito) como ánodo. Duran por lo menos 3-4 veces lo que dura una batería AGM/GEL, en igualdad de energía contenida son mucho más pequeñas y ligeras y permiten tasas de carga y descarga muy altas. Respeto a GEL y AGM son (a día de hoy) más caras. Temperatura de funcionamiento: entre 1º C y 55º C. Requieren un control electrónico constante del voltaje de las celdas que las componen, para garantizar la seguridad de uso y su duración. Porcentaje de energía efectivamente utilizable: 90-100%
• Batería de iones de Litio (Li-ion). Utilizan un compuesto químico del litio con cobalto, manganesa, y níquel como cátodo. Son las baterías usadas en muchos coches eléctricos de altas prestaciones, de hecho las pocas que se pueden encontrar en comercio a menudo son módulos de un cuerpo baterías de coche que han sido reacondicionados para un uso diferente. Son aún más compactas y potentes que las LFP, pero tienen unos problemas más que hacen desaconsejable su uso en una furgoneta. Su vida útil, aunque alta, se reduce a la mitad de una LFP, se descargan más rápido cuando no se utilizan, y sobre todo no aguantan las altas temperaturas. Un exceso de calor generado por ejemplo por un daño en su carcasa con consecuente cortocircuito interno, provoca un «thermal runaway», una subida incontrolada de temperatura y un consecuente incendio, que además no se puede apagar con agua. Los bomberos tienen que hacer cursos específicos para lidiar con este tipo de incendios.
• NOTA: Existen otros tipos de baterías, producidas por empresas específicas como por ejemplo las Bolt Ultra de Genezen Energy que se ponen entre las AGM/GEL y las LFP a nivel de prestaciones, y aguantan temperaturas de ejercicio muy bajas (pero reduciendo mucho su capacidad en ese caso). El problema de estas baterías es que no son fáciles de encontrar aquí en Europa, y sobre todo las baterías LFP ya se pueden encontrar por el mismo precio. Para una camper no tienen mucho sentido.

Como podéis ver, la elección de una batería de servicios hoy en día es una elección entre AGM, GEL y LFP. Si tenéis una instalación eléctrica que admite baterías LFP y tenéis el dinero para comprarlas, es la mejor opción. Entre AGM y GEL, yo prefiero las AGM porque son económicas y porque la ocasional carga o descarga rápida a la que podemos someter una batería GEL anula su ventaja en términos de vida útil. La única ventaja real de las baterías de GEL es que en ambientes cálidos (>30º C) degradan mejor, o sea, se autodestruyen más lentamente que una AGM. Pero si queréis en general que vuestra batería de servicio dure, es buena idea no mantenerlas de todas formas a esas temperaturas durante mucho tiempo, independientemente del tipo. Calculad que con una temperatura de 30º C una batería os durará la mitad (como número de ciclos carga/descarga) en comparación con 20º C . A 40º C os durará un cuarto de lo que os duraría a 20º C. Las LFP aguantan mejor, pero a 40º C reducen a la mitad su duración de todos modos. Moraleja: en verano mejor ir a la montaña o como alternativa enchufarse a la red en un camping, dejando las baterías en reposo. Lo sé, son solo 2-3 meses, pero sigue siendo desaconsejable utilizarlas durante mucho tiempo a esas temperaturas.

Volviendo a nuestro ejemplo, supongamos que nuestra batería sea de tipo AGM. Eso quiere decir que cuando esté totalmente cargada, solo podremos utilizar el 50-60% de la energía almacenada. O sea, de esos 1200Wh que hemos calculado, 600-720Wh cómo máximo. Tendremos que considerar la batería vacía cuando aún queda el 40% de su capacidad total declarada, si no queremos acabar con ella. Cuanto más la descarguemos, menos nos durará, es así de fácil la cuestión.

Calculad también que en climas muy fríos la capacidad total de las baterías se reduce un poco. Con 10º C de temperatura dentro del compartimiento baterías os podéis esperar una reducción de un 10% de capacidad. Es decir, una batería de 100Ah se vuelve de 90Ah (de los cuales podéis utilizar de todos modos solo el 50-60%, como hemos dicho).

