Carregadores sem fio podem prejudicar a bateria do seu smartphone, aponta estudo

Por Redação | 17 de Julho de 2019 às 15h05

Que os carregadores sem fio, cada vez mais presentes nos kits que acompanham os smartphones, são uma mão na roda, isso não se discute. Afinal de contas, eles “aposentam” de vez os cabos que, dependendo da marca do aparelho, não são dos mais resistentes. No entanto, pesquisadores da Universidade de Warwick, na Inglaterra, descobriram que esse acessório pode prejudicar a vida útil da bateria do seu celular.

O estudo aponta que um dos principais problemas do modo de carregamento sem fio é a quantidade de calor indesejado e que seria potencialmente prejudicial às baterias dos aparelhos. Segundo os pesquisadores, existem várias fontes de geração de calor associadas a qualquer sistema de carregamento por indução – tanto no carregador, quando no telefone. O fato do smartphone e a base de carga estarem em contato físico próximo piora ainda mais esse aquecimento.

Em um smartphone, a bobina de recepção de energia fica próxima à tampa traseira do telefone (que não conduz eletricidade). Por isso, as restrições de engenharia exigem a colocação da bateria do celular e dos componentes eletrônicos nas proximidades, fazendo com que as oportunidades de dissipar o calor gerado pelo smartphone sejam limitadas — ou até mesmo de proteger o telefone do calor que o carregador gera.

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Como já existem diversos estudos apontando que as baterias envelhecem mais rapidamente quando armazenadas em temperaturas elevadas, a exposição a uma maior quantidade de calor pode influenciar significativamente na sua vida útil — como acontece na conexão entre os smartphones e os carregadores sem fio.

A equação de Arrhenuis aponta que, para a maioria das reações químicas, a taxa de reação dobra a cada 10 °C de aumento de temperatura. Em uma bateria, as reações incluem a taxa de crescimento acelerado das chamadas películas passivantes (um revestimento inerte, fino, que torna a superfície subjacente de uma bateria não-reativa) nos eletrodos da célula. E em uma bateria de íon de lítio, quando em contato com um carregador sem fio, essa temperatura tende a ficar acima dos 30 °C, taxa considerada elevada, expondo-a ao risco de uma vida útil mais curta.

Para efeito de comparação, as diretrizes das fabricantes de baterias apontam que a faixa de temperatura operacional superior de seus produtos não deve ultrapassar a faixa de 50 ºC a 60 °C, para evitar a geração de gases, o que pode ocasionar em acidentes bem sérios.

Todos esses fatos levaram os pesquisadores a realizar experimentos comparando os aumentos de temperatura nos carregamentos com e sem fio. No entanto, eles estavam ainda mais interessados ​​do processo de indução quando o consumidor desalinha o telefone na base de carregamento. Os especialistas notaram que, para compensar o mau alinhamento do telefone e do carregador, os sistemas de carregamento indutivo, normalmente, aumentam a potência do transmissor e/ou ajustam sua frequência de operação, o que gera mais perdas de eficiência e aumenta a geração de calor.

Além disso, para complicar a situação, esse desalinhamento pode ser uma ocorrência muito comum, já que a posição real da antena receptora no telefone nem sempre é intuitiva ou óbvia para o consumidor que usa o celular. A equipe de pesquisa, portanto, também testou o carregamento do telefone com o desalinhamento deliberado das bobinas do transmissor e do receptor.

Comparando os processos de carregamento

Os pesquisadores testaram todos os três métodos de carregamento atuais (fio, wireless alinhado e wireless desalinhado) com carregamento simultâneo e geração de imagens térmicas ao longo do processo, para visualizar mapas de temperatura que ajudassem a quantificar os efeitos de aquecimento.

No caso do telefone que usava um carregador com fio, convencional, a temperatura média máxima alcançada, dentro de 3 horas após o carregamento, não excedeu 27 °C.

Já no caso dos smartphones que usavam um carregador sem fio, mas devidamente alinhado, a temperatura atingiu um pico de 30,5 °C, mas foi gradualmente reduzida na segunda metade do período de carregamento. Isso é semelhante à temperatura média máxima observada durante o carregamento wireless, mas com o aparelho desalinhado.

Mapa de calor dos smartphones durante processo de carregamento / Divulgação  - Universidade de Warwick

Já no caso do processo de carregamento de bateria no modo sem fio, mas com o celular desalinhado na base, o pico de temperatura foi de magnitude similar (30,5 °C), mas esta foi atingida mais cedo e persistiu por muito mais tempo neste nível — 125 minutos versus 55 minutos para carregamento sem fio corretamente alinhado.

Independentemente do modo de carregamento, as imagens térmicas da borda direita do telefone mostraram uma taxa mais alta de aumento de temperatura do que outras áreas. E essas taxas permaneceram mais elevadas durante todo o processo de carregamento. Uma tomografia computadorizada do telefone mostrou que este hotspot é onde a placa-mãe está localizada.

A temperatura média máxima da base de carregamento em que o telefone estava desalinhado atingiu 35,3 °C. São dois graus a mais do que a temperatura detectada pelos pesquisadores quando o telefone estava alinhado na base, que alcançou 33 °C. Os pesquisadores afirmaram que isso é sintomático da deterioração na eficiência do sistema, com geração adicional de calor, atribuível a perdas eletrônicas de energia e correntes parasitas.

A solução

No estudo, os especialistas observaram que os futuros modelos de carregadores wireless podem diminuir essas perdas de transferência de energia e, assim, reduzir o aquecimento. Para isso, eles devem usar bobinas ultrafinas, freqüências mais altas e eletrônica de acionamento otimizada. Com isso, será possível lançar carregadores e receptores mais compactos, eficientes e mais bem integrados com os dispositivos móveis.

Para conferir o estudo completo, clique aqui (em inglês). 

Fonte: Universidade de Warwick

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