{"id":261231,"date":"2018-08-21T16:43:06","date_gmt":"2018-08-21T19:43:06","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=261231"},"modified":"2018-09-03T14:56:10","modified_gmt":"2018-09-03T17:56:10","slug":"baterias-mas-eficientes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/baterias-mas-eficientes\/","title":{"rendered":"Bater\u00edas m\u00e1s eficientes"},"content":{"rendered":"<p>Consorcios de investigaci\u00f3n de Asia, Europa y Estados Unidos, integrados por fabricantes de bater\u00edas, ensambladoras de autom\u00f3viles, universidades y centros de innovaci\u00f3n, compiten en una carrera por lograr una bater\u00eda que presente una mayor densidad de energ\u00eda (la cantidad de energ\u00eda almacenada por su volumen), tenga una vida \u00fatil m\u00e1s extensa, un menor costo y sea m\u00e1s segura. Actualmente el valor de la bater\u00eda representa hasta un 50% del precio del autom\u00f3vil, pero su costo viene disminuyendo de manera acentuada. El precio de la bater\u00eda, en t\u00e9rminos de su capacidad de almacenamiento, ronda los 300 d\u00f3lares por kilovatio-hora (kWh), alrededor de 960 reales por kWh. Hace siete a\u00f1os ese valor era tres veces mayor.<\/p>\n<p>Simult\u00e1neamente, la misma se ha tornado m\u00e1s eficiente desde el punto de vista energ\u00e9tico, proporcionando mayor autonom\u00eda a los veh\u00edculos, pues cuanta m\u00e1s energ\u00eda acumula la bater\u00eda, mayor kilometraje puede rodar el veh\u00edculo. Su densidad energ\u00e9tica se ha triplicado con creces en los \u00faltimos siete a\u00f1os, alcanzando alrededor de 350 vatios-hora por litro (<em><a href=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">vea la infograf\u00eda<\/a><\/em>). Un vatio-hora (Wh) corresponde a una potencia de 1 vatio por hora y es la unidad que se usa para la medici\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica, al tiempo que el litro (L) se refiere al volumen de la bater\u00eda.<\/p>\n<p>El estado del arte en t\u00e9rminos de bater\u00eda son las de iones de litio, similares a las que se usan en celulares y computadoras port\u00e1tiles. \u201cLa gran ventaja de estas bater\u00edas es su alta densidad energ\u00e9tica. Al ser un metal liviano, el litio es capaz de almacenar mayor cantidad de energ\u00eda en espacios menores\u201d, resalta la qu\u00edmica Maria de F\u00e1tima Rosolem, investigadora del \u00c1rea de Sistema de Energ\u00eda de CPqD. \u201cAdem\u00e1s, posee un electropotencial elevado, es decir, la capacidad de ganar o perder electrones, que es el principio b\u00e1sico de la generaci\u00f3n de corriente el\u00e9ctrica\u201d, detalla.<\/p>\n<p>Las bater\u00edas est\u00e1n constituidas por una o varias c\u00e9lulas de iones de litio interconectadas en un mismo conjunto. Los tipos m\u00e1s comunes son las cil\u00edndricas, parecidas a las pilas peque\u00f1as, que miden 18 mil\u00edmetros (mm) de di\u00e1metro por 65 mm de altura. El segundo modelo, conocido bajo la denominaci\u00f3n <em>pouch<\/em>, tiene un formato plano y achatado. Finalmente, tambi\u00e9n est\u00e1n las prism\u00e1ticas, que se asemejan a una caja rectangular del tama\u00f1o de un libro. Como la c\u00e9lula tiene una tensi\u00f3n promedio de 3,6 voltios (V) y un auto el\u00e9ctrico necesita entre 300 y 600 V para su funcionamiento, en la bater\u00eda se usan cientos o miles de c\u00e9lulas de litio para generar energ\u00eda. Los modelos de Tesla, por ejemplo, tienen 7.400 c\u00e9lulas cil\u00edndricas, empaquetadas en m\u00f3dulos menores, dispuestos en el piso del veh\u00edculo.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"2400\" height=\"2220\" class=\"aligncenter size-full wp-image-261233\" src=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4.jpg 2400w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4-250x231.jpg 250w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4-700x648.jpg 700w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4-120x111.jpg 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 2400px) 100vw, 2400px\" \/><\/a><\/p>\n<p>El problema del litio es la seguridad en su manejo. \u201cLas bater\u00edas trabajan correctamente a una temperatura de hasta 25 grados Celsius. Por encima de eso se necesita mantenerlas refrigeradas. Si se recalientan pueden causar una explosi\u00f3n\u201d, dice el ingeniero electricista Celso Novais, del Programa Veh\u00edculo El\u00e9ctrico de Itaip\u00fa Binacional. Para superar esta limitaci\u00f3n, la bater\u00eda cuenta con un circuito electr\u00f3nico que la administra y la mantiene funcionando en condiciones adecuadas de temperatura, corriente y tensi\u00f3n.<\/p>\n<p>El desbalanceo de la bater\u00eda, que se produce cuando sus c\u00e9lulas trabajan a un ritmo diferente, tambi\u00e9n disminuye su poder de reciclado (la cantidad posible de descargas y recargas) y por ende su vida \u00fatil, actualmente en torno a ocho a\u00f1os. \u201cUna vez transcurrido ese per\u00edodo, pierden hasta un 30% de su capacidad inicial. Pero puede reaprovech\u00e1rselas para otras aplicaciones, tales como almacenamiento de energ\u00eda fotovoltaica domiciliaria y centrales de telecomunicaciones\u201d, sostiene Rosolem. \u201cComo no contienen metales pesados, se las puede reciclar\u201d. Cuando las bater\u00edas se agotan, los propietarios de autos el\u00e9ctricos deben reemplazarlas o cambiar el veh\u00edculo, dado que la bater\u00eda representa la mitad de su valor. \u00c9ste es otro factor que encarece a los autos el\u00e9ctricos.