Las baterías LFP ganan sin esfuerzo porque se pueden vaciar casi por completo sin comprometerlas. Está claro, si cada vez las descargáis al 50% en lugar del 100% os duran de todas formas el doble de años, pero aunque las descarguéis por completo os durarán mucho más que una AGM/GEL descargada al 50%. Un límite de las LFP es que no se pueden utilizar con temperaturas de cero o menos grados, pero dentro de una camper la temperatura no debería bajar nunca hasta ahí, si no queremos que se congelen las tuberías, aparezcan fugas, se rompa la bomba, etc. ¿verdad? Si por alguna razón la temperatura llegara a bajo cero, recordad que no podéis cargar una LFP sin calentar bien antes el ambiente (y si vuestra calefacción utiliza la batería, lo tenéis bastante jodido).

Cómo medir la capacidad residual

Existen aparatos que permiten ver constantemente el estado de nuestras baterías y cuánto estamos consumiendo en un momento dado (W) o a lo largo de un día (Wh) como, por ejemplo, el Victron BMV-700. Os recomiendo instalar uno en vuestra camper, si no lo tenéis ya, porque os permite mantener siempre la situación bajo control, alargando así la vida de vuestras baterías.

Una manera «casera» de conocer el estado de carga de las baterías consiste en medir con el polímetro el voltaje entre el polo positivo y el negativo cuando están «en reposo», o sea cuando llevan un rato desconectadas de la instalación eléctrica (que no se estén ni cargando ni descargando). Los valores cambian un poco según constructor y modelo, pero para las AGM normalmente 13V indican una batería cargada al 100% y 12V una batería al 45%.

Durante o después de una carga o una descarga, es normal leer valores superiores así como inferiores, respectivamente. Pero si en reposo leéis menos de 12V, tenéis que cargarla YA.

La tasa de carga y descarga

Vale, tengo solo 600Wh en lugar de 1200Wh. Pero, puedo hacer lo que quiera con esa energía, ¿no? ¿Puedo conectar por ejemplo el secador de 1200W de arriba durante media hora si me apetece? La respuesta desafortunadamente es otra vez «depende del tipo de la batería». Las baterías AGM toleran muy bien una tasa de descarga que las haga pasar del 100% de carga al 50% (nuestro límite) en 5 horas, pero velocidades de descarga más rápidas reducirán, otra vez, su vida útil. Lo mismo pasa cuando las queramos volver a cargar, no podemos cargarlas con un montón de energía en poco tiempo. Mejor dicho, por poder podemos, pero las estaremos dañando. Es una ley sencilla: a las baterías no les gustan ni las cargas ni las descargas rápidas. Cuanto más lentas son, más durará vuestra batería.

A ver si convertimos esa tasa de descargas en valores útiles concretos. Una batería de 100Ah descargada en 10 horas (o sea pasar del 100% al 50% de carga en 5 horas, como hemos dicho arriba) nos da una tasa de descarga de 100Ah/10h = 10A. Pasando de amperios a vatios,  10A * 12V = 120W. Esto quiere decir que podemos encender de manera constante aparatos para una potencia total máxima de 120W. Eso no quiere decir que de vez en cuando no podamos descargarlas al doble de velocidad, conectando aparatos para un total de 250W. O llegar quizás a 500W durante solo 2 o 3 minutos, en muy pocas ocasiones. Pero os desaconsejo ir mucho más allá. Las de GEL aguantan aún menos. Los foros están llenos (a petar) de gente que dice «no entiendo, he conectado esta estufa eléctrica de 2000W una noche y ahora las baterías se cargan y se descargan por completo en 2 minutos, no almacenan energía». Esa es la señal típica de que la batería ha muerto. «Yo conecto siempre lo que me apetece y sigue funcionando todo», dice el que utiliza su autocaravana 30 días al año, de los cuales 28 enchufado en una parcela de un camping. Cuando vives en una camper por la calle, lejos de enchufes, y utilizas tu batería a diario, 365 días al año, te das cuenta de cuánto dura una batería, y tienes que aprender a cuidarla.

