¿Revela la resistencia interna la capacidad de la batería?
Estudio sobre métodos de prueba rápida para baterías estacionarias y del sector de automoción.

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca
June 2004

Durante los últimos 20 años han surgido tres métodos básicos de pruebas: Método DC, Conductancia AC y Espectroscopía de impedancia electroquímica de frecuencia múltiple (EIS). Todos los métodos se basan en la medida de resistencia, característica que revela la capacidad de la batería para suministrar corriente. La resistencia interna provee información útil para detectar problemas e indicar cuando una batería debe ser reemplazada. Sin embargo, la resistencia únicamente no posee una relación lineal con la capacidad de la batería. El incremento de resistencia interna solamente se relaciona con el envejecimiento y brinda algunas indicaciones de posibles fallos.

Cuando se realiza una medición de la resistencia interna de un mismo conjunto de celdas nuevas VRLA, es común notar una variación del 8 %. El proceso de fabricación y los materiales utilizados son solamente dos de las variables que contribuyen a dicha variación. En vez de basarse en una lectura absoluta de resistencia, los técnicos de servicio toman una instantánea de la resistencia de las celdas cuando se instala la batería y luego miden las pequeñas variaciones a medida que las celdas envejecen. Un aumento de resistencia del 25 % indica una caída de rendimiento de aproximadamente un 80 %. Los fabricantes de baterías aceptan las devoluciones en garantía si la resistencia interna aumenta un 50 %.
Antes de analizar los diferentes métodos de análisis, veamos brevemente lo que significa resistencia interna e impedancia, términos que se usan frecuentemente de forma incorrecta cuando se habla de la conductividad de una batería.

La resistencia es puramente resistiva y no tiene reactancia. No existe desfase entre tensión y corriente, es decir ambas van en fase. Un radiador es una carga resistiva pura de ese tipo. Funciona igualmente bien con corriente continua (DC) y con corriente alterna (AC).

La mayoría de las cargas eléctricas, incluyendo la batería, contienen una componente de reactancia. La parte reactiva de la carga varía con la frecuencia. Por ejemplo, la reactancia capacitiva o capacitancia de un condensador disminuye a medida que la frecuencia aumenta. Un condensador es un circuito abierto para señales DC, es decir no puede pasar la corriente a través de él. Por el contrario una inductancia pura actúa en la dirección opuesta y su reactancia aumenta a medida que la frecuencia aumenta. Una bobina o inductancia pura es un cortocircuito para señales DC. Una batería combina la resistencia óhmica, así como la reactancia capacitiva e inductiva. El término impedancia engloba los tres tipos.

La batería puede verse como un conjunto de elementos eléctricos. La Figura 1 ilustra el modelo básico de Randles para baterías de plomo como un circuito equivalente con resistencias y condensadores (R1, R2 y C). La reactancia inductiva normalmente se omite porque juega un rol imperceptible en una batería a bajas frecuencias.

Figura 1: Modelo Randles de una batería de plomo. La resistencia general de la batería consiste en resistencia óhmica pura, reactancia inductiva y capacitiva. Los valores de estos componentes son diferentes en cada batería probada.