La prueba de capacidad descarga el banco de baterías a corriente o potencia controlada hasta su tensión final y compara el tiempo logrado con el nominal: es la única que demuestra cuánta autonomía tiene realmente el banco. Las inspecciones periódicas y las pruebas óhmicas (impedancia, conductancia o resistencia interna) se hacen en servicio y avisan a tiempo de las celdas que se deterioran. IEEE 450, IEEE 1188 e IEEE 1106 definen cuándo hacer cada una según la tecnología.
Qué es la prueba de capacidad de baterías
El banco de baterías y su cargador alimentan, a través del sistema de corriente continua de la subestación, las protecciones, los mandos de los interruptores, el control y las comunicaciones de una subestación o planta. Si la red alterna se pierde, el banco tiene que sostener esa carga durante el tiempo para el que se diseñó y, al final, todavía tener energía para abrir y cerrar interruptores. Si falla, un interruptor puede no disparar ante una falla.
La prueba de capacidad responde una sola pregunta: ¿cuánta energía puede entregar hoy este banco? Con el banco plenamente cargado y estabilizado en flotación, se descarga a una corriente o potencia constante y conocida hasta que la tensión llega a la tensión final que fija el fabricante. El tiempo logrado, corregido por temperatura, se compara con el tiempo nominal a esa tasa y da la capacidad en porcentaje.
Qué mide y qué defecto detecta
| Prueba | Qué mide | Qué detecta | Limitación |
|---|---|---|---|
| Capacidad (descarga) | Tiempo real de descarga hasta la tensión final | Pérdida de capacidad del banco y celdas que caen antes que las demás | Saca el banco de su función normal; toma horas |
| Óhmicas (impedancia, conductancia, resistencia interna) | Parámetro eléctrico interno de cada celda | Celdas secas, corrosión de rejillas, sulfatación, celdas en falla | Tendencia, no autonomía |
| Resistencia de conexiones | Resistencia de cada unión entre celdas y bornes, con micro-ohmímetro como en la resistencia de contactos | Conexiones flojas, sulfatadas o corroídas | Solo ve la conexión |
| Tensión de flotación y densidad | Tensión de cada celda y, en ventiladas, densidad del electrolito | Celdas descargadas, cortocircuito interno, carga inadecuada | Indicador indirecto |
La prueba de capacidad detecta lo que ninguna otra ve completo: un banco que en flotación parece sano pero se cae en minutos bajo carga. Registrar la tensión de cada celda durante la descarga muestra cuáles llegan primero a la tensión final; esas son las candidatas a reemplazo.
Inspecciones y pruebas óhmicas
La prueba de capacidad se hace cada varios años; entre una y otra, el estado del banco se sigue con inspecciones y mediciones que no lo sacan de servicio.
Inspecciones periódicas. IEEE 450 organiza para las baterías ventiladas un programa de inspecciones con frecuencias mensual, trimestral y anual. Las más frecuentes revisan el aspecto general (fugas, corrosión, celdas fisuradas), el nivel del electrolito, la ventilación del cuarto, la tensión de flotación del banco y del cargador y las celdas piloto, que representan al resto en tensión, temperatura y densidad. Las más espaciadas extienden esas mediciones a todas las celdas y agregan la resistencia de las conexiones entre celdas y una inspección detallada. La densidad se corrige por temperatura antes de comparar. En baterías reguladas por válvula (VRLA) no se puede medir la densidad ni ver el electrolito, así que IEEE 1188 pide mediciones parecidas sin densidad y da más peso a la temperatura y a los valores óhmicos.
Qué dice la tensión de flotación. Una celda con tensión de flotación claramente más baja que el promedio sugiere un cortocircuito interno o sulfatación; un cargador con la flotación mal ajustada envejece todo el banco, por exceso de corriente o por carga insuficiente. Por eso la revisión del cargador y del detector de falla a tierra en corriente continua va siempre con la del banco.
Pruebas óhmicas como alerta temprana. La impedancia, la conductancia o la resistencia interna se miden con el banco en servicio, en minutos y sin desconectar celdas. Su valor está en la tendencia: se compara cada celda con sus vecinas y con su propia línea base tomada en la puesta en servicio. Un aumento sostenido de la impedancia o una caída de la conductancia indica que la celda se está deteriorando y que conviene adelantar una prueba de capacidad. En VRLA es la herramienta principal de seguimiento; en níquel-cadmio el fabricante debe confirmar si sirve como criterio.
Tipos de prueba de capacidad según IEEE 450
- Prueba de aceptación: en fábrica o al recibir el banco, para comprobar que cumple la capacidad especificada.
- Prueba de desempeño (performance): periódica, para medir la capacidad y su tendencia en la vida del banco.
- Prueba de desempeño modificada: combina en una sola descarga el perfil de carga real y la medición de capacidad.
- Prueba de servicio: comprueba que el banco sostiene el ciclo de trabajo real de la instalación, con sus picos de corriente.
