lunes, 1 de octubre de 2012

Mitos y verdades sobre las pilas recargables

                    (P) Hugo Napoli, 2012                    


Fecha de última actualización: 30 de marzo de 2014

Pilas y baterías recargables. Mitos y verdades.

* Apartado 1: tipos de pilas/baterías.

1. Níquel y Cadmio (Ni-Cd)

http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_n%C3%ADquel_cadmio

Es uno de los tipos de pilas recargables más antiguo que aún existe, y al cual le afecta el temido "efecto memoria". Se están reemplazando por las pilas o baterías de NiMh que no tienen este lamentable problema ni contienen Cadmio, el cual es un elemento contaminante. Su vida útil es de aproximadamente unos 1500 ciclos antes de comenzar a notarse los efectos de su tan temida naturaleza (es decir, soportan unas 1500 cargas-descargas antes de comenzar a perder capacidad de carga). Su tasa de descarga es de un 20% mensual, aproximadamente.


2. Níquel e Hidruro metálico (Ni-Mh)


http://www.vivastreet.cl/estereo-video-usado+santiago-comuna/pilas-recargable-sanyo-aa-2700mah---ni-mh-/47254663

Reemplaza a las del numeral 1 de Níquel y Cadmio (Ni-Cd). Una gran ventaja frente a las anteriores, es que la ausencia de Cadmio la convierte en un producto más ecológico, a la vez que disminuye su precio considerablemente. Tienen mayor capacidad de carga que las Ni-Cd (entre 2 y 3 veces mayor, es decir, unas 3000 a 4500 cargas-descargas). Su tasa de descarga es de un 30% mensual, aproximadamente, lo cual la convierte en inferior, en este punto, a sus antecesoras. El efecto memoria también las afecta, pero en menor medida que a las de Niquel y Cadmio. Un dato curioso es que, mientras las baterías o pilas NiCd pueden recargarse en cargadores de NiCd o NiMh, las baterías o pilas de NiMh sólo pueden recargarse en un cargador de este mismo tipo.

3. De ión de Litio (Li-Ion)
http://www.techno-styles.com/tienda/es/accesorios-linternas-led/41-utf-37v-3000mah-18650-bateria-de-li-ion-recargable.html

Es el tipo de batería o pila recargable por excelencia actualmente. Ligera, potente, no le afecta el efecto memoria, fácil y rápida de recargar y con ciclos de duración iguales que las de NiMh. (3000 a 4500 cargas-descargas). Son las más utilizadas en sistemas portátiles y electrónicos.

4. De plomo y ácido
http://www.electricasas.com/electricidad/energia-solar/fotovoltaica-energia-solar-electricidad/baterias/

Esta variedad de baterías es la que se usa en las baterías de automóviles, así como también en sistemas de emergencia de alta potencia (UPS, SAI, motores, etc.), y suelen ser muy potentes y bastante pesadas.

* Apartado 2: "efecto memoria"

Pilas recargables: son un elemento indispensable en cuanto a la tecnología que utilizamos hoy en día.
Existen pilas AA [doble A] (las pequeñas más comunes), tipo AAA [triple A], (las más "finitas" o pequeñitas), C (medianas), D (grandes), 9V (rectangulares con los dos conectores en su parte superior), ...
Para muchos aparatos necesitamos este tipo de almacenamiento de energía (preferiblemente recargable): cámaras digitales, teléfonos celulares, reproductores de mp3, consolas y computadoras portátiles, PDA, etc. Sin embargo, existen muchas dudas, mitos y leyendas acerca de ellas, la más famosa: el efecto memoria.

El efecto memoria es un fenómeno que ocurre con algunos tipos de pilas recargables (Ni-Cd y Ni-Mh, en concreto, las de "Níquel") al no realizar cargas completas. Cuando utilizábamos nuestras pilas recargables, debíamos esperar a que se descargaran totalmente para volverlas a recargar (de una sóla vez, sin interrupciones).

Se nos decía que si se interrumpían las cargas o se realizaban cargas incompletas (cargar sin estar completamente vacía o detener la carga antes de finalizar) se nos reduciría la capacidad de la batería. No era mentira: si ocurría esto, se creaban unos cristales en su interior que modificaban el voltaje, perdiéndose así capacidad de carga.


