sexta-feira, 28 de junho de 2013

Bateria evolui pouco e emperra avanço de smartphones

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A cena é comum para usuários de smartphones em todo o mundo: depois de deixar o aparelho conectado à rede de energia durante a noite toda, a bateria começa a dar sinais de fadiga pouco depois da metade da tarde. Mesmo tendo feito poucas ligações e usado poucos aplicativos, o usuário muitas vezes fica na mão no meio da tarde.

Nesses casos, a culpa é da bateria que dura pouco ou das pessoas que não desgrudam os olhos da tela do aparelho? Na verdade, dizem os especialistas, vários fatores implicam no término da bateria num tempo menor do que as expectativas.

“Com o aumento do volume de dados compartilhados e telas maiores, a bateria precisa oferecer maior carga em um espaço físico menor. É um desafio para as empresas”, diz Bárbara Toscano, gerente-geral de marketing para celulares da LG do Brasil.

A bateria presente em celulares, tablets e notebooks usa a tecnologia de íons de lítio, desenvolvida pela Sony em 1991. Como ela funciona a partir de reações eletroquímicas, a matemática é simples: sua capacidade depende da quantidade de material reagente nas placas positiva e negativa, como numa pilha.

É difícil aumentar a eficiência energética do produto se os celulares ficam mais finos todo ano. “Se um iPhone pudesse ser três vezes mais espesso, ele poderia ter uma bateria que durasse mais tempo”, diz Renato Franzin, professor do Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP).

A bateria fica em uma cápsula de metal e é construída em camadas. Ela ocupa cerca de um terço do espaço interno do celular. Contudo, de acordo com Maria de Fátima Rosolem, pesquisadora de sistemas de energia do CPqD, somente uma fração da bateria contém os reagentes químicos, entre 25% e 40% do total. “O restante é composto pelo eletrólito [solução onde as placas ficam mergulhadas], eletrodos e outros componentes”, diz Fátima. O eletrólito é líquido, o que aumenta o peso da bateria.

Quando o celular é ligado, a bateria começa a descarregar por meio de uma reação eletroquímica que ocorre dentro da cápsula: o grafite e o carbeto de lítio, que compõem o anodo ou placa negativa, começam a se transformar em carbono, deslocando íons e elétrons para a placa positiva, feita de cobaltato de lítio. Isso gera a corrente elétrica necessária para o celular funcionar.

Na hora que a bateria acaba e o usuário conecta o aparelho à rede de energia, outra reação ocorre: o cobaltato de lítio do cátodo ou placa positiva se transforma em outro tipo de óxido de lítio, transferindo íons e elétrons de volta para a placa negativa, até que a bateria seja novamente carregada. “A bateria deve trabalhar numa determinada tensão para ser segura. Para viabilizar isso, ela ganhou um circuito eletrônico e sensores que controlam a temperatura e a pressão”, diz Fátima, do CPqD.

As reações eletroquímicas se repetem em todos os ciclos de carga de descarga da bateria. De acordo com Renato Arradi, gerente de produto da Motorola Mobility no Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) exige, no processo de homologação da bateria, que ela tenha vida útil de pelo menos 300 ciclos, ou seja, que o usuário possa carregar e descarregar o aparelho 300 vezes até que ela apresente os primeiros sinais de esgotamento. “No design dos celulares, nós oferecemos mais do que isso”, diz Arradi.

De acordo com o CPqD, que testa baterias de eletrônicos de grandes fabricantes antes de chegarem ao mercado, é comum que as baterias para celulares, tablets e notebooks durem até 1 mil ciclos. Após este número de ciclos, a bateria começa a sofrer histerese, isto é, o material reagente começa a diminuir. É nessa hora que o usuário começa a perceber que seu notebook não aguenta ficar muito tempo ligado, se não estiver conectado à rede elétrica.

A bateria, ao contrário de outros componentes presentes em celulares, possui especificações técnicas pouco compreensíveis para os usuários. Em geral, a única informação presente no manual é a quantidade de miliamperes por hora (mAh) suportada pela bateria do aparelho. Ela indica a medida da transferência de carga elétrica por meio de uma corrente estável ao longo de uma hora.

Em teoria, quanto maior a transferência de carga elétrica, mais a bateria pode durar. Contudo, não é tão simples assim: para saber quantas horas a bateria dura, é preciso saber exatamente qual o consumo de energia do dispositivo. Essa demanda por energia, porém, está sempre variando: em um dia, o usuário pode usar o aparelho só para fazer chamadas de voz, e a bateria dura mais; no outro, vídeos e games estiveram na ordem do dia, então a bateria acaba em poucas horas.

“Em locais onde o sinal de 3G é mais escasso, a bateria dura muito menos”, diz Franzin, da USP. Isso acontece, porque o aparelho demanda mais energia para tentar localizar uma antena próxima. Outro fator que impacta no desempenho da bateria é a temperatura. Segundo Fátima, do CPqD, as baterias precisam funcionar com temperatura ambiente em torno de 25º. “Se a pessoa morar em um estado muito quente, como o Piauí, a vida útil da bateria tende a ser menor”, diz a pesquisadora.

O jeito, neste caso, é confiar na orientação do fabricante. “O usuário não tem como determinar a duração dabateria, porque ela depende da especificação do aparelho e de muitas outras variáveis”, diz Franzin, da USP. Para não ter problemas com a bateria (além da frustração de ver a carga diminuir antes do fim do dia) a recomendação é comprar celulares com baterias e carregadores homologados pela Anatel, que foram testados para oferecer a capacidade total durante sua vida útil.

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