A qué equipos y niveles aplica
Los bancos de subestación e industria trabajan en baja tensión continua, típicamente 48 V, 110 V o 125 V y 220 V o 250 V, según la instalación. La prueba aplica igual a subestaciones de media, alta y extra alta tensión: cambian el tamaño del banco y la criticidad de la carga, no el principio. Las tecnologías se comparan en baterías de plomo-ácido y níquel-cadmio.
| Tecnología | Norma de mantenimiento y prueba | Puesta en servicio | Mantenimiento |
|---|---|---|---|
| Plomo-ácido ventilado | IEEE 450 | Aceptación o servicio | Inspecciones, densidad, conexiones; desempeño periódica |
| Plomo-ácido regulado por válvula (VRLA) | IEEE 1188 | Aceptación o servicio | Óhmicas y temperatura frecuentes; capacidad periódica |
| Níquel-cadmio ventilado | IEEE 1106 | Aceptación o servicio | Capacidad periódica; inspección |
En fábrica, la serie IEC 60896 define los requisitos y métodos de ensayo de baterías estacionarias de plomo-ácido, incluido el ensayo de capacidad: la parte 11 para las ventiladas y las partes 21 y 22 para las reguladas por válvula.
Dónde no aplica o no basta: las pruebas óhmicas no reemplazan la de capacidad en ninguna tecnología; en VRLA no se mide densidad ni se aplican criterios de ventiladas; y un banco recién instalado sin su carga inicial completa no se prueba, porque el resultado saldría bajo sin que el banco esté mal.
Norma y criterios
- Capacidad mínima: IEEE 450 recomienda reemplazar cuando la capacidad cae al 80 % de la nominal.
- Frecuencia: IEEE 450 recomienda una prueba de desempeño dentro de los dos primeros años de servicio y luego a intervalos que no superen el 25 % de la vida esperada. La prueba pasa a ser anual cuando el banco alcanza el 85 % de su vida esperada, cuando su capacidad cayó más de un 10 % frente a la prueba anterior o cuando llegó al 90 % de la nominal.
- Corrección por temperatura: el cálculo de capacidad se corrige con los factores de la norma cuando el electrolito no está a la temperatura de referencia.
- Pruebas óhmicas: IEEE 1188 las contempla en el mantenimiento de VRLA y se interpretan por tendencia; el umbral de alarma lo da el fabricante del banco o del instrumento.
- Conexiones: se comparan con el valor de instalación y con el límite del fabricante.
Qué puede falsear el resultado
- Temperatura del electrolito. Sin corrección, una prueba en clima frío subestima el banco y una en clima cálido lo sobreestima.
- Carga incompleta antes de la prueba. El banco debe empezar plenamente cargado y estabilizado en flotación.
- Corriente de descarga inestable. El cálculo supone corriente o potencia constante.
- Conexiones flojas. Agregan caída de tensión y adelantan la tensión final.
- Rizado del cargador. Perturba algunas mediciones óhmicas si el cargador queda conectado.
- Puntos de medida distintos. En las pruebas óhmicas, medir en el conector en vez del borne cambia el valor y daña la tendencia.
Qué hacer si el resultado sale mal
Verifique primero que la prueba fue válida: carga previa, temperatura corregida y corriente estable. Si pocas celdas cayeron antes, reemplácelas y evalúe el banco completo según su edad; si la capacidad está cerca o por debajo del 80 %, planee el reemplazo del banco; si bajó mucho frente a la prueba anterior, acorte el intervalo. Revise siempre el cargador rectificador: una tensión de flotación mal ajustada envejece el banco. Las conexiones con resistencia alta se limpian y se reaprietan según el fabricante.
- ¿La prueba fue válida, con carga previa, temperatura corregida y corriente estable?
- NoVerifique esas condiciones antes de juzgar el banco
- Sí¿Qué muestra el resultado?
- Pocas celdas cayeron antesReemplácelas y evalúe el banco completo según su edad
- Capacidad cerca o por debajo del 80 %Planee el reemplazo del banco
- Caída grande frente a la prueba anteriorAcorte el intervalo entre pruebas
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Referencias
- IEEE Std 450, Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Vented Lead-Acid Batteries for Stationary Applications.
- IEEE Std 1188-2025, Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Valve-Regulated Lead-Acid (VRLA) Batteries for Stationary Applications.
- IEEE Std 1106, Recommended Practice for Installation, Maintenance, Testing, and Replacement of Vented Nickel-Cadmium Batteries for Stationary Applications.
- IEC 60896-11:2002, Stationary lead-acid batteries – Part 11: Vented types – General requirements and methods of tests.
- IEC 60896-21:2004 e IEC 60896-22:2004, Stationary lead-acid batteries – Part 21: Valve regulated types – Methods of test y Part 22: Requirements.
Preguntas frecuentes
¿Cuándo hay que reemplazar un banco de baterías?
IEEE 450 recomienda reemplazar el banco de plomo-ácido ventilado cuando su capacidad real cae al 80 % de la nominal, porque a partir de allí el deterioro se acelera. Por eso el dimensionamiento suele incluir un margen por envejecimiento.
¿La prueba de impedancia reemplaza a la prueba de capacidad?
No. La impedancia o la conductancia interna se miden con el banco en servicio, sin desconectar celdas, y sirven para seguir la tendencia de cada celda y encontrar las débiles, pero no dicen cuántos minutos u horas sostendrá el banco la carga. Esa respuesta solo la da la prueba de capacidad.
¿Se puede hacer la prueba de capacidad con el banco en servicio?
Durante la descarga el banco no puede respaldar la subestación con su capacidad completa. Por eso se planea con un banco provisional o con la carga cubierta por otro medio, y la decisión depende del riesgo que acepte el operador.