martes, 25 de octubre de 2011

¿BATERÍAS RECARGABLES O BATERÍAS ALCALINAS?


A pesar de que la mayoría de las personas están familiarizadas a utilizar y compartir su mundo electrónico entre las baterías recargables y las alcalinas tradicionales, todavía hay cierta confusión en lo que respecta a las aplicaciones adecuadas para una y otra. Es decir, el usuario escaso de conocimientos técnicos encontrará en este artículo algunos conocimientos básicos sobre las diferencias entre los dos tipos de baterías que abundan e inundan el mercado ¿Tú eres un usuario que necesita aclarar algunos conceptos sobre las diferencias entre las baterías que el mercado ofrece? Este artículo de Electrónica Básica es para ti y te ayudará a tomar la decisión más acertada antes de elegir que baterías comprar.


Lo fundamental que debes saber, antes de iniciar cualquier tipo de comparación, es que dentro de las baterías (de cualquier tipo) la energía se genera gracias a una reacción electroquímica que involucra a tres elementos fundamentales que no debes confundir ni olvidar que existen: un ánodo, un cátodo y un electrolito (que puede ser líquido, sólido o una combinación de ambos) que sirve de medio físico para que la corriente circule dentro de la batería. Durante el período de descarga de la batería (pila/acumulador/celda/célula), es decir, cuando transfiere energía a un circuito o, cuando alimenta un circuito, el Ánodo es el terminal negativo y el Cátodo es el terminal positivo. Estos dos componentes, conocidos como electrodos, son los que ocupan el mayor espacio físico en la estructura de una batería y en las reacciones químicas que se producen en el interior de ellas. Cuando están conectados a una línea eléctrica, una carga eléctrica fluye libremente entre ellos, desde el ánodo hasta el cátodo, atravesando y transportando energía en el circuito al que está conectada la batería. Dicho de otro modo: al conectar una batería a un circuito, la corriente de electrones circula desde el negativo de la batería (los electrones son repelidos desde ese electrodo), atraviesa el dispositivo alimentado y retorna a la batería entrando por el terminal positivo. ¿Suena raro? Obsérvalo en este video (está en inglés, pero es muy explícito):


La diferencia entre las baterías alcalinas comunes y las recargables es que la reacción química es reversible dentro de una batería recargable. Esto es, cuando la energía eléctricadesde una fuente externa (por ejemplo, un cargador) se aplica a la batería, el flujo de electrones que se produce durante la descarga se invierte. Esto es, los electrones salen del terminal negativo del cargador, ingresan por el terminal negativo de la batería (en el escenario anterior salían desde allí, ahora ingresan) recorren el espacio ocupado por el electrolito y retornan hacia el cargador saliendo de la batería por el terminal positivo. Mientras esto sucede, la carga de la batería se restaura, se regenera, se re-carga. Explicado en pocas líneas, podemos decir que el proceso electroquímico que se da lugar dentro de una batería es conocido como reducción – oxidación (redox)  donde uno de los electrodos se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones) y mientras la batería entrega energía a un circuito, los electrones circulantes no se pierden en el consumo, sino que cambian su estado de oxidación retornando a la batería por el electrodo opuesto al que salieron. Te reiteramos, esto es explicado en pocas líneas, la función de este artículo es saber cuándo debemos usar baterías comunes o cuándo la aplicación amerita el uso de baterías recargables.   

Siempre es importante aclarar un interrogante que asalta a los usuarios al momento de tomar conocimiento de la existencia de baterías que se pueden recargar una y otra vez.¿Estas baterías son eternas? No, estas baterías no duran para siempre; tarde o temprano mueren y su vida útil se cuenta en ciclos de carga. Por lo general, la vida útil de una batería recargable admite cientos de ciclos de reutilización antes de comenzar a perder rendimiento en forma paulatina.  Los usuarios, por desconocimiento, falta de atención, y creencia en raras magias dominadas por las ciencias ocultas han encontrado la manera de acelerar este proceso de destrucción de una batería recargable. Entre las razones habituales está el uso de cargadores erróneos. Con ellos, las baterías pueden sufrir excesos de carga que las harían tomar temperaturas peligrosas y debemos recordar que el calor es el peor enemigo de las baterías. Te puede parecer exagerado, pero hay personas que hasta colocan al revés las baterías dentro de los cargadores tradicionales para unidades de NiMh. Si colocan al revés las baterías dentro de los equipos, ¿Porque crees que no lo harían en el cargador?
Las baterías recargables necesitan de un cargador apropiado, no puedes usar cualquier cosa para cargarlas