Este mito era "cierto", pero sólo cuando se utilizaban las antiguas baterías de Ni-Cd (Niquel y Cadmio) y Ni-Mh (Níquel e hidruro metálico) y no con las que se utilizan mayoritariamente hoy en día. Ocurría que si cargabas varias veces baterías que tuvieran algo de carga en su interior, la batería tendría un efecto similar a “recordar” desde donde empezó a cargarse, estableciéndose ese inicio como el mínimo nivel de carga de la batería, reduciéndose así su capacidad de uso. Para evitarlo, se recomendaba realizar el ciclo de descarga completa para su posterior carga completa, o al menos una descarga completa cada cierto número de ciclos.

Si la batería era cargada cuando ya poseía algo de carga, ese nivel era interpretado como el nivel de "pila vacía", por lo tanto, el porcentaje de carga que poseía antes de ejecutarse su recarga, era igual al porcentaje de capacidad perdido. Si además, la batería era cargada por unos pocos minutos, sin respetar su tiempo de recarga total, también se producía el mismo efecto memoria: el porcentaje de carga que no hubiese sido aprovechado al recargarla, se convertía en capacidad de recarga perdida... ¡Imagina lo que sucedía si ocurrían las dos cosas a la vez en la misma recarga!

* Apartado 3: capacidad

Se puede decir que el factor más importante a la hora de saber lo buenas que son unas pilas recargables o baterías es el que surge al observar su capacidad en mAh (miliamperios-hora). 
Muchos productos te aseguran determinada cantidad de horas de reproducción continua, o alternan (en el caso de los móviles) con determinada cantidad de horas de uso en llamadas y «tantas otras» en espera, y mencionan y describen células o sistemas de carga. Lo ideal, siempre será prestar atención a los mAh de los que dispone nuestra batería o pila recargable:

- La PSP Slim (es decir, la Play Station "delgada" o "pequeña") viene con una batería de 1200 mAh.
- La batería de 3 celdas del ultraportátil Acer Aspire One es de 2200 mAh. La de 6 celdas, 5200 mAh.
- Actualmente se pueden encontrar pilas recargables AA desde 1200 mAh hasta 2800 mAh (o más). 

* Apartado 4: carga

Utiliza siempre un cargador para el tipo de batería o pilas recargables que tengas. No utilices un cargador para pilas Ni-Cd con unas pilas Li-ion, por ejemplo.
Hay algunos dispositivos modernos, como móviles o PDAs, que además del cargador habitual para conectarlos a la red eléctrica incluyen un cargador USB de viaje. En cualquiera de los casos, siempre es mejor utilizar el cargador de mayor potencia (el que no es USB), ya que el puerto USB de algunos dispositivos, como los ordenadores portátiles, no siempre mantendrán los 500 mA requeridos, por tanto proporcionarán un flujo de corriente más inestable y ralentizarán la carga de la batería.


* Apartado 5: sobrecarga

Se tiene la falsa idea de que cuanto más tiempo se deje cargando la batería, más se cargará. Esto no sólo es falso, sino que, para peor, algunos cargadores, una vez que avisan con una luz que las pilas están cargadas, no cierran el circuito de carga y provocan sobrecargas en las pilas, dañándolas. Normalmente, los cargadores de buena calidad no poseen esta pésima característica, e interrumpen el flujo energético al advertir que la pila no necesita más carga.

* Apartado 6: ¿es preferible el suministro eléctrico independiente (batería) o el dependiente (red eléctrica)?

Opinión tomada textualmente del autor del post original, de donde ha sido tomada gran parte de la información que aquí se puede leer:
¿Se debe quitar la batería del portátil cuando se está conectado a la corriente? No es necesario. Sin embargo, como todo componente electrónico no está exento de un problema de sobrecalentamiento, y tampoco se recomienda dejarla puesta si siempre va a estar conectado (1). Es cierto que tener la batería constantemente conectada a la corriente eléctrica no es bueno para la misma, ya que la fuerza a estar continuamente cargada, y la expone a las altas temperaturas que puede alcanzar la carcasa del ordenador. No obstante, retirar la batería puede en ocasiones producir más problemas que trabajar con ella puesta, por la entrada de polvo u otras partículas. Asimismo, no hay que olvidar que en el caso de los portátiles la batería funciona como una especie de SAI, filtrando y estabilizando la corriente eléctrica recibida por el equipo. En este caso, mi recomendación es que hagáis lo que os sea más cómodo. Yo, personalmente, nunca la retiro (2).
Nota sobre el "efecto memoria": En las antiguas pilas de NiCd (¡sólo en ellas!) ocurría que si cargabas varias veces baterías con carga existente, la batería tendría un efecto similar a «recordar» desde donde empezó a cargar, estableciendo ese inicio como el mínimo nivel de la batería, reduciendo su uso. Para evitarlo, se recomendaba realizar una descarga completa cada cierto número de ciclos. No obstante, aunque el efecto memoria no exista en muchos tipos de baterías o pilas recargables, esto no significa que no pueda reducirse su capacidad por un mal uso de las mismas.

