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Mitos y realidades de baterías en los equipos portátiles.

Mitos y realidades de baterías en los equipos portátiles.
Mitos y realidades de baterías en los equipos portátiles.

Las baterías de nuestros dispositivos móviles se han convertido en protagonistas de nuestra experiencia de usuario, pero hace mucho que son también componentes críticos en ordenadores portátiles. ¿Ha mejorado la tecnología integrada en esas baterías? ¿Cuál es la mejor forma de exprimir estos componentes y sacarles el mayor partido?

Mitos y realidades de baterías en los equipos portátiles.

Es lo que trataremos de explicar al aclarar algunos de los mitos y realidades más importantes de las baterías en portátiles. Si quieres saber cuándo debes cargar tus equipos portátiles, si debes tenerlos enchufados todo el tiempo o qué pasa con los ciclos de recarga, aquí encontrarás la respuesta.

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1. Hay dos grandes tipos de baterías

En nuestros portátiles solemos encontrar dos tipos de batería: de ión de litio y de polímero de litio. Ambas se caracterizan por su ya consolidada producción masiva -lo que ha permitido abaratar el precio de estos componentes- y su buen comportamiento excepto a altas temperaturas, algo de lo que hablaremos más adelante.

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La diferencia fundamental entre ambas es la forma en la que la sal de litio está contenida en esas baterías: mientras que en las baterías de ión de litio ese componente está contenido en un solvente orgánico líquido, en las de polímero de litio el continente es un compuesto polimérico similar a un gel.

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2. Tenlas enchufadas cuanto quieras

Una de las primeras preguntas que suelen hacerse los usuarios de portátiles es qué pasa cuando uno trabaja con el portátil en casa o la oficina. ¿Debe dejarlo siempre conectado? ¿Debe desconectarlo en cierto momento para que la batería no se degrade? ¿Dejarlo conectado todo el tiempo puede provocar algún tipo de sobrecarga?

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La respuesta es sencilla: puedes dejar tus portátiles enchufados todo el tiempo que quieras, porque no hay peligro de que sobrecargue el portátil. En cuanto la batería está totalmente cargada ese proceso se detiene, y no vuelve a iniciarse hasta que el voltaje de la batería cae por debajo de cierto nivel.

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3. No dejes el portátil completamente descargado mucho tiempo

Cuando uno utiliza el portátil sin estar enchufado acaba llegando un momento en el que aparecen los avisos de batería baja que el sistema operativo muestra y que nos recuerdan que debemos recargar el portátil.

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Si no tenemos el cargador o un enchufe cerca no hay mayor problema, ya que podremos agotar la batería al máximo, dejar que el ordenador se apague por falta de batería y realizar esa recarga de la batería más tarde. Sin embargo dejar esa batería descargada durante un largo periodo de tiempo puede situar ese componente en un estado de descarga profundo (otra de las formas de indicar el estado de la carga) del que podría no recuperarse nunca más.

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Este analizador de batería de la empresa Cadex cuenta con opciones de impulso de batería que permiten recuperar baterías en un estado profundo de descarga. Las baterías de ión de litio cuentan con un circuito de protección que evitan un “abuso” de la batería. Eso hace que entre otras cosas la batería no se vuelva inutilizable si se “sobredescarga”, pero ese mecanismo no siempre funciona. Cuando las baterías se “duermen” los cargadores ofrecen una pequeña carga impulsora -pulsos de muy corta duración pero de voltaje muy alto- para activar ese circuito de protección, y si se detecta que una de las células empieza a cargarse, se inicia el proceso normal. Lamentablemente ese mecanismo no siempre funciona.



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4. ¿Cómo se mide el estado de una batería?

Ese concepto del apartado anterior nos lleva a otro concepto importante: cómo se describe el estado y condición de una batería. Hay varios tipos de formas de presentarlo, aunque el más extendido es el estado de carga (State of Charge, SOC), que es un porcentaje de la capacidad máximo. Otra de las formas de expresarlo es la profundidad de descarga (Depth of Discharge, DOD), que también es un porcentaje sobre la carga máxima: se suele aceptar que un 80% de DOD supone haber entrado en una fase de descarga profunda, y esto es peligroso.

