Baterias,evita comprar más pilas

En otra ocasión ya hablé de los distintos tipos de pilas (ver aquí) En este momento, me centraré en las baterías, que son sistemas de almacenamiento de energía (igual que las pilas) pero que pueden reutilizarse. Esta característica les permite ser recargadas y usadas repetidamente un amplio número de veces (dependerá del tipo de batería). Gracias a ello, ahorraremos bastante dinero en pilas ya que, aunque las baterías son más caras que las pilas, a medio plazo es rentable.

Si vamos a emplearlas habitualmente merece la pena, sin duda. Pero debemos elegir aquellas que sean más acordes a nuestras necesidades. Es decir, dependiendo de lo que vayamos a hacer, necesitaremos más voltaje o intensidad, duración, ligereza... Por eso es importante definir nuestro proyecto, para saber cuales van a ser nuestras necesidades. 

Dos aspectos muy importantes son: el voltaje y la intensidad. Dependiendo de para que lo usemos habrá que usar uno u otro. Por ejemplo, la lógica se suele alimentar con 6 voltios. Sin embargo, los motores pueden admitir más, hasta 12 voltios (y más intensidad). 

Quizá nos interese la ligereza, ya que nuestro proyecto va a ser muy pequeño. O que sean económicas y de muchas recargas.

Las baterías son elementos que transforman la energía química almacenada en energía eléctrica. Un dato importante son los miliamperios/hora (mmA/h). Este dato te indica cuanta intensidad te dan y durante cuanto tiempo, si te dan 1600 mmA/h significa que los puedes usar 1 hora a 1.6 A o 30 minutos a 3.2 A hasta que se agotan.

Analicemos todos los tipos que existen y se comercializan, y cada uno se adecua a unas necesidades concretas:

Níquel/Cadmio (Ni/Cd)

Como indica su nombre, sus componentes principales son el hidróxido de níque y el de cadmio. Son quizá un poco antiguas, ahora se emplean poco, pero pueden seguir siéndonos útiles.

Inconvenientes: El cadmio es tóxico, tienen efecto memoria (acusado, se forman cristales en su interior si se carga sin estar completamente descargada) e invierten la polaridad si se descarga por debajo de su tensión mínima, además pesan bastante y ofrecen poca capacidad.

Ventajas: Bajo precio, alto número de ciclos de carga y descarga (+ 1000), se cargan más o menos rápido.

Níquel/metalhidruro (Ni/MH)

Estas sustituyen el cadmio por el hidruro metálico, que no es tóxico. Estas están bastante extendidas y se usan habitualmente debido a su bajo precio y a que existen, entre otros, como pilas recargables.

Inconvenientes: requieren cargadores específicos, se cargan más lentamente, sus ciclos de carga son unos 500-600 (algunas hasta 1000) y son sensibles al calor (en principio, no es un problema)

Ventajas: No son tóxicas, tienen un  40%  más de capacidad que las de Ni/Cd, no sufren efecto memoria, pesan menos y son baratas. Además las podemos encontrar como pilar recargables, que son más fáciles de usar y útiles.

Ión litio (Li-ion)

Estas baterías son las más usadas en móviles, PDAs etc. Son delgadas y ligeras, proporionando una alta capacidad (superior a las Ni/MH). Pero son considerablemente más caras. Usan grafito y óxido de cobalto o trifilina.

 

Inconvenientes: Son caras, tienen menos ciclos de carga (300-500 ciclos) y  funcionan peor a bajas temperaturas.

Ventajas: No sufren efecto memoria, tienen una capacidad de carga superior a las Ni/Cd y Ni/MH, pesan y miden poco.

Litio polímero (Li-po)

Estas baterías son muy recientes y se pueden encontrar en los portátiles más nuevos y en los móviles más recientes. Son una mejora considerable respecto a las Li-ion. Pero CUIDADO, porque son inestables si se cargan mal, pueden llegar a incendiarse. Mucho ojo con el cargador que usamos.

Inconvenientes: Son peligrosas, requieren un cargador especial, menos ciclos de carga (300-500)

Ventajas: Altísima capacidad, descarga de mucha intensidad, muy ligeras y pequeñas (4 veces más que las de Ni/MH), sin efecto memoria y tardan poco en cargarse.

Plomo ácido

Formadas por plomo y óxido de plomo, son las que se emplean en los coches. No están muy extendidas.

Las baterías de gel son una variante de las de plomo ácido.

Pila de combustible

Estas funcionan con hidrógeno, son las que empezaremos a ver en los automóviles ecológicos. De un pila de hidrógeno, se obtiene electricidad.

Paneles solares

Quizá no sean una alternativa real para todo el mundo, pero en proyectos en el exterior y junto con una batería, puede ser una buena opción. Obviamente se requiere un lugar soleado, donde se obtendrán resultados muy satisfactorios.

Cargadores

Esta sección es importante, ya que dependiendo del tipo de batería que usemos debemos usar uno u otro. La mayoría de las baterías requieren uno especial y es algo muy a tener en cuenta. Debemos consultar al fabricante sobre el tipo de cargador adecuado, o usar uno que sea adecuado para el tipo de batería que usamos. Hay algunos (algo más caros) que son capaces de cargar varios tipos de baterías distintos, como Ni/Cd, Ni/MH y Li-ion.

Conclusión:

En mi opinión, lo más recomendable es usar las baterías NiMH para proyectos normales, pilas recargables si es posible (así las podremos emplear para cámaras de fotos y otros) y un cargador específico para este tipo de pilas (por cierto, existen varios tipos de pilas, C, D, AA... depende de lo que queramos). Si vamos a gastarnos bastante dinero y necesitamos altas prestaciones, hay que irse al litio polímero, sin duda. Pero si no, no es muy recomendable dado su precio y su peligrosidad. Por ejemplo, por unos 12 €, hay 4 pilas recargables NiMH del tipo AA que proporcionan 2.4 amperio/hora. Por 18 € podemos encontrar cargadores para todos los tipos de pilas recargables NiMH. Los cargadores de litio polimero también rondan los 18 €, pero necesitas uno específico para cada batería.

Efecto memoria: Este efecto consiste en que las baterías, cuando no se descargan del todo y se vuelven a cargar, pierden efectividad y cada vez duran menos. Sucede en todas las baterías, aunque en pequeña medida en todas, menos en las de Ni/Cd, donde se forman cristales internos.

Ecología: Debemos usar baterías si vamos a usarlas varias veces porque así evitamos comprar pilas y desecharlas posteriormente, ya que recordemos que tienen un alto poder contaminante.

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Autor: Sergio Porres González www.roboelectro.com  Este documento ha sido realizado para orientar a posibles personas interesadas en la alimentación y fuentes de energía para robots o que estén interesados en la robótica en general. Si alguien quiere publicarlo, que contacte con su autor: sergioporresgonalez@gmail.com