Las descargas rápidas tienen otro efecto interesante en las baterías: reducen la cantidad de energía disponible, porque hay más pérdidas en forma de calor (las baterías se calientan más durante una descarga rápida). Por eso, en muchas fichas técnicas de las baterías es posible leer cosas como «Capacidad en C100: 260Ah. Capacidad en C10: 230Ah». ¿Qué quiere decir esto? ¿Cómo puede mi batería tener dos capacidades diferentes? ¿Es de 230Ah o 260 Ah? «En C100» significa «con una tasa de descarga tal que la batería se quede vacía en 100 horas». C10, en 10 horas (o sea 10 veces más rápida). Como podéis ver, descargándolas más rápido perdemos una parte de su capacidad/energía útil almacenada, porque se va en calor mientras las utilizamos.

¿Nada de secador de 1200W entonces? Si tienes una LiFePo4 de 100Ah o más, sí. Las baterías de litio ganan aquí también porque aguantan tasas de descarga que la vacían por completo en 1 hora (!). Eso, en el caso de una batería de 100Ah se traduce en 100A = 1200W de aparatos conectados. Está claro, el hecho de que podamos conectar nuestro secador (apagando los otros aparatos porque todo suma, recordad), no quita el hecho de que la cantidad de energía disponible es limitada: con una tasa de descarga parecida, en una hora nuestra batería estará vacía y no podremos ni encender una luz. Si abrimos más el grifo de la electricidad, nuestro depósito (la batería) se vaciará más rápido. ¡Viviendo en una furgo a tiempo completo hay que aprender a controlar todos los gastos, incluido el de energía eléctrica!

12V, 24V, 220V

Como hemos visto, hay muchos aparatos (luces, bombas de agua, campanas, aireadores, pequeñas neveras) que están hechos para ser alimentados con corriente continua a 12V, como la que sale de una batería. Algunos aceptan también 24V, voltaje que le permite trabajar con algo más de eficiencia. Sin embargo, los aparatos que utilizamos normalmente en casa, como nuestro secador, el microondas, la nevera grande, o nuestro ordenador están diseñados para funcionar con 220V de corriente alterna, como la que provee la red eléctrica. La corriente alterna, como dice el nombre, invierte constantemente el sentido de circulación, como si intercambiáramos los cables del polo positivo y negativo, 50 veces por segundo. La razón por la que se hace es que así se reducen las pérdidas de trasmisión sobre largas distancias (típicas de la red de distribución eléctrica) de manera que se pueden trasmitir corrientes eléctricas más altas con cables más finos. En lo que a nosotros concierne, nos interesa solo el hecho de que son dos tipos de corriente diferentes, incompatibles entre sí.

Si queremos utilizar estos aparatos «de casa» en nuestra furgoneta necesitamos un inversor, un dispositivo que se encarga de la conversión de la corriente continua a 12V que sale de la batería en corriente alterna a 220V. Cada inversor está diseñado para aguantar una específica potencia máxima, en términos de aparatos a 220V que le podemos conectar. Hay inversores pequeños, a los que podemos conectar como máximo aparatos para un total de 300W, e inversores grandes que aguantan hasta 3000W.

Esta transformación de corriente de 12V continua a 220V alterna, como todas las transformaciones, no pasa sin tener pérdidas. La eficiencia de muchos inversores ronda el 90%, así que cuando conectemos una sandwichera de casa de 500W, en realidad el inversor estará sacando de la batería más o menos 550W (un 10% más).

El inversor tiene también otro problema, particularmente relevante en el caso en el que queráis dejarlo siempre encendido (por ejemplo, porque habéis decidido montar en vuestra camper una nevera a 220V, que necesita estar siempre encendida): su consumo intrínseco, dicho también gasto en «standby». Simplemente por estar encendido (aunque no le conectemos nada), cada inverter tiene un consumo propio que normalmente es proporcional a la potencia máxima de aparatos que admite. Un pequeño inversor de 300W puede consumir 3W, uno de 1600W gasta fácilmente 8W. Hay inversores chinos de 2400W que llegan a gastar 30W (!!!), hablo por experiencia. Parece poca cosa, ¡pero si multiplicáis 30W por 24 horas obtenéis 720Wh! ¡Es como tener otras dos neveras invisibles siempre encendidas, que no podéis utilizar!