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Otras medidas son el voltaje de la terminal -varía con el SOC y la corriente de carga y descarga-, el voltaje del circuito abierto -el que existe entre los terminales de la batería cuando no hay carga aplicada- y la resistencia interna, que varía y depende del estado de carga: a medida de que la resistencia interna aumenta, la eficiencia de la batería se reduce y la estabilidad térmica se reduce porque cada vez más energía de carga se convierte en calor. Mal asunto de nuevo.



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5. No cuentes ovejas, cuenta ciclos de recarga

Todas las baterías de este tipo tienen cierta vida útil que se mide en ciclos de recarga. No hay un estándar que especifique lo que constituye un ciclo de recarga de forma detallada, pero se suele asumir que un ciclo de recarga completo se aplica cuando recargamos la batería (de nuevo, no está aceptado que haya que cargarla por completo) tras descargarse por debajo del 20%.

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Macbookcount

La forma de contar esos ciclos de carga varía según los fabricantes, pero en Apple dan un buen ejemplo de cómo lo hacen ellos: “podrías haber usado la mitad de la carga de tu portátil un día y podrías recargarlo por completo. Si hicieras lo mismo al día siguiente, eso contaría como un ciclo de carga, no como dos. De este modo, podría llevar varios días completar un ciclo de carga”.


En Windows

Lo primero que debemos hacer para acceder a esta herramienta es abrir la ventana de comandos de Windows (CMD), esto lo podemos hacer buscando “cmd” en el menú de inicio o presionando la combinación de teclas Windows + R; en el cuadro de dialogo que aparece escribimos cmd y luego presionamos la tecla Enter.

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Una vez que hayamos abierto la ventana de comandos, debemos escribir powercfg /batteryreport, con este comando se generará automáticamente un reporte en versión html que será almacenado en la ruta C:Userstu usuariobattery-report.html; en este punto es importante hacer una aclaración; a pesar de que la herramienta powercfg también está disponible en Windows 7, los reportes sobre el estado de la batería solo pueden generarse en Windows 8; adicionalmente, al introducir el comando powercfg /? podemos obtener una lista completa de todos los argumentos que pueden usarse con powercfg; entre ellos existen opciones para ver los modos de suspensión soportados por el Ordenador, las tareas de apagado pendientes y cambiar los planes de energía de Windows.

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Todas las baterías de ese análisis mostraron una reducción de su capacidad a medida que los ciclos de carga iban consumiéndose. De un 88-94% de capacidad inicial pasaron a un 73-84% tras 250 ciclos de recarga. Fuente: Battery University.

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Como explican en ese mismo documento, se recomienda sustituir la batería una vez se alcancen el máximo número de ciclos de carga. Podremos seguir usando esa batería, pero notaremos una inevitable reducción en la autonomía de esas baterías que se irá agravando con el tiempo, algo que explican muy bien en Battery University. Allí comentaban por ejemplo cómo incluso durante el primer año de uso las baterías no logran dar el 100% de su capacidad: por un lado su almacenamiento hace que pierdan capacidad, pero por otro los fabricantes dan datos a menudo optimistas porque “saben que pocos usuarios comprobarán esa capacidad y se quejarán”.

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Cada portátil es un mundo porque integra baterías de distinta capacidad y con diferencias sutiles que pueden hacer que el número de ciclos de recarga soportados sea variado. En Apple ofrecen una estimación de sus equipos en la que vemos cantidades que van desde los 300 ciclos de los viejos modelos a los 1.000 de los nuevos. No muchos fabricantes lo dejan tan claro, y por ejemplo en los Dell XPS 13 se criticaba que ese número llegara solo teóricamente a los 300 ciclos, algo que supondría un sobrecoste para usuarios que quisieran seguir manteniendo a raya ese apartado.

