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| Crédito de la foto: Motorola |
| Las pilas de combustible de metanol directo (PCMD)
pueden ser la tecnología energética del futuro |
El primer teléfono celular comercial del mundo, también
denominado “teléfono ladrillo” (véase la foto), permitía
hablar durante media hora, ofrecía ocho horas de tiempo
de espera y tardaba 10 horas en cargarse. Las baterías
siguen siendo el punto débil de los dispositivos móviles,
aunque han mejorado mucho. Según los fabricantes, la
batería de un teléfono inteligente de tercera generación
(3G), por ejemplo, ofrece un tiempo de conversación
superior a 10 horas con un sistema 2G, cinco horas con
un sistema 3G, cinco horas con un sistema de conexión
a Internet 3G, seis horas con un sistema de conexión a
Internet por fidelidad inalámbrica (Wi-Fi), siete horas de
transmisión de vídeo o 24 horas de reproducción de audio.
Estas mejoras permiten utilizar los dispositivos durante
todo el día y dejar el cargador en casa.
Un año después de la aparición del teléfono ladrillo,
unas 300.000 personas en todo el mundo se abonaron a
la telefonía móvil. Hoy en día, 25 años más tarde, esta cifra
ha superado los 4.600 millones. Las baterías son cruciales
para que los dispositivos portátiles basados en las tecnologías
de la información y la comunicación (TIC) resulten
útiles. Ahora que cada vez más usuarios se abonan a la
telefonía móvil, los fabricantes y los gobiernos están invirtiendo
en investigación sobre baterías limpias, de gran
rendimiento energético y más duraderas, con el fin de satisfacer
los enormes requisitos de potencia de los dispositivos
electrónicos portátiles. En el último artículo de TechWatch
Alert* de la UIT se resumen algunos de los más importantes
progresos realizados y tendencias observadas en el ámbito
de las tecnologías de las baterías para dispositivos móviles.
Los avances logrados en la potencia de procesamiento
y los enlaces de comunicación de la nueva generación
han incrementado la movilidad e impulsado la demanda
de teléfonos móviles, ordenadores portátiles y otros aparatos,
incluidos los libros electrónicos, los reproductores
de MP3 y las cámaras digitales. Los vehículos eléctricos
híbridos, que funcionan gracias a grupos de baterías instalados
a bordo, son los protagonistas de muchos salones
del automóvil, como quedó claramente demostrado durante
el Salón Internacional del Automóvil de Ginebra en
2010, en cuyo marco la UIT, la ISO y la CEI organizaron
conjuntamente un taller sobre “El coche totalmente conectado
a la red” los días 3 y 4 de marzo de 2010.
La UIT calcula que, a finales de 2010, habrá 5.000 millones
de abonados a la telefonía móvil en todo el mundo.
Este aumento está teniendo lugar en gran medida en el
mundo en desarrollo, donde los usuarios a menudo tienen
que encontrar alternativas creativas para superar la
escasez de fuentes de alimentación ubicuas. En algunos
quioscos instalados en zonas rurales se pueden recargar
no sólo unidades (de previo pago), sino también baterías.
Por lo tanto, para poder dar conexión a los usuarios en
todo el mundo y reducir la brecha digital, es indispensable
fomentar la creación de baterías o dispositivos que no
dependan solamente de redes de energía eléctrica para
poder cargarlos, así como mejorar y ampliar gradualmente
la infraestructura energética.
Según ciertas investigaciones, el mercado mundial
de las baterías, cuyo valor es de 71.000 millones USD
por año y en el que las baterías recargables representan
dos terceras partes de dicho mercado, podría crecer un
4,8% al año hasta 2012.
Características de las baterías
Aunque la densidad energética de las baterías ha
mejorado, los requisitos de mayor potencia de los dispositivos
han neutralizado los beneficios obtenidos con la
mejora del rendimiento de las baterías. En conclusión, la
autonomía en modo activo se mantiene igual.
Lo que se pretende es crear baterías seguras, ligeras, pequeñas,
respetuosas con el medioambiente, con mayor densidad
de energía y que tengan una autonomía en modo activo
e inactivo prolongada. Aunque todavía no se ha hecho
el descubrimiento trascendental, las tecnologías actuales se
están mejorando y adaptando gradualmente para satisfacer
los requisitos de determinados dispositivos o aplicaciones.
No se siguen unas pautas normalizadas a la hora de
facilitar información sobre la autonomía en modo activo
de los distintos dispositivos basados en las TIC. Los
fabricantes y las empresas de publicidad indican la autonomía
de los aparatos en los modos activo e inactivo,
información que debería darse con cautela, ya que puede
variar según las pautas de utilización. La configuración de
la gestión energética y el uso de determinadas funciones
(Wi-Fi, lector de DVD) o aplicaciones, por ejemplo, pueden
incidir en la autonomía de las baterías cuando los
aparatos se encuentran en los modos activo o inactivo.
Tecnologías actuales en materia de baterías
Las baterías de iones de litio (Li-ion) y de hidruro de
metal de níquel (NiMH) se utilizan sobre todo en los dispositivos
electrónicos portátiles. Las baterías de Li-ion suelen
ofrecer una mayor densidad de energía que las de NiMH,
y además permiten realizar un mayor número de ciclos de
carga/descarga sin efecto memoria, lo que garantiza una
vida útil prolongada. Se calcula que las baterías de Li-ion
se autodescargan hasta un 5% al mes, frente al 30% de
pérdida mensual que registran las baterías de NiMH.