Para limitar este problema muchos productores han creado un modo «sleep», donde el consumo es sensiblemente inferior al de «standby», en el que cada pocos segundos el inversor averigua si hay algún aparato conectado, y en caso contrario corta la corriente, ahorrando energía. Cuando detectan un aparato (que gaste más de 5W, por ejemplo), vuelven a encenderse solos. Desafortunadamente esta «averiguación» no es compatible con dos tipos de aparatos: los que no gastan corriente de inmediato cuando los enciendes (como por ejemplo las neveras modernas, que encienden el compresor solo algunos segundos después de encenderlas y por eso no vienen detectadas) y los que se encienden solos cuando se corta la corriente y vuelve (que de esta forma se encienden solos sin que lo queramos). En nuestra furgoneta tenemos ambas cosas, así que no podemos utilizar el modo «sleep». He elegido un inversor pequeño muy eficiente, con un consumo en standby muy bajo, justo por esta razón. Tenemos otro más grande y de más potencia que encendemos solo si hace falta, con un selector de corriente que permite elegir entre los dos.

Las pérdidas

Además de la eficiencia de los aparatos que montamos y de las características de nuestra(s) batería(s), hay otro factor que influye en nuestros gastos diarios, y en nuestra seguridad también: la resistencia de los cables, sobre todo los que llevan corriente continua a 12V (los de 220V podemos ignorarlos, a menos que sean extremadamente largos o queramos conectarles un horno industrial). Los cables de cobre que llevan la energía a todos nuestros aparatos ofrecen algo de resistencia al paso de la electricidad, específica del material. Cuanto más fino y largo es el cable, más resistencia ofrecerá. El efecto de la resistencia es transformar parte de la energía que pasa por el cable en calor, generando así una pérdida que se suma a nuestro gasto diario. Si el cable es fino (= la sección es muy pequeña) en comparación con la corriente que lo atraviesa, se puede llegar a fundirlo y quemarlo, y con él las cosas con las que esté en contacto, generando un incendio que puede acabar con la furgoneta en minutos. De hecho, este es el origen más común de los incendios de los vehículos de este tipo: un cortocircuito, que hace que pasen muchos amperios de corriente por un cable y que este se queme.

Por esta razón es muy importante utilizar la sección de cable correcta, según longitud y corriente (en amperios) que lo atravesará. El objetivo es limitar las pérdidas en calor al 2-3% como máximo. Existen muchas herramientas online para calcularla, como esta. Ponéis el porcentaje máximo de pérdidas que queréis, el largo del cable y los amperios de corriente que lo atravesarán (como máximo), y la página os dice la sección de cable que tenéis que comprar. Un ejemplo: quiero conectar una bomba de agua potable de 12V, de 36W de gasto máximo. La bomba se encuentra en la esquina diametralmente opuesta de la furgo respecto a las baterías, así que calculo que necesitaré 6 metros de cable para dar la vuelta y llegar hasta ella. Pongo en la página web 2% de pérdidas, 12V de voltaje, 3 amperios de corriente (recordad, A = W / V), 6 metros de largo y la página nos dice que tenemos que comprar un cable con una sección de 4mm cuadrados. Normalmente se calcula siempre una corriente un poco más alta, por si mañana queremos conectar un aparato más (o más potente) al mismo cable. Cuidado que el cobre es un metal bastante caro: cuando aumentan los milímetros cuadrados de sección, crece mucho también el precio.

El punto más crítico, donde es muy importante elegir la sección correcta porque normalmente es por donde más amperios de corriente pasan, es la conexión entre la batería y el inversor, sobre todo si este último es de alta potencia. También la conexión entre las baterías mismas (si hay más de una), es importante. Intentad colocar las baterías cerca del inversor y cerca entre sí (si tenéis dos) para reducir la longitud de los cables. Si tenéis una instalación de paneles solares importante o un cargador de muchos amperios, cuidado también con sus cables. Pensad siempre en los amperios de corriente que los atravesarán y su longitud.

En un sistema a 24V la sección de los cables puede ser más pequeña, porque a paridad de vatios gastados, los amperios de corriente que atraviesan los cables son la mitad. Ejemplo: si la bomba de arriba fuera de 24V, los amperios de corriente que atravesarían el cable serían 36W/24V = 1,5A, la mitad. A menos amperios, y mismas pérdidas, corresponde un cable más fino (y más económico).