Las baterías recargables necesitan de un cargador apropiado, no puedes usar cualquier cosa para cargarlasUtilizar las baterías en aplicaciones incorrectas también puede acelerar su destrucción. Imaginemos una aplicación que necesite una corriente nominal de trabajo de 2,5Amperes y utilicemos baterías recargables de 2700mAh. Las baterías necesitarán recargas muy seguidas y esto se transformará en pocas semanas de vida. Por último, el almacenamiento de una batería parece ser algo que no necesite mayores explicaciones, sin embargo, el calor del sol o el frío de los lugares donde la mayor parte del año hay nieve, también son factores nocivos para una batería.    

Aprender a relacionar la capacidad en Amper-Hora que es capaz de ofrecer una batería con el consumo al que será expuesta no es una tarea que la gente, que no dedica su vida a la tecnología o a la electrónica, sepa al momento de comprarlas. Lo que hay que saber es que la capacidad de una batería, de entregar corriente, está determinada por tres factores: el tipo de batería, el número de elementos que se utilicen en la construcción y la calidad del proceso constructivo. Esta calidad es muy publicitada por conejos o muñecos en TV y por lo general, para las baterías alcalinas comunes varían entre 700 y algo más de 2000mAh. En las cámaras digitales esta apreciación se hace altamente notoria y el usuario medio comprende de manera muy rápida cuál es la marca más confiable para el modo de uso de su dispositivo. Por ejemplo, una persona que durante una excursión de una tarde saca 10 fotografías respecto a otra persona que saca más de 70 imágenes, tiene encendida la cámara a todo momento para no perder detalle alguno y filmar cuánto pájaro colorido pasa por sobre su cabeza, los rendimientos no serán los mismos y el tiempo de duración de las baterías será fugaz. Esta experiencia desemboca en comprender que, con un uso continuo, las baterías pueden durar 2 horas o menos mientras que, utilizando la cámara digital en forma interrumpida, las baterías pueden durar un intenso día de excursión.
Una buena provisión de baterías alcalinas antes de salir de excursión es una buena idea cuando no tienes baterías recargables.
Una buena provisión de baterías alcalinas antes de salir de excursión es una buena idea cuando no tienes baterías recargables.
Luego de dos días de vacaciones con la cámara digital en poder de los niños es donde llega, para el usuario, el momento de la decisión de comprar baterías recargables. Lo mismo puede ocurrirte a ti luego de experimentar dos días con pequeños robots. Allí las dudas y los miedos a la frustración se pelean de manera brutal con el desembolso económico que significa comprar las baterías y el cargador correspondiente. Cuatro baterías recargables AA con su cargador cuestan casi lo mismo que 40 baterías alcalinas comunes y este desembolso de dinero no es tan sencillo de hacer, máxime aún cuando no se tiene un real conocimiento del resultado que se obtendrá. Por lo tanto, si eres un usuario que recién llega al mundo de la tecnología debes comprender algunos factores muy sencillos antes de tomar la decisión.
  • Las baterías recargables necesitan un régimen de trabajo. Es decir, no puedes dejarlas abandonadas y descargadas durante meses. El uso regular mantiene la actividad electroquímica interna de manera funcional durante más tiempo. Si sólo utilizarás baterías por una semana, las alcalinas resultarán más baratas.
  • No utilices cualquier cargador con tus baterías recargables. Es decir, un cargador debaterías de Iones de Litio no será útil para baterías de NiMh y viceversa.
  • Compara la duración de las pilas alcalinas y recuerda su capacidad en mAh antes de decidir la compra de una batería recargable. Es decir, no comprarás baterías recargables para un mando a distancia. Tampoco comprarás baterías de 900mAh para tu cámara digital.
Recuerda que, bien cuidadas, la inversión monetaria en pilas recargables vale la pena donde el consumo es importante y el uso es regular.
Comparativa entre baterías alcalinas y baterías de iones de litio
Comparativa entre baterías alcalinas y baterías de iones de litio
Con las baterías de Iones de Litio la situación es un poco diferente. Es decir, se utilizan para aplicaciones específicas que escapan del uso frecuente del usuario tradicional y los equipos que las emplean ya traen sus cargadores dedicados, según la capacidad de las baterías utilizadas. Por ejemplo, el cargador de un pequeño teléfono móvil no se parecerá en nada a los cargadores de baterías de los aviones RC, ni a los de un ordenador portátil. También es diferente la situación ya que este tipo de baterías se utilizan en equipos donde la exigencia es mucho mayor, en lo que a capacidad de corriente respecta. La finalidad es la misma: obtener un medio de acumulación de energía que mantenga su vida útil la mayor cantidad de tiempo posible y permitir al usuario utilizar sus equipos durante el mayor tiempo posible entre cargas sucesivas.
El reciclado de baterías es invertir en nuestro futuro
El reciclado de baterías es invertir en nuestro futuro
Un dato muy importante, que no debemos dejar de lado, es el cuidado del medio ambiente. Utilizar baterías recargables significa evitar de manera notable la contaminación ambiental y los números son muy claros en este aspecto, a pesar que las baterías recargablestambién están construidas con materiales contaminantes y tóxicos. Sin embargo, una batería recargable que tenga una vida útil de 200 recargas evitará que arrojemos al medio ambiente 200 baterías alcalinas. Es decir, por cada batería recargable que usamos, contaminamos 200 veces menos el medio ambiente. Cuando todo el mundo tome conciencia del daño ecológico que es capaz de hacer una sola batería AAA arrojada al agua, los usuarios gozarán de vertederos especiales de baterías que luego serán recicladas. Mientras tanto, la conciencia será el mejor aliado para ayudarnos a decidir que tipo de baterías necesitamos y que haremos con ella cuando ya no funcione más. Recuerda entonces que las baterías recargables son necesarias para determinadas aplicaciones puntales, muy útiles para otras e innecesarias para muchas. No creas que vinieron al mundo a solucionar todas las carencias energéticas. Las baterías alcalinas aún tienen un largo camino por recorrer y los pequeños juguetes para niños que inundan cualquier casa, son un claro ejemplo de esto.