(1) No coincido con el criterio del autor original, puesto que hago el siguiente razonamiento:

... si la batería está fuera de la computadora portátil, se está descargando lentamente... y llegará un momento en el cual no tendrá mas carga y comenzará a transcurrir el tiempo en esas condiciones... y el concepto de guardar la batería con la mitad de la carga, entonces, ¿en dónde queda?

Además... ¿no poseían, los cargadores de baterías o los ordenadores portátiles, un circuito de control para evitar que la batería esté permanentemente cargándose de forma inútil? Es decir que si el circuito de control registra que la batería está completamente cargada, utilizará la alimentación de la red eléctrica en lugar de la alimentación independiente.

(2) Quitar o no quitar la batería, es un hecho que corre a cuenta de cada uno de nosotros. Se hace "a conciencia". Y aquí sí coincido con el autor original: yo tampoco la retiro bajo ninguna circunstancia (a menos que la vaya a guardar por tiempo indeterminado, cosa que no creo que yo vaya a necesitar hacer).

* Apartado 7: primera carga.

Este factor de importancia de la primera carga es un mito, herencia directa de las baterías Níquel-Cadmio (Ni-Cd).

En las nuevas baterías, no hace falta una carga larga como asegura mucha gente, en especial vendedores de aparatos eléctricos, y esto no es por mala intención de ellos, sino por un razonamiento incorrecto heredado del pasado, cuando las baterías y pilas más antiguas sí necesitaban este tipo de tratamiento para lograr una mayor durabilidad.

Hay que cargarlas hasta que el indicador correspondiente nos indique que ya están cargadas, y si es posible, ni un minuto más. Dejarlas más tiempo conectadas podría dañar las mismas (por causa del cargador, no de la pila en sí), y aunque la mayoría de baterías y cargadores tienen circuitos de protección contra la sobrecarga, mejor no tentar a la suerte. Siempre que veamos que la batería ha terminado de cargarse, lo mejor es desconectarla de la red eléctrica.

* Apartado 8: temperatura.

Lo ideal es mantener las pilas recargables en torno a unos 15ºC y no exponerlas al calor ni al frío intenso.

* Apartado 9: inactividad prolongada.

Esto es muy importante. Si no vamos a utilizar las baterías o pilas recargables en mucho tiempo, lo ideal es mantener las pilas cargadas a un nivel intermedio. Nunca guardarlas completamente vacías, ya que puede dañar las baterías a largo plazo (ver nota 1 en rojo, más arriba: esto no es cierto para todas las pilas, sino para las de cierta naturaleza.).

Para almacenar una batería que no va a ser utilizada en un período largo, lo mejor es un punto medio: ni cargada, ni descargada, sino con la mitad de carga aproximadamente. De hecho, solo hay que fijarse en que todos los dispositivos electrónicos que incorporan batería suelen tener la batería del mismo parcialmente cargada cuando los sacamos de la caja (traen entre el 40-50% de su carga). Esta es la carga ideal con la que debemos almacenarlas (ver nota 1 en rojo, más arriba: esto no es cierto para todas las pilas, sino para las de cierta naturaleza.).

Almacenar la batería totalmente descargada durante mucho tiempo puede provocarle un daño irrecuperable (haciendo imposible que nunca pueda volver a cargarse), mientras que si la almacenamos completamente cargada es muy probable que perdamos parte de su capacidad (alrededor de un 20%) (ver nota 1 en rojo, más arriba: esto no es cierto para todas las pilas, sino para las de cierta naturaleza.).

* Apartado 9: ciclo de carga y descarga.