Aparte de la sección del cable, para vuestra seguridad acordaos siempre de poner fusibles (o una caja de fusibles de las que salen los diferentes cables). En caso de cortocircuito acabarán pasando por el cable muchos más amperios de lo previsto, y un fusible es la protección más eficaz: cuando los amperios alcanzan un valor dado se funden de manera segura, interrumpiendo físicamente el paso de la corriente. ¡Ponedlos siempre! E intentad no utilizar un único cable y un único fusible para llevar la corriente a todos los aparatos de la furgo, o en caso de cortocircuito os costará entender cuál es el aparato responsable.

Volviendo a nuestro ejemplo, hemos calculado que necesitamos cada día por lo menos 600Wh de energía. Ojo, este total tendrá que incluir las pérdidas del los cables y un +10% al gasto de todos los aparatos a 220V por la (in)eficiencia del inversor. ¿Cuántos Ah de baterías necesitaremos para tener 2 días de autonomía, sin cargarlas de ninguna manera? Una batería AGM de 200Ah nos dará 100-120Ah útiles, o sea 100Ah * 12V = 1200Wh de energía, justo lo que necesitamos. O como alternativa, una batería LFP de 100Ah. Con esta última (y con un inversor suficientemente potente) podremos enchufar aparatos de hasta 1200W. Con la AGM de 200Ah podremos enchufar hasta 200Ah/10h = 20A = 240W de manera continua, 480W de manera ocasional, más durante muy poco tiempo.

¿Hay algún problema más con las baterías AGM/GEL?

Desafortunadamente, sí. Odian quedarse en reposo sin estar completamente cargadas, y no ser cargadas hasta el 100%. Si las mantenemos mucho tiempo en reposo en un estado de carga parcial, o no las cargamos a menudo hasta el 100%, irán perdiendo su capacidad total. Cada vez almacenarán menos energía en su interior. Para que duren lo máximo posible habría que llevarlas al 100% todos los días. Si pasan dos días no pasa nada, más de tres es desaconsejable. Esto tiene consecuencias a la hora de dimensionar una instalación solar, o si no la tenemos, a la hora de decidir cuánto tiempo quedarnos lejos de un enchufe.

Para variar, las LFP ganan aquí también. Aguantan perfectamente las cargas parciales, de hecho duran más si no se mantienen constantemente al 100% (no les gusta estar bajo carga cuando ya están cargadas).

Otro problema de las baterías AGM/GEL es el perfil de carga. Una batería AGM de 100Ah puede ser recargada de manera segura (sin afectar a su vida útil) con una corriente de 10A (100Ah/10h). Recordad que, si hacemos las cosas bien, solo tendremos que restaurar el 60% de su carga (del 40% al 100%), como mucho. Si tenemos mucha prisa podemos forzarla hasta 20 amperios, pero no os lo aconsejo (sobre todo si la batería está muy descargada). De hecho, si tenéis la posibilidad de cargarla durante 10 horas (porque tenéis paneles solares y se prevé un día soleado en verano, o porque estáis enchufados en un camping), mejor reducir la corriente de carga. Ya lo habéis entendido, menos es más con este tipo de baterías.

Como si esto no fuera suficiente, hay otro problemilla más. Si mi batería AGM de 100Ah tiene el 40% de carga residual (o sea que está vacía) y la cargo con una corriente de 10A, me espero llegar al 100% de carga en 6 horas, ¿no? Después de todo, tengo que llevarla de 40Ah a 100Ah = 60Ah por cargar, que con una corriente de 10A tardo 60Ah/10A = 6 horas, ¿no? Error. La batería absorbe esos 10A de corriente hasta más o menos el 85% de carga, el último 15% se puede llenar solo reduciendo de manera progresiva los amperios, hasta llegar al 100% con un hilo de corriente. Esto se hace para evitar que la batería alcance durante el proceso de carga voltajes mayores que su voltaje de absorción (típicamente 14.4V para las baterías de 12V), para no estropearla. Los cargadores de 3 o más etapas hacen exactamente esto, controlan los amperios y el voltaje durante todo el proceso de carga, adaptándose al estado de carga de la batería. ¿Qué consecuencias tiene? Que necesitaremos más tiempo del previsto para cargar nuestras baterías AGM hasta ese 100% que tanto les gusta, porque los últimos Wh cuestan más de reponer.