domingo, 16 de octubre de 2011

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA


Definición

La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.

Cédulas Fotovoltaicas

Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica.

Están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia prima la radiación solar. 



Paneles solares.

Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones eléctricas; los paneles captan la energía solar transformándola directamente en eléctrica en forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera de las horas de luz.

Los módulos fotovoltaicos admiten tanto radiación directa como difusa, pudiendo generar energía eléctrica incluso en dïas nublados.

Elementos

  • Generador Solar: Conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energía luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensión.
  • Acumulador: Almacena la energía producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones:
    • Sacar una línea de ¿½ste para la instalación (utilizar lámpara y elementos de consumo eléctrico).
    • Transformar a través de un inversor la corriente continua en corriente alterna.
  • Regulador de carga: Su función es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daños podrían ser irreversibles. Debe asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficacia.
  • Inversor (opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentará directamente a los usuarios.
    Un sistema fotovoltaico no tiene porque constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o más de éstos, teniendo en cuenta el tipo y tamañoo de las cargas a alimentar, además de la naturaleza de los recursos energéticos en el lugar de instalación.







Aplicaciones

Tradicionalmente este tipo de energía se utilizaba para el suministro de energía eléctrica en lugares donde no era rentable la instalación de líneas eléctricas. Con el tiempo su uso se ha ido diversificando hasta el punto que actualmente resultan de gran interés las instalaciones solares en conexión con la red eléctrica.

