El componente más mediático de nuestro smartphone no es ni la pantalla, ni el procesador, ni la cámara. Estos componentes son sumamente importantes y permiten caracterizar a un smartphone de un modo determinante, pero es la batería la que, en última instancia, condicionará el uso que demos al móvil.
La autonomía, el tiempo de carga o la duración de la misma son parámetros que nos afectan en tanto en cuanto hacen que modifiquemos nuestros hábitos de uso del smartphone para ahorrar energía si nos queda poca, o incluso para elegir un lugar para hacer una parada y cargar el teléfono dependiendo de la presencia o no de enchufes.
Este artículo requiere (qué se le va a hacer) tocar conceptos un poco ásperos y manejar algunos cálculos matemáticos. Pocos, pero esenciales para poder establecer una relación entre la batería y lo que podemos esperar de un smartphone en cuanto a autonomía. Merece la pena hacer el esfuerzo de ponerse con ello.
Los miliamperios hora o cómo saber cuánta energía almacena la batería
Las baterías, a diferencia del resto de componentes de un smartphone, no son componentes electrónicos, sino químicos. Almacenan energía en forma de compuestos químicos diferenciados para el polo positivo (o ánodo) y el negativo (o cátodo) de la batería. Una vez cerrado el circuito que los conecta, los electrones que se liberan como resultado de la reacción química que tiene lugar en el electrolito en el interior de la pila, circulan de un polo a otro generando una corriente eléctrica que es la que hace que los componentes electrónicos del smartphone funcionen.
En tanto en cuanto haya movimiento de electrones, habrá corriente y el teléfono funcionará. Cuanto más rápido funcione la CPU, más potencia haya que emplear en las antenas de las diferentes radios del terminal para comunicarnos con otros dispositivos o cuantos más píxeles haya que manejar en la pantalla, más corriente se necesitará y más rápido se moverán los electrones de un polo a otro de la batería, gastándose antes.
La forma de indicar cuánta capacidad tiene una batería es mediante la cantidad de miliamperios por hora (mAh) que puede proporcionar a un circuito electrónico, sea un portátil, una linterna o un smartphone. Así, una capacidad de 3.000 mAh indica que la batería es capaz de entregar una corriente de 3.000 mA durante una hora antes de agotarse. O de entregar 300 mA durante 10 horas. O de alimentar un circuito que consuma 30 mA durante 100 horas.
De los mAh a los Wh pasando por los Voltios
Llegados a este punto tenemos que enfrentarnos a unas pocas fórmulas matemáticas para encontrar la relación entre los parámetros que caracterizan a una batería: los mAh para la carga, los voltios (V) para el voltaje y un tercero para indicar qué energía almacena la batería medida en Vatios hora (Wh).
Junto con la corriente en mAh, las baterías se caracterizan por su voltaje. El voltaje de una batería indica la cantidad de trabajo que se puede hacer con una determinada capacidad para entregar electrones al circuito. A más voltaje, más trabajo se puede realizar con la corriente que circula entre los electrodos de la batería y más energía total tendremos en ella.
La clave está en usar baterías con un voltaje que se adecue al voltaje de funcionamiento del circuito electrónico que se va a alimentar. En el caso de un smartphone, las baterías suelen tener un voltaje entre 3,7 V y 3,85 V.
La energía acumulada en una batería se mide en otra unidad: los Vatios hora (o Wh) y representa la capacidad de realizar un trabajo en un determinado tiempo. La potencia en Vatios (W) de una batería es igual al producto de su voltaje por su capacidad medida en los miliamperios hora (mAh) de los cuales hablábamos antes.
De este modo, como ejemplo práctico, para una batería de 3.000 mAh y un voltaje de 3,7 V tenemos una energía almacenada de 11,1 Wh (3.000 mAh * 3,7 V = 11.100 mWh, y pasando a Wh dividiendo por 1.000, tenemos los 11,1 Wh).