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6. El calor, el gran enemigo de las baterías

Si hay un elemento que afecta a la vida útil de las baterías, ese es el calor. No solo eso: es también un parámetro que puede condicionar el correcto funcionamiento de las baterías de las que estamos hablando, convirtiéndolas incluso en baterías “explosivas”, algo que ha causado numerosos casos de devolución de equipos de fabricantes y que también afecta a otros productos como los recientes hoverboard.

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El uso de equipos en localizaciones en los que la temperatura está por encima de los 30 grados puede tener consecuencias importantes para la vida útil de nuestros equipos, y de nuevo tenemos un documento de Battery University que revela que las baterías de ión de litio “sufren de estrés cuando se las expone al calor de la misma forma que lo sufren al someterlas a un alto voltaje de carga”.

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Estimación de la capacidad recuperable de una batería de ión de litio al almacenarla durante un año a diversas temperaturas. Fuente: Battery University.

Estimación de la capacidad recuperable de una batería de ión de litio al almacenarla durante un año a diversas temperaturas. Fuente: Battery University. Como se puede apreciar en esa tabla, las temperaturas inciden de forma directa en el rendimiento que obtenemos de nuestras baterías, y por eso si algún día tenéis que almacenar una batería durante un largo periodo de tiempo lo mejor que podéis hacer es 1) Dejarla cargada al 40-50% (para evitar un estado profundo de descarga prolongado) y 2) almacenarla en un sitio fresco. Incluso es adecuado tapar los terminales metálicos de la batería con cinta aislante para evitar conductividad accidental o cortocircuitos y meter la batería en una bolsa con cierre hermético para protegerla de polvo y suciedad.

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7. Almacenar la batería en la nevera o el congelador no sirve de (casi) nada

Si el calor es malo para las baterías, el frío debería ser bueno, ¿verdad? Pues no. Ese mito extendido de que almacenar las baterías en un congelador o en la nevera puede mejorar su comportamiento es uno de los más populares, pero no es necesariamente cierto.

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Aunque en cierto tipo de baterías -como las de NiMH o NiCD, prácticamente en desuso hoy en día- la degradación incluso a temperatura ambiente es apreciable y se puede ralentizar con temperaturas bajas, las baterías de ión de litio y de polímero de litio no son tan sensibles a ese problema -sí a temperaturas elevadas, como decíamos-, y de hecho mantener baterías en el congelador o la nevera puede dañar las baterías. La condensación puede provocar corrosión los contactos o el sellado.

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Hay casos en los que no obstante este método puede servir para otro propósito: recuperar una batería “muerta”. En foros de discusión y algunos blogs los usuarios han contado como almacenar esas baterías aparentemente irrecuperables en el congelador durante 14 o 15 horas podía ser útil. El proceso es sencillo -meter la batería en una bolsa sellada en el congelador, sacarla tras ese periodo, dejarla que recupere su temperatura normal antes de meterla en el equipo y realizar varios ciclos de recarga completa- así que si estáis en ese caso quizás podáis verificar si el método funciona o no.

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8. Voltajes de carga, toda una ciencia

Esa temperatura influye en la forma en la que se degradan las baterías, y lo mismo ocurre al cargarlas con un voltaje excesivo -por encima de 4,1 voltios por celda la cosa se complica, así que cuidado-, algo que hace que el número de ciclos de carga disponibles se reduzca.

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Cuidado con jugar con el voltaje de carga: si lo bajas aumentas el número de ciclos de carga, pero reduces la capacidad que ofrece la batería tras recargarla de forma completa. Según los expertos el voltaje de carga óptimo es de 3,92V/celda. Fuente: Battery University.