La forma y el peso son factores importantes en la elección
de las baterías destinadas a los dispositivos portátiles.
Las baterías de Li-ion existen en una gran variedad de
formas y tamaños, además de ser relativamente ligeras,
pero las baterías de NiMH ofrecen ventajas en comparación
con las de Li-ion, a saber: su costo es menor, tienen
una alta corriente y no necesitan circuitos de protección
controlados por procesador. Las cámaras digitales suelen
llevar baterías de NiMH. Las baterías de plomo-ácido son
demasiado pesadas para uso móvil, y en la Unión Europea
se ha prohibido la venta de baterías de níquel-cadmio debido
a la toxicidad de sus componentes.
Nuevas fuentes de energía para dispositivos móviles
El hecho de que las baterías necesiten recargarse
compromete la movilidad y autonomía de los dispositivos
que alimentan, motivo por el cual los fabricantes investigan
tecnologías mejores.
Si las tecnologías fotovoltaicas y las pilas de combustible
pudieran miniaturizarse para ser utilizadas en
dispositivos electrónicos portátiles, permitirían prolongar
la autonomía entre recargas. Los sistemas de pilas de
combustible, y en particular las pilas de combustible de
metanol directo (PCMD), podrían ser la tecnología energética
del futuro. Al igual que las baterías convencionales,
las pilas de combustible producen energía por una reacción
electroquímica. La principal diferencia reside en que
las pilas de combustible se cargan de manera constante
mientras dura el suministro de combustible.
Las PCMD actuales producen escasa potencia, pero son
capaces de almacenar mucha energía en poco espacio. Esto
significa que pueden producir pequeñas cantidades de energía
durante un largo periodo, lo que se ajustaría de manera
óptima a bienes de consumo como teléfonos móviles, ordenadores
portátiles y cámaras. Entre los principales obstáculos
que se oponen a la utilización de las PCMD cabe señalar el
manejo de la energía, la necesidad de reducir su tamaño y el
costo. Actualmente, las pilas de combustible suelen utilizarse
en entornos donde no puede haber combustión ni gases
tóxicos, por ejemplo, en naves espaciales y submarinos.
La nanotecnología es otro campo prometedor, ya que
las propiedades de los nanomateriales podrían contribuir
a crear baterías de Li-ion de alto rendimiento. Sin embargo,
antes de poder utilizar esta tecnología en bienes de
consumo, es preciso seguir investigando para comprender
mejor los mecanismos de almacenamiento del litio en los
nanomateriales y lograr sintetizar de manera controlada y
a gran escala las nanoestructuras y el transporte cinético
por la interfaz entre el electrodo y el electrolito.
Otro ámbito de investigación aún más reciente versa
sobre minúsculas microbaterías cuyo tamaño es aproximadamente
equivalente a media célula humana. Estas
baterías podrían adherirse a diversas superficies y tal vez
un día suministrar energía a varios dispositivos en miniatura.
La nanotecnología y la tecnología de las baterías del
tamaño de una célula pueden dar paso a nuevas funciones
y a una nueva era de la movilidad.
Cargadores y recarga
Cuando el usuario cambia de teléfono móvil, suele
estar obligado a cambiar también de cargador, que a menudo
ni siquiera es compatible con otros productos del
mismo fabricante.
Los cargadores inutilizables constituyen desechos
electrónicos excesivos además de perjudiciales. En el marco
de su labor relativa a las TIC y el cambio climático,
el Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de
la UIT (UIT–T) sigue adelante con la elaboración de una
norma técnica relativa a la fabricación de un cargador
único de bajo consumo energético que sirva para todos
los teléfonos móviles. La Recomendación L.1000 (antes
L.adapter), relativa a una solución universal de adaptador
y cargador para terminales móviles y otros dispositivos de
las TIC (“Universal power adapter and charger solution
for mobile terminals and other ICT devices”), que fue elaborada
por la Comisión de Estudio 5 del UIT–T, contiene
requisitos de alto nivel para la creación de un adaptador
y cargador universal. Éste permitiría reducir el número de
adaptadores y cargadores que sería necesario fabricar y
reciclar, ya que podría utilizarse con más dispositivos, y
contribuiría a prolongar su propia vida útil.
La recarga inalámbrica es un ámbito que se está investigando
con el fin de suprimir los cargadores y cables. Este
método consiste en alimentar los dispositivos móviles de
manera continuada, a distancias de hasta varios metros,
por acoplamiento electromagnético no radiante. Esta
tecnología ya permite alimentar de forma inalámbrica
dispositivos como microteléfonos de telecomunicaciones
digitales mejoradas sin cordón (DECT) con potencias que
oscilan entre varios milivatios y kilovatios.
Gracias a todas estas nuevas tecnologías prometedoras,
el futuro de la energía y la comunicación para todos
es esperanzador.
La Oficina de Normalización de las Telecomunicaciones (TSB) de la UIT elabora las TechWatch Alerts con el fin de
exponer de manera breve pero concisa las nuevas tecnologías y tendencias en el ámbito de las TIC. El artículo
“Baterías para dispositivos portátiles basados en las TIC” de la serie TechWatch Alert, que fue publicado en
febrero de 2010, puede descargarse desde el siguiente enlace: “www.itu.int/ITU-T/techwatch/reports.html”. La
TSB está interesada en conocer la opinión de los lectores sobre los artículos y recibir propuestas de temas para
futuras publicaciones de “Supervisión tecnológica”. Sírvase enviar sus observaciones a la siguiente dirección: tsbtechwatch@itu.int
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