Si un móvil precisa de una potencia de 5W para hacer funcionar sus sistemas, una batería de 11,1 Wh podrá alimentarlo durante dos horas y un poco más. Si, por el contrario, precisara de 11,1 W, la batería podrá alimentar a la electrónica del móvil durante una hora, o si precisase solo de 1 W, podríamos usar el terminal un poco más de 11 horas.
Cuánta energía consume un móvil
Como podemos ver, el tiempo que una batería puede dar energía a un móvil depende tanto de la capacidad de la misma, como del consumo del smartphone. El tema es que un smartphone tiene un consumo variable dependiendo de diferentes factores como el tipo de procesador, la resolución, brillo y tecnología de la pantalla, el estado de las comunicaciones inalámbricas, el almacenamiento o el tipo de aplicaciones que esté usando.
Cada uno de estos componentes suele estar caracterizado por la potencia máxima que necesitan para funcionar. Los fabricantes no suelen dar estos datos, pero nos podemos hacer una idea aproximada a partir de datos recopilados en diferentes portales. Por ejemplo, para la pantalla, Display Mate ofrece datos completos sobre diferentes paneles. Sin ir más lejos, para pantallas AMOLED tenemos que la potencia media que demanda una pantalla es de 1 W aproximadamente, y la máxima de 1,8 W. Para una LCD, la potencia máxima es de 1,1 W aproximadamente.
Es decir, si estamos usando un móvil con la pantalla encendida todo el rato, imaginando que ningún otro componente consume energía, y para el ejemplo de la batería de 3.000 mAh con 11,1 Wh, podríamos usar el móvil algo más de 11 horas.
El procesador tiene un TDP de entre 1 W y 5 W dependiendo del modelo. Este valor es solo para indicar el valor máximo. No quiere decir que un procesador esté consumiendo todo el tiempo la energía indicada por este valor. Pero si una aplicación es exigente y demanda una potencia de procesamiento alta, el procesador consumirá más energía que en reposo.
Otro tanto de lo mismo podemos decir de las comunicaciones, sea WiFi, Bluetooth o 4G. Cuando el smartphone está usando estos componentes, la potencia demandada puede estar por encima de 1 W.
Y la suma total es…
Si sumamos el consumo de todos los componentes de un móvil tenemos que, en momentos de pico, un smartphone puede demandar en torno a los 5 W. Un smartphone, en estas condiciones, agotaría la batería de 11,1 Wh en poco más de dos horas. Si tomamos valores medios, el consumo de un smartphone fuera de su estado de reposo puede estar en torno a los 2 W (algo más de cinco horas de uso continuado)
Por suerte, los smartphones no consumen prácticamente nada cuando están en reposo, y el uso típico de un móvil es esporádico. Esto es, miramos una notificación y la atendemos, guardamos el móvil, miramos una dirección en los mapas, y lo guardamos, atendemos un correo, una llamada, etcétera y volvemos a poner al móvil en reposo.
En estas condiciones el móvil está consumiendo entre dos y cinco Vatios solo unos instantes cada vez. Si usamos nuestro ejemplo de móvil con batería de 3.000 mAh, podemos “repartir” esas cinco horas de uso entre muchos instantes cortos repartidos en el tiempo.
Cinco horas son 300 minutos. Si el móvil está encendido una media de cinco minutos cada vez que lo miramos, podremos usarlo 60 veces a lo largo del día asumiendo que estamos usando aplicaciones que no demanden el máximo de potencia del procesador o la pantalla.
Más batería, por favor
El único modo que tenemos para disfrutar de más autonomía en un smartphone es usando baterías de más mAh (o más Wh). Es una solución de compromiso en la que hay que decidir si queremos un smartphone delgado y ligero con una batería convencional, o uno algo más grueso y pesado, pero con mayor capacidad.
Al final, con una batería pequeña acabaremos teniendo que llevar un powerbank o un cargador encima, por lo que tener la opción de elegir móviles con una batería grande es sumamente deseable.