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En ese documento de hecho indican que “cada reducción en el voltaje pico de carga de 0,1V/celda se estima que duplica la vida del ciclo. Por ejemplo, una celda de ión de litio cargada a 4,2V/celda normalmente ofrece 300-500 ciclos. Si se carga solo a 4,1V/celda la vida se puede ampliar a 600-1.000 ciclos. 4,0V/celda deberían ofrecer 1.200-2.000 ciclos y 3,9V/celda deberían ofrecer de 2.400 a 4.000 ciclos de carga”. No todo son buenas noticias, porque hay una consecuencia: cada reducción de 70mV en el voltaje de carga reduce la capacidad usable de la batería en un 10%.

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9. ¿Saco la batería si estoy con el portátil enchufado a la corriente?

Esta es una de las cuestiones que no tiene respuesta sencilla, y de hecho cada fabricante parece tener su propia opinión al respecto. En Acer, por ejemplo, sí recomiendan extraer la batería si vas a utilizar el portátil conectado a la corriente.

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Otros fabricantes no estaban de acuerdo, y por ejemplo Apple incidía en que no se extrajese la batería de sus MacBook cuando este componente aún se podía extraer. En HP indican que no hay problemas salvo que uses el portátil enchufado durante más de dos semanas -no explican el porqué- mientras que en Dell afirman que puedes usar el portátil sin extraer la batería tanto como quieras.

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Evidentemente hay equipos en los que la opción de extraer la batería no está disponible -no al menos de forma sencilla- y como ya hemos explicado las baterías de ión de litio no tienen problemas de sobrecargas, así que aunque no extraigas la batería no va a pasar nada.

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10. ¿Cargo y descargo por completo, o solo parcialmente?

Las baterías de ión de litio que encontramos en muchos de nuestros equipos no solo tienen como enemigo al calor, sino también e esos ciclos de recarga completo que acaban agotando el rendimiento de la batería, como explicábamos anteriormente. El uso habitual de estas baterías es el de cargarlas completamente para luego descargarlas hasta que el sistema operativo nos avisa de que tendremos que recargarlas. No es tan normal que las descarguemos por completo, lo que redundaría en un ciclo de carga completo agotado, pero hay métodos alternativos.

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Es el que proponía por ejemplo el CEO de Cadex Electronics, Isidor Buchmann, que explicaba que lo ideal es que la gente recargase sus portátiles al 80% y luego las agotase hasta el 40% para volver a repetir el ciclo. Eso permite según sus pruebas alargar la vida de la batería de forma notable -hasta cuadruplicándola, asegura- ya que el nivel del voltaje al que cargamos las celdas de la batería con ese ciclo hacen que la batería “sufra menos estrés”.

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El problema por supuesto, es seguir ese método continuamente, sobre todo cuando no hay utilidades en Windows o OS X/macOS que avisen de esos niveles. Demasiado incómodo para la mayoría de los usuarios, nos tememos.

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Aquí podríamos mencionar también otro de los consejos populares que se ven en internet: ¿hay que cargar siempre por completo un dispositivo antes de su primer uso? Lo cierto es que aunque algunos fabricantes sí recomiendan esta práctica, el proceso no es estrictamente necesario, y se suele realizar para completar la calibración de la batería. Gracias a ese proceso el indicador de batería del sistema operativo se podrá comportar de forma óptima a la hora de mostrarnos la capacidad disponible en cada momento.



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11. Cuidado con los cargadores y las baterías “alternativas”

Lo que sucede en el segmento de los smartphones no es menos cierto para el de los portátiles: tanto las baterías como los cargadores y adaptadores de corriente originales son componentes demasiado sensibles como para andar haciendo experimentos con alternativas de terceras partes que pueden darnos muchos problemas.

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Esto es especialmente cierto en el caso de los cargadores, que a pesar de ser compatibles pueden no estar tan cuidados como los originales. Estos elementos son pequeñas obras de la ingeniería electrónica que hacen mucho más que cargar nuestro dispositivo: vigilan voltajes, sobrecalentamientos y sobrecargas, y por tanto son elementos en los que conviene invertir si por alguna razón acabamos teniendo que acudir a un cargador para reemplazar el nuestro.

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