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Sistemas de batería de reserva
para un uso y una confiabilidad superiores

Los sistemas de batería de reserva son fundamentales para mantener las operaciones básicas en funcionamiento ante un corte de energía eléctrica.

Instalaciones como centros de datos, hospitales, aeropuertos, servicios públicos, plantas de gas y petróleo y sistemas ferroviarios, no pueden funcionar sin confiar 100% en la alimentación de reserva. Incluso, las instalaciones comerciales estándar y de fabricación cuentan con sistemas de alimentación de reserva para sus sistemas de emergencia, alarmas y controles, iluminación de emergencia y sistemas de control de humo e incendios.

La mayoría de los sistemas de energía de reserva utilizan una alimentación eléctrica ininterrumpida (UPS) y un conjunto de baterías. La UPS sirve como respaldo del sistema de control digital (DCS) para mantener el control de las operaciones de la planta hasta que se pueda apagar en forma segura o hasta que arranque el generador auxiliar.

A pesar de que la mayoría de las baterías que se utilizan en los sistemas UPS modernos no necesitan mantenimiento, siguen siendo susceptibles al deterioro por la corrosión, los cortocircuitos internos, el sulfatado, el secado y las fallas en el sellado. El presente artículo establece las prácticas recomendadas para mantener el funcionamiento óptimo de estos “bancos de batería”, de manera que la reserva esté lista en caso de que ocurra un apagón.


Indicadores principales del estado de la batería

Resistencia interna de la batería: La resistencia interna es una prueba de la vida útil, no de la capacidad. La resistencia de la batería se mantiene considerablemente uniforme hasta que se acerca al final de su vida útil. En ese punto, la resistencia interna aumenta y la capacidad de la batería disminuye. Medir y llevar un registro de este valor ayuda a identificar el momento en que se debe reemplazar la batería. Utilice solo un comprobador especial para baterías, diseñado para medir la resistencia de la batería mientras esta se encuentra en uso. Lea la caída de tensión en la corriente de carga (conductancia) o la impedancia de CA. Ambos resultados se expresan en valores óhmicos. Una medida óhmica aislada tiene poco valor sin contexto. La práctica recomendada requiere la medición de los valores óhmicos durante meses y años. Cada medición se debe comparar con los valores previos registrados para generar una línea de base.

Prueba de descarga: La prueba de descarga es la mejor forma de descubrir la capacidad disponible real de una batería, pero puede ser difícil de llevar a cabo. Durante esta prueba, la batería se conecta a una carga y se descarga a lo largo de un período de tiempo específico. Además, se regula la corriente y se establece una corriente conocida constante mientras que la tensión se mide en forma periódica. Los detalles de la corriente de descarga, el período de tiempo especificado para la prueba de descarga y la capacidad de la batería en amperios-hora se pueden calcular y comparar con las especificaciones del fabricante. Por ejemplo, una batería de 12 V y 100 Ah puede necesitar una corriente de descarga de 12 A durante ocho horas. Una batería de 12 V se considera descargada cuando la tensión del terminal es de 10,5 V.

Las baterías no soportan cargas críticas durante una prueba de descarga, ni inmediatamente después de terminarla. Transfiera las cargas críticas a otro banco de baterías hasta que transcurra un tiempo considerable después de terminar la prueba, y luego vuelva a conectar a las baterías probadas una carga temporal, comparable en tamaño. Asimismo, antes de realizar la prueba, prepare un sistema de enfriamiento para compensar el aumento en la temperatura ambiente. Cuando las baterías grandes se descargan, emiten una gran cantidad de energía en forma de calor.


Indicadores clave de la falla de batería

Las baterías en buen estado deben mantener una capacidad superior al 90% de las características nominales de fábrica. La mayoría de los fabricantes recomiendan reemplazar la batería si su capacidad cae por debajo del 80%. Al realizar las pruebas de la batería, busque los siguientes indicadores de falla:

Caída superior al 10 % en la capacidad, en comparación con la línea de base o la medición anterior.

Aumento en la resistencia del 20% o más, en comparación con la línea de base o la medición anterior.

Altas temperaturas sostenidas, en comparación con la línea de base y las especificaciones del fabricante.

Degradación en el estado de la placa.


Cómo realizar las pruebas estándar de batería

Es importante asegurarse de utilizar los equipos de protección personal (EPP) adecuados antes de realizar las siguientes pruebas.

Tensión de flotación
1. Mida mensualmente la tensión individual de una celda o cadena con un multímetro digital o un analizador de baterías, como el analizador Fluke serie 500.

Salida del cargador
1. Mida mensualmente la tensión de salida en los terminales del cargador con un multímetro digital o un analizador de baterías, como el analizador Fluke serie 500.

2. Observe la corriente de salida que se muestra en el medidor de corriente del cargador o utilice una pinza amperimétrica. Realice la medición mensualmente.

Corriente CC de flotación
1. Consulte las especificaciones del fabricante para obtener los valores aproximados y esperados de las corrientes de flotación.

2. Utilice una pinza amperimétrica de CC apropiada para medir la corriente de flotación una vez por mes.

Valores óhmicos internos
1. Utilice un analizador de baterías para medir cada tres meses los valores óhmicos individuales de la batería.

2. Establezca los valores de referencia e ingréselos en la base de datos de la batería.


Pruebas y cronogramas de batería recomendados

El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) es la fuente principal de prácticas estándar para el mantenimiento de las baterías. A lo largo de la vida de una batería, el IEEE recomienda llevar a cabo una combinación de pruebas en forma periódica.

El IEEE también recomienda el siguiente cronograma para efectuar las pruebas de descarga:

Una prueba de aceptación en la fábrica o luego de la instalación inicial.

Pruebas de descarga periódicas, a un intervalo que no supere el 25% del tiempo esperado de vida útil, o dos años, lo que sea menor

Prueba de descarga anual: cuando la batería ha alcanzado el 85% de la vida útil esperada o ha caído a >10 % de su capacidad.

Dado que programar una prueba de descarga a gran escala es difícil, el mantenimiento periódico es de extrema importancia. Si se carga la batería de acuerdo con los requisitos del fabricante y si se siguen las recomendaciones del IEEE para realizar la prueba, debería ser posible maximizar la vida útil del sistema de baterías.


Artículo gentileza de Intronica. www.intronica.com
Marzo 2015
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