Un ejemplo, el ASUS Zenfone 3S Max
El ASUS Zenfone 3S Max es un terminal con pantalla de 5,2’’ con una batería de nada menos que 5.000 mAh**. Si asumimos un voltaje de 3,7 V, tenemos 18,5 Wh de energía almacenada.
Además, ASUS ha elegido componentes optimizados para que el consumo de energía no sea excesivo. El procesador Mediatek MT6750 es un octacore con núcleos que trabajan a frecuencias de reloj comedidas. La pantalla de 5,2’’ tiene una resolución de 1.280 x 720 píxeles, lo cual también ayuda a aligerar carga de procesamiento en la GPU que se encarga de manejar los píxeles en pantalla. Y su tamaño no es excesivamente grande, lo cual ayuda a economizar en el capítulo de la retroiluminación.
Si hacemos unas simples matemáticas, asumiendo un consumo medio total para este smartphone de unos 2 W, tenemos más de nueve horas de uso continuado. En aplicaciones como la navegación web con WiFi, con un consumo aún menor, el tiempo de uso llega hasta más de 25 horas.
Alimenta otros dispositivos
Disponer de tanta energía permite a ASUS ofrecer la funcionalidad de powerbank en el Zenfone 3S Max. Conectando un dispositivo usando un cable USB OTG, podemos cargar dispositivos tales como wearables, auriculares inalámbricos o incluso móviles.
En este último caso, tendremos que tener cuidado para no agotar nuestra batería para cargar otra, pero en alguna situación puede ser la diferencia entre estar conectados o no. Un smartwatch o una pulsera cuantificadora de actividad son perfectas para que el Zenfone 3S Max la cargue durante un viaje, por ejemplo.
Un smartwatch o una pulsera cuantificadora tienen una batería con capacidades entre los 200 mAh y los 500 mAh de media, así que no será un problema cargarla con el smartphone en un momento dado.
Avances en diseño industrial
La buena noticia es que, a día de hoy, terminales como el Zenfone 3S Max consiguen integrar una batería de 5.000 mAh en un teléfono con un peso de 175 gramos y 8,9 mm de grosor. Son medidas más contundentes que las de terminales con baterías más pequeñas, pero no “tan” contundentes, y se mantienen dentro de lo que se puede considerar razonable de cara al uso cotidiano del móvil.
La ventaja es que podremos ahorrarnos llevar encima un powerbank o el cargador, quedándonos solo con el móvil, con un rendimiento suficiente para abordar todo tipo de tareas, con una cámara muy bien pensada en su interfaz y tecnología y un almacenamiento interno de 32 GB con 3 GB de RAM.
Qué capacidad tienen otros dispositivos con baterías
Para que te hagas una idea de cómo se posiciona un móvil en cuanto a batería en el mundo de los dispositivos que pueden funcionar sin estar enchufados, vamos a dar algunos detalles sobre la capacidad de las baterías de wearables, tabletas, portátiles y hasta de un coche eléctrico.
Como decíamos antes, un wearable tiene una batería de entre 200 mAh y 500 mAh (entre 0,7 Wh y 1,9 Wh). Una tableta de 10'' puede tener una batería en torno a los 7.500 mAh con un voltaje de 3,8 V (28,5 Wh). Un portátil 2 en 1 como el ASUS UX32VD tiene una batería de 6.250 mAh. Podrás pensar que es poco más "grande" que la de un smartphone, pero aquí entra en juego el voltaje, que es de 7,4 V lo cual da como resultado una cantidad de energía (voltaje x Corriente) de 48 Wh que sí es mucho mayor que la de un móvil.
Si vamos a un coche eléctrico, su batería es de hasta 100 KWh (kilovatios hora) para los Tesla de gamas más altas. Los coches eléctricos medios tienen unos 50 KWh en sus baterías. Es decir, mil veces más que la batería de un portátil medio. Son grandes cifras, desde luego.
A medio camino está la famosa batería Powerwall de Tesla, con una capacidad para almacenar energía de 14 KWh y un precio de 6.300€.
Ver 12 comentarios