Los cargadores LFP, por el contrario, cargan prácticamente siempre a ritmo máximo, y en general las baterías de litio aguantan corrientes de carga mucho más altas. Muchos modelos de 100Ah aceptan hasta 50 amperios, aunque sigue siendo mejor idea cargarlas más lentamente. Personalmente para las baterías LFP os aconsejo una tasa máxima de carga tal que pase de 0% a 100% en cuatro horas. Para una batería de 100Ah esto se traduce en 100Ah/4h = 25A. Como he dicho antes, si estáis todo el día enchufados a la red y no tenéis prisa, podéis reducir aún más la corriente de carga alargando la vida de la batería.

Ah, sí. ¿Os he dicho que las baterías de litio duran también el triple o más que una batería AGM, en términos de número de ciclos de carga-descarga?

Habrá algo malo con estas baterías LFP, ¿no?

Sí. El precio primero. Una batería AGM de 200Ah cuesta alrededor de 330€. Una equivalente LFP china de 100Ah cuesta mínimo 500€ (precios de principios de 2021), o sea una vez y media el precio de una AGM. Si queremos una batería de marca puede llegar a costar el triple. Hace tan solo un año era inimaginable encontrar una LFP de 100Ah por 500€, los precios están bajando rápido y tarde o temprano las marcas más conocidas también tendrán que adecuarse.

Precio aparte, no se pueden cargar con cero o menos grados centígrados, y necesitan un dispositivo llamado BMS que monitoree constantemente el voltaje de sus celdas y las proteja de descargas y cargas excesivas. Muchas baterías lo incluyen en su interior, y en la mayoría de los casos el BMS tiene también un sensor de temperatura que corta la corriente cuando esta está fuera del umbral de funcionamiento correcto.

Otro problema es que el cargador, el regulador de tensión de los paneles solares (si los tenéis) y el inversor deben ser compatibles con este tipo de batería. Controlad siempre en los manuales si vuestros aparatos soportan también las baterías LFP, porque si no lo hacen tendríais que cambiarlos todos y el coste de pasar de AGM/GEL a LFP se dispararía. Esto obviamente no pasa si estáis diseñando la instalación eléctrica desde cero, solo tendréis que aseguraros de que todos los aparatos que compréis sean compatibles.

Sinceramente, si tuviera que construir un sistema desde cero hoy, utilizaría baterías LFP, porque las ventajas en comparación con las AGM/GEL son demasiadas. Hace cuatro años cuando diseñé mi furgoneta desafortunadamente no era una opción viable por el precio desorbitado.

Conectar más baterías entre ellas

Si conectamos dos baterías iguales en paralelo (conectando los dos polos positivos entre ellos y los dos polos negativos entre ellos también), obtendremos una batería con el mismo voltaje de las dos, pero el doble de capacidad. Por ejemplo: conectando dos baterías de 12V de 100Ah obtengo el equivalente de una batería de 12V de 200Ah.

Unos consejos para la conexión en paralelo:

1. NO conectéis baterías de marca, capacidad o edad diferentes.
2. NO conectéis una batería vieja (ya gastada) a una nueva.
3. NO conectéis más de 2 baterías en paralelo. Se puede llegar hasta 3, pero lo desaconsejo. Más baterías = más probabilidades que se fastidien entre ellas = menos durarán. Una pequeña diferencia de estado de carga o de resistencia interna (simplemente porque pertenecen a dos lotes de fabricación diferentes, por ejemplo), con el tiempo puede afectar a la duración del conjunto. De hecho, si os cabe una batería de 200Ah, mejor esa que dos baterías de 100Ah en paralelo. Os durará más.
4. Los cables que conectan los polos entre ellos tienen que ser de la misma longitud (la más corta posible) y sección (bastante gorda, como hemos visto antes). Esto vale en general también para los cables que salen de las baterías hacia el inversor o cualquier otro aparato: misma longitud y sección.
5. Sacad el polo positivo (del conjunto) de una batería, y el negativo de la otra. Esto equilibra un poco más el paso de la corriente.