La energía fotovoltaica tiene muchísimas aplicaciones, en sectores como las telecomunicaciones, automoción, náuticos, parquímetros. También podemos encontrar instalaciones fotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas o incluso en puentes, gaseoductos y oleoductos.

Tiene tantas aplicaciones como pueda tener la electricidad. La única limitación existente es el coste del equipo o el tamaño del campo de paneles.
Algunos usos:
  • Electrificación de viviendas rurales
  • Suministro de agua a poblaciones
  • Bombeo de agua / riegos
  • Naves ganaderas
  • Pastores eléctricos
  • Telecomunicaciones: repetidores de señal,
  • telefonía móvil y rural
  • Tratamiento de aguas: desalinización, cloración
  • Señaalizaciones (marítima, ferroviaria, terrestre y aérea) y alumbrado público
  • Conexión a la red
  • Protección catódica
  • Sistemas de telecontrol vía satélite, detección de incendios


Sistemas de bombeo solar

Los sistemas de bombeo alimentados por paneles solares fotovoltaicos pueden proporcionar agua mediante su conexión a bombas, tanto de corriente continua como de corriente alterna.Ofrecen importantes ventajas, así como una fiabilidad eléctrica muy elevada, llegando a un funcionamiento plenamente automatizado. Entre estas ventajas destaca el hecho de que los sistemas de bombeo pueden prescindir de la batería.

Como el incremento de las necesidades hídricas coincide con las é½pocas de mayor radiación solar, suelen ser especialmente útiles en las demandas de cantidades medianas de agua. Existen diversos tipos de modelos de sistemas de bombeo fotovoltaicos, siendo el más conocido de todos el de accionamiento directo. Otro sistema muy empleado es el método tradicional de extracción de agua mediante bomba de corriente alterna.

A partir de estos elementos, la energía generada por los módulos fotovoltaicos pasa directamente a un inversor, éste transforma la tensión continua en alterna, inyectando la energía producida en la red eléctrica comercial.

Productores Mundiales de Energía Fotovoltaica

JAPÓN: Actualmente, es el principal país productor de energía fotovoltaica a nivel mundial, el segundo puesto lo ocupa ALEMANIA.

ESPAÑA: Es uno de los países europeos con niveles más altos de radiación solar y tiene un elevado mercado potencial interior en sistemas conectados a la red. Pero, por contra, en la implantación de energía solar se encuentra por detrás de países nórdicos como Suecia, Holanda o Alemania.

En España inciden 1.500 kilowatios/hora/m2 que se pueden aprovechar directamente (calor) o se pueden convertir en otra fuente de energía (electricidad). La producción mundial de módulos fotovoltaicos viene creciendo desde el año 2000 en un 30% anual y actualmente España es considerada, junto con Estados Unidos, Israel y Australia, como uno de los grandes inversores mundiales en el desarrollo de la energía solar para producir electricidad.

Ventajas

  • Medio Ambientales:
    • No contamina
    • No produce emisiones de CO2 ni de otros gases contaminantes a la atmósfera.
    • No consume combustibles.
    • No genera residuos
    • No produce ruidos
    • Es inagotable
  • Socio-Económicas:


    • Su instalación es simple
    • Requiere poco mantenimiento
    • Tienen una vida larga (los paneles solares duran aproximadamente 30 años)
    • Resiste condiciones climáticas extremas: granizo, viento, temperatura, humedad.
    • No existe una dependencia de los países productores de combustibles.
    • Instalación en zonas rurales desarrollo tecnologías propias.
    • Se utiliza en lugar de bajo consumo y en casas ubicadas en parajes rurales donde no llega la red eléctrica general
    • Venta de excedentes de electricidad a una comparación eléctrica.
    • Tolera aumentar la potencia mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.


lunes, 10 de octubre de 2011

NANOTECNOLOGIA


La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología -historia de la nanotecnología).
La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..
nanoparticulas
Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro"Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.
nanotubos
El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).
nanotubos
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandesavances tecnológicos que cambiarán el mundo.http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm