Las baterías de iones de litio de las que dependen hoy día infinidad de dispositivos, desde nuestros teléfonos a los vehículos eléctricos, tienen más de 30 años de madurez y se han convertido en un componente esencial para las tecnologías presentes y futuras.
Conocer su disponibilidad, duración, prestaciones y capacidades es ya vital para los usuarios. Pero es complicado conocer a ciencia cierta estas variables imprescindibles.
Ante esto surge la pregunta: ¿conviene fiarse de la información que algunos dispositivos como los iPhone o cualquier otro teléfono celular –o un vehículo eléctrico– nos dan sobre del estado de salud de las baterías? O dicho de otro modo, ¿estamos seguros de que la batería no nos dejará tirados justo cuando más la necesitamos?
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“Vida” y “muerte” de las baterías
Las baterías de ion litio están compuestas por celdas, y cada una de ellas contiene un electrodo positivo y uno negativo. Éstos están inmersos en un electrolito que actúa como conductor para transportar los iones. De esta forma los electrones recorren el circuito externo que da energía a los dispositivos eléctricos y los hace funcionar.
En ese proceso, las baterías se descargan y hay que volver a dotarlas de energía nuevamente. Eso se denomina un ciclo, y, como cualquier otra batería, cuantos más ciclos experimenten, antes “mueren”.
Los estudios miden cuántos ciclos dura la batería en unas determinadas condiciones eléctricas. Desafortunadamente, factores cambiantes como la temperatura de funcionamiento, el ritmo de carga y descarga y el tiempo de uso conducen a una duración diferente, lo que hace realmente difícil establecer las condiciones de salud de las baterías a lo largo del tiempo.
¿Será posible estimar cuándo una batería va a dejar de ser operativa? ¿Se puede saber qué funcionalidad pueden tener una vez que hayan llegado al final de su vida útil?
Gemelos digitales
La industria 4.0 lleva trabajando en las tecnologías de simulación virtual desde mediados de 2010, en los llamados gemelos digitales (digital twin en inglés). Estos son conjuntos de información virtual que describen completamente un producto físico.
En esta área específicamente se ha avanzado mucho en el desarrollo de programas de simulación tanto en el diseño de plantas industriales como en la recreación virtual de sus procesos.
Esos “gemelos” tienen el objetivo de analizar, optimizar y mejorar la productividad de una planta en tiempo real, reduciendo los tiempos de desarrollo y detectando fallos de manera precoz.
Con un software adecuado se puede simular desde plantas industriales hasta dispositivos como baterías. Y así disponer de una realidad digital exacta en la que contrastar la información registrada en el gemelo digital con la implementada en el sistema de gestión de las baterías.
Eso facilita que éstas operen con la máxima eficiencia y aseguren mayor durabilidad, además de explorar sus prestaciones en momentos puntuales, evitar fallos y hasta abordar posibles optimizaciones.