Si conectamos dos baterías en serie (conectando el negativo de una al positivo de la otra), obtendremos una batería con el doble de capacidad en vatios hora, y el doble de voltaje. Para los tiquismiquis de «¡la capacidad total en Ah no cambia!»: sí, correcto, y también no os habéis dado cuenta de que he escrito vatios-hora en lugar de amperios-hora. Por ejemplo, si conectamos dos baterías de 100Ah a 12V en serie, obtendremos una de 100Ah a 24V. 100Ah * 24V = 2400Wh, el doble de 100Ah * 12V = 1200Wh.

Unos consejos para la conexión en serie:

1. NO conectéis baterías de marca, capacidad o edad diferentes.
2. NO conectéis una batería vieja (ya gastada) a una nueva.
3. El cable que conecta las baterías entre ellas tiene que ser corto (manteniendo de todos modos un poco de juego para poder mover las baterías).
4. Montad un Battery Balancer de Victron para mantener las dos baterías balanceadas durante la carga. Puede que pequeñas diferencias internas hagan que una batería absorba más energía que la otra. Esta diferencia a largo plazo puede dar problemas porque una batería acaba cargándose demasiado y la otra no llega nunca al 100%, reduciendo así progresivamente su capacidad total y duración en términos de ciclos de carga-descarga. Un Battery Balancer soluciona el problema.
5. Para las baterías LFP leed bien las especificaciones porque algunas no aceptan la conexión en serie.

En cualquier caso, tanto si montáis una sola batería como si montáis dos en serie o paralelo, instalad siempre un fusible gordo (rollo 250Ah) en la salida del polo positivo, que proteja vuestras baterías en caso de cortocircuito. Montad también un interruptor general de amperaje alto que os permita desconectarlas fácilmente y rápidamente de toda la instalación eléctrica en caso de emergencia.

Existen también aparatos como el Battery Protect de Victron que protegen de sobrevoltaje y descargas excesivas: cuando el voltaje de la batería sale del umbral de valores aceptables corta automáticamente el paso de la corriente, evitando que se dañen de manera irreparable. Nosotros lo hemos montado.

Un último consejo

Cuando dejáis vuestra furgoneta o autocaravana aparcada durante mucho tiempo, desconectad completamente la(s) batería(s) con el interruptor general del que hablábamos, si hay, o desconectando directamente los bornes. Esto vale también para la batería motor: desconectad el cable del borne negativo. Da igual que tengáis 10000 vatios de paneles solares y tengáis casi todo apagado. Siempre hay algo de consumo, la batería pasará de 98% a 100% cada día, y acabará reduciendo su capacidad, mejor desconectarla. Eso sí, después de tres meses desconectada, os aconsejo reconectarla y volver a cargarla al 100% (se descargan lentamente de manera natural aunque no haya nada conectado) con vuestros paneles o con el cargador, antes de desconectarla otra vez. De todos modos, en general no es una buena idea dejar parado un vehículo durante mucho tiempo, si dais una vuelta de por lo menos media hora cada mes os ahorráis problemas de neumáticos, frenos, líquidos, etc.

Una mirada al futuro dentro de 10 años

En unos años empezarán a difundirse las furgonetas eléctricas. Ya hay alguna en el mercado, pero con baterías con un numero de kWh demasiado bajo, que no permite mucha autonomía. Pero las cosas cambian rápido, se están diseñando ya vehículos con baterías de 200kWh, y las estaciones de servicio eléctricas están naciendo como setas en toda Europa.

¿Qué consecuencias tendrá todo esto para el mundo camper? Que podremos utilizar la batería del vehículo como batería de servicios y utilizarla para todo: para cocinar con placas de inducción, para calentar el ambiente, para calentar el agua con un simple termo, para alimentar la nevera, etc. Si no nos alejamos de la civilización no tendrá mucho sentido ni siquiera montar paneles solares, si puedo estar dos semanas parado sin tener que cargar la batería y tardo media hora en hacerlo en cualquier electrolinera. El futuro de las furgonetas camper es totalmente eléctrico, estoy seguro.

¡Eso es todo! En el próximo episodio: todo sobre la instalación solar, incluida una técnica poco conocida para mejorar su eficiencia.