Las baterías de ion litio y las de plomo y ácido no tienen efecto memoria, por lo que pueden cargarse en cualquier momento. Las de Níquel-Metalhidruro, que es la tecnología empleada en gran cantidad de las pilas recargables existentes en el mercado, sí que sufren dicho efecto, pero en su caso es tan pequeño que resulta despreciable.

Las baterías de Níquel-Cadmio, sin embargo, sufren el lamentable "efecto memoria", y es necesario tomar precauciones al respecto. Este tipo de baterías, aunque están siendo reemplazadas por las de Ni-MH en casi todas sus funciones, son las empleadas por ejemplo en cámaras de vídeo de gama alta. La mayor ventaja de las mismas es su larga vida útil, de entre 1.000 y 1.500 ciclos de carga/descarga baja tasa de descarga en comparación con otras de similar naturaleza (mucho más la cual es menor que en las baterías de Li-ion o Ni-MH).

No obstante, los cargadores profesionales para este tipo de baterías cuentan con un sistema de descarga, por lo que al conectarlas a dicho cargador lo primero que hace este es descargarlas por completo para luego empezar a cargarlas desde cero, evitando en lo posible el efecto memoria.

A las baterías de (...) Li-ion, aunque carezcan del efecto memoria, también se recomienda descargarla por completo de vez en cuando, ya que puede desajustarse el nivel de medición (por ejemplo, la batería de un portátil, cuando carga del todo, marca un 98%).

* Apartado 10: el riesgo de explosión de las baterías.

Sensacionalismo a medias: de entre todos los tipos de batería mencionados, las de ion litio son las baterías con más tendencia a sobrecalentarse y explotar, debido a que están fabricadas con materiales inflamables. Por esta razón dichas baterías incorporan varios circuitos electrónicos de protección que controlan en todo momento el estado de la batería. Como norma general, es conveniente almacenarlas a una temperatura de alrededor de 15º.

* Apartado 11: las baterías de ion de Litio... ¿son las mejores?


Mito: depende de las condiciones del dispositivo en el que vayan a incorporarse. Es cierto que las baterías de ion litio son las más populares, debido a su poco peso, alta capacidad (hasta el triple de voltaje por célula que una misma batería de Ni-Cd o Ni-MH) y casi nulo efecto memoria, pero su vida útil es menor que la de las baterías de Ni-Cd o Ni-MH, trabajan peor en condiciones extremas como el frío intenso, y tienen tendencia a sobrecalentarse. Así pues, la elección de uno u otro tipo de batería depende del tamaño, peso y entorno de trabajo del dispositivo electrónico en cuestión.

* Apartado 12: celdas.

Palabras de Hugo Napoli: encontré buena información en una web que no está en español. No obstante, el conocimiento trasciende barreras idiomáticas, así que me pareció bueno brindarlo en su idioma original, y al final, traducirlo. La autora a quien le corresponde esta información es Dana Wollman, y el sitio en donde reside la misma está debidamente indicado al final del post.

Choosing the Right Number of Cells
While there are batteries with two, four, or eight cells, most come in three-, six-, or nine-cell packs. If long battery life is important to you, always choose the the largest number of cells available. Whatever you do, don't settle for a three-cell battery; notebooks and netbooks with three-cell batteries tend to get less than three hours of battery life. Batteries larger than six cells—often referred to as "extended batteries"—may add some extra bulk to your notebook, sticking out the back and adding a few tenths of a pound to the weight. However, if you need long endurance, this extra weight is worth it.

Traducción mía (con modificaciones): 
Si bien existen baterías con dos, cuatro u ocho células, la mayoría vienen en paquetes o packs de tres, seis o nueve celdas. Si la larga duración de disponibilidad de carga de la batería es importante para usted, elija siempre el número mayor de células disponibles. Haga lo que haga, no se conforme con una batería de tres celdas. Notebooks y netbooks con baterías de tres celdas tienden a tener menos de tres horas de independencia energética. Las baterías más grandes que seis células, a menudo referenciadas como "baterías extendidas", pueden agregar un poco de volumen extra a su ordenador portátil, sobre todo en la parte posterior del mismo, así como adicionar unos cuántos gramos de peso adicional, pero siempre y cuando usted necesite tiempo de resistencia, este peso extra valdrá la pena.


He tomado la información utilizada para el armado de este artículo de los sitios que figuran debajo, aunque he aplicado varios arreglos por cuenta propia a los textos originales, y también he vertido opinión personal en la publicación, no necesariamente explicitada.


Fuentes:


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