¿Cuánto dinero y energía cuesta una recarga de celular?
Es algo que hacemos todos, todos los días de nuestra vida desde que llegaron para quedarse éstos aparatos electrónicos, desde aquellos ya lejanos tiempos en los últimos días del ocaso de siglo XX, y primera década del siglo XXI. Desde entonces cargar el celular se ha vuelto una rutina básica en nuestras vidas, algo que hacemos sin pensar. Tan automatizada tenemos éste actividad que apenas y nos ponemos a pensar en la cantidad de energía que están consumiendo nuestros dispositivos móviles, a cuánto dinero equivale cada recarga según las tarifas eléctricas de dónde cargas tu celular, o menos aún pensamos en la cantidad de CO2 equivalente en cada recarga.
Algunos datos sobre el almacenamiento de energía en los celulares
Cómo todos los aparatos eléctricos inalámbricos, los celulares ocupan baterías para funcionar.
La capacidad de las baterías de los celulares se mide en miliamperes-horas o miliamperios-horas (mAh). Un miliampere es la milésima parte de un Ampere. Un miliampere-hora es la unidad de medida del almacenamiento de energía, mide la cantidad de energía que una batería puede entregar en una hora de funcionamiento.
En realidad todas las baterías miden su capacidad de almacenamiento en miliampere-horas (mAh).
Como lo vimos en la escuela, la potencia eléctrica se mide en Watts y éstos a su vez se componen de Voltaje (volts) y Corriente eléctrica (amperes). Los Watts son el resultado de multiplicar el Voltaje por la Corriente eléctrica, los watts son una medida instantánea de energía eléctrica (Potencia eléctrica). Los Watts hora miden la suma de varias medidas de energía instantáneas en el tiempo, por eso los Watts hora miden la energía. El voltaje al que operan la mayoría de baterías de los celulares actuales es de 3.8 V y son baterías de Ión-Litio.
La mayoría de baterías de celulares en la actualidad están hechas de Litio (Li), en realidad es un compuesto químico al que se le denomina ión Litio (Li-ion). Ésta tecnología permite que las baterías sean ligeras, compactas y con mayor almacenamiento energético y mayor duración ó vida en comparación con las baterías que se usaban anteriormente, las cuales eran de níquel o cadmio. Sin embargo, como todo en la vida tienen una vida útil y tienden a degradarse a partir de los 300 ciclos y durar hasta 100 ciclos de recarga. Éste tipo de baterías son comúnmente usadas para laptops, scooters eléctricos, e-bikes, bancos de energía portátiles, luces LED, y algunos vehículos eléctricos. En la actualidad ya existen otras tecnologías en batería que en algún momento desplazaran a las baterías de ión-Litio, como las baterías de Polímero de Litio (LiPo), entre otras, pero ese es otro tema.
Velocidad de carga
Para conocer la velocidad de carga de un celular debemos de conocer primero la «Capacidad de Carga» de la Batería del celular, por ejemplo un celular con una batería de 3,000 mAh, luego tenemos que conocer el voltaje del cargador del smartphone. La velocidad de carga que admite un smartphone depende de que tan reciente es el equipo móvil y la gama del equipo. Los cargadores para celulares normales pueden ir desde los 5 Volts y 1.5 ampere, 5 Volts y 2 amperes lo cual daría una potencia de 10 Watts. Arriba de 10 Watts ya se considera un cargador rápido, los cargadores rápidos pueden ofrecer potencias superiores a los 10 Watts, por ejemplo cargadores con las siguientes relaciones V (Volts)/I (Amperes): 5V/3A, 9V/2A, 10 V/4 A, 9 V/3 A.
Una vez conociendo la capacidad de almacenamiento de la batería del celular y la capacidad de carga del cargador ya puedes calcular la velocidad o tiempo de carga del celular. Por ejemplo si tenemos un celular con una batería de 3000 mAh y lo conectamos a un cargador con un Voltaje de 5 V y 1.5 Amperes, los dividimos así 3,000mAh/1500 mili-Amperes y nos da como resultado 2 horas de carga.
La energía total que consume un celular es igual a la energía de carga total la cual se calcula multiplicando la capacidad de almacenamiento de la batería por el voltaje de la batería. Por ejemplo, multiplicando la batería de 3000mAh y el voltaje de 3.8 Volts, obtenemos que la energía total de carga de éste celular sería de 11.4 Wh.
Ya que entendimos ésto podemos hacer la siguiente tabla, dónde comparamos diferentes celulares con sus consumos de energía totales, velocidad de carga, costo por carga ($) completa, y CO2 equivalente.
Tabla comparativa de la energía total de carga, tiempo de recarga, costo por carga completa y g de CO2 eq. entre diferentes celulares
E ésta gráfica se puede ver como el almacenamiento de energía en las baterías de los celulares ha evolucionado a la par de los demás avances en de los celulares. El tiempo de carga también cada vez es menor; y en lo que respecta al costo por carga completa, a mayor almacenamiento de energía en las baterías, mayor consumo de energía, por lo tanto cada cada vez aumenta el costo por carga total de los equipos, aunque hay que mencionar que la energía por la carga total por equipo celular es mínima hablando en términos prácticos, por lo que realmente no es es un gasto de energía considerable.
De igual manera y motivados por la misma curiosidad, también hicimos el cálculo para conocer los consumos energéticos y los costos de carga de celulares por mes. Los resultados se pueden ver en la siguiente tabla.
Finalmente concluimos que los costos $ económicos de cargar un celular una vez al día por un mes siguen siendo mínimos y el impacto al medio ambiente por un celular realmente es despreciable.
Pero ahora conocemos cuanta energía consumen nuestros celulares al mes, que tan rápido cargan los celulares más recientes, como hacer éstos cálculos y éstos son datos muy interesantes; éste mismo estudio se puede aplicar para conocer el consumo de cualquier aparato eléctrico, y evaluar si tiene un impacto significativo en el consumo energpetico de un hogar o si el consumo es insignificante como fue en éste caso.
referencias externas:
https://www.xatakamovil.com/varios/la-enciclopedia-de-las-baterias-para-moviles
https://www.electricity-magnetism.org/electric-battery/cell-phone-battery/
https://everphone.com/en/wiki/battery-capacity-smartphone