<\/p>\n<p>Las bater\u00edas modernas emplean \u00f3xidos met\u00e1licos de litio para la confecci\u00f3n de la placa positiva (el c\u00e1todo) y grafito para la negativa (el \u00e1nodo) (<em><a href=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-4.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">observe la infograf\u00eda<\/a><\/em>). \u201cLa composici\u00f3n de las placas es el elemento clave para mejorar el rendimiento de la bater\u00eda\u201d, dice Rosolem. Los cient\u00edficos buscan identificar nuevos metales y la mejor combinaci\u00f3n de litio con otros materiales para optimizar su densidad energ\u00e9tica. Hay dos propuestas que son las bater\u00edas de zinc-aire y litio-aire que consiguen almacenar dos veces m\u00e1s energ\u00eda que los modelos de iones de litio, pero a\u00fan se encuentran en fase de desarrollo.<\/p>\n<p><strong>Recarga por inducci\u00f3n<\/strong><br \/>\nEn mayo de este a\u00f1o, la fabricante de chips para <em>smartphones<\/em> Qualcomm present\u00f3 una tecnolog\u00eda de recarga de bater\u00eda con el coche en movimiento. Esta tecnolog\u00eda, denominada Dynamic Electric Vehicle Charging System (DEVC), provee energ\u00eda para la bater\u00eda por inducci\u00f3n (sin que haya contacto entre el autom\u00f3vil y el cargador, instalado en el suelo) durante el desplazamiento del veh\u00edculo sobre un pavimento especial, dotado de una especie de red electrificada. La ventaja del DEVC reside en que los veh\u00edculos podr\u00edan tener bater\u00edas menores, sin p\u00e9rdida de autonom\u00eda.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"2400\" height=\"1880\" class=\"aligncenter size-full wp-image-261234\" src=\"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5.jpg 2400w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5-250x196.jpg 250w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5-700x548.jpg 700w, https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/018-027_CAPA-Carro-eletrico_258-5-120x94.jpg 120w\" sizes=\"auto, (max-width: 2400px) 100vw, 2400px\" \/><\/a><\/p>\n<p>En Brasil, los estudios b\u00e1sicos sobre la qu\u00edmica de bater\u00edas para autos el\u00e9ctricos son escasos. Lo m\u00e1s com\u00fan son los test de tecnolog\u00edas ya listas y estudios incrementales relacionados con las c\u00e9lulas ya existentes. \u201cRealizamos estudios de caracterizaci\u00f3n y envejecimiento en c\u00e9lulas y desarrollamos bater\u00edas completas, con c\u00e9lulas de iones de litio comerciales, pero proyectando la electr\u00f3nica de control, el sistema de refrigeraci\u00f3n y el empaquetado mec\u00e1nico\u201d, comenta el investigador Raul Beck, de CPqD.<\/p>\n<p>En la localidad de Foz do Igua\u00e7u (estado de Paran\u00e1) el equipo del Programa Veh\u00edculo El\u00e9ctrico de Itaip\u00fa logr\u00f3 construir una bater\u00eda reciclable de sodio, n\u00edquel y cloro, totalmente reciclable. \u201cNuestro modelo presenta caracter\u00edsticas similares a la de litio en t\u00e9rminos de capacidad de almacenamiento y potencia\u201d, explica Celso Novais. \u201cSin embargo, tiene el formato de un monobloque, que no puede dividirse en m\u00f3dulos menores. Por eso, resulta m\u00e1s adecuada para veh\u00edculos el\u00e9ctricos mayores, tales como autobuses, trenes y camiones\u201d.<\/p>\n<p>El proyecto de nacionalizaci\u00f3n de la bater\u00eda de sodio de Itaip\u00fa comenz\u00f3 en 2012. \u201cAhora estamos trabajando con empresas suizas y alemanas en una versi\u00f3n avanzada del modelo, caracterizada por c\u00e9lulas planas y compactas, y podr\u00e1 dividirse en m\u00f3dulos menores. Esperamos que sea m\u00e1s competitiva que las bater\u00edas a base de litio y que comience a fabricarse en 2019\u201d, declara Novais.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La mayor limitaci\u00f3n tecnol\u00f3gica del autom\u00f3vil el\u00e9ctrico es el sistema de almacenamiento de energ\u00eda, que tiene relaci\u00f3n directa con su autonom\u00eda","protected":false},"author":23,"featured_media":261235,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[179],"tags":[296,297,269],"coauthors":[116],"class_list":["post-261231","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tapa","tag-energia-es","tag-ingenieria","tag-ambiente-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/261231","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=261231"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/261231\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/261235"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=261231"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=261231"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=261231"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=261231"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}