Qué debes conocer de las baterías LiPo

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Hay numerosos elementos que juegan un factor clave en el vuelo de un dron. Tal vez uno de los más importantes son las baterías LiPo, que es a fin de cuentas el principal factor gracias al cual nuestros drones pueden levantarse del suelo. 

Los aficionados al aeromodelismo, los pilotos de drones caseros, de carreras e incluso los pilotos de determinados drones profesionales, tienen un entendimiento muy exhaustivo de cómo funcionan estas baterías. 

Gracias a que marcas como DJI llevan años esforzándose por ofrecer a los consumidores la posibilidad de volar drones de una manera relativamente sencilla, a día de hoy es perfectamente posible ponerse a los mandos de un dron sin tener ni idea de cómo funcionan las baterías que alimentan nuestros drones. No obstante, tener un conocimiento básico de cómo funcionan estas baterías es fundamental a la hora de asegurarnos de maximizar su vida útil y de que no nos ponemos en riesgo cuando las utilizamos.

Vamos a desgranar un poco todo aquello que, independientemente del tipo de dron que quieras pilotar, debes saber sobre las baterías de los RPAS.

¿Qué son las baterías LiPo?

En primer lugar, casi la totalidad de drones que podemos llegar a utilizar utilizan baterías LiPo (de Polímero de Litio). Este tipo de baterías se caracterizan por tener ciclos de vida relativamente cortos, y por ser susceptibles a estallar o prenderse fuego si se dañan. Por este motivo, requieren de unos cuidados muy particulares a la hora de cargarlas, descargarlas y almacenarlas.

¿Y si son tan frágiles y duran poco, por qué se usan?

El principal motivo de que se usen las baterías LiPo en drones es que permiten realizar descargas muy rápidas, permitiendo a nuestros drones usar cantidades importantes de energía en poco tiempo y con baterías relativamente pequeñas y ligeras.

Las celdas de una batería LiPo

Cada celda de estas baterías tiene un voltaje nominal de 3.7V, y lo más frecuente es que en una misma batería se encuentren varias celdas en serie. Una batería LiPo de 3s tendrá por tanto un voltaje nominal de 11.1V. A mayor voltaje en las baterías, más rápido pueden girar las hélices de nuestros drones.

La capacidad de nuestras baterías LiPo

Puede que si te gustan los smartphones estés familiarizado con la unidad de medida de la capacidad de sus baterías mAh, o miliamperios/hora.

Esta medida sirve para cuantificar a qué velocidad habría que descargar una batería para vaciarla en una hora. Una batería de 3000 mAh tendría que estar durante una hora vaciándose a 3000 Amperios. Una batería de 9000 mAh tendría que descargarse al triple de velocidad para hacerlo en el mismo tiempo, dado que acumula efectivamente el triple de energía en su interior.

¿Entonces una batería de mayor capacidad es mejor?

Ahora llegamos a una obviedad que merece la pena tener en cuenta: montar una batería del doble de capacidad en un dron no duplica el tiempo que podemos permanecer volándolo. Aunque las baterías LiPo son relativamente ligeras, los drones están pensados para ser extremadamente ligeros, ya que cada gramo de masa extra en el dron es un gramo más que nos cuesta mantenerlo en el aire. Esto significa que a menudo las baterías sean el componente más pesado del propio dron, y una batería de mayor tamaño, al pesar más, nos obligará a usar parte de esa capacidad extra en mantener el peso adicional de la batería en el aire.

Este no es un problema exclusivo de los drones, ya que en los mundos de la aviación, de la exploración espacial y de la automoción eléctrica el peso del propio combustible (o de las baterías en el caso de los coches) plantea problemas similares.

Para terminar, equipar baterías de mayor capacidad también repercute negativamente en la agilidad y la respuesta de nuestros drones, al tener más peso que mover con los mismos motores y hélices.

Ratios de carga y descarga

Algo a tener en cuenta en las baterías LiPo son los ratios de carga y descarga. respetar estos límites nos ayudará a no deteriorar rápidamente nuestras baterías… E incluso nos puede evitar un incendio. Estos ratios normalmente vienen indicados en la propia batería con un número seguido de una C. La “C” es la inicial de “capacidad”, y hace referencia al ratio al que podemos descargar o cargar una batería en función de su propia capacidad. Un ratio de carga de 1C en una batería de 3000 mAh significa que podremos cargar con seguridad la batería con 3000 mA, y que a esta velocidad se cargará en una hora. Si el ratio de carga es de 2C, la podremos cargar a 6000 mA, y tardaremos sobre el papel media hora en cargarla. En la mayoría de baterías LiPo el ratio de carga es de 1C.

Los ratios de descarga, cualidad por la que destacan las LiPo, suelen ser mucho más altos que los de carga. A una batería de 12000 mAh con un ratio de descarga de 10C, podremos exigirle 1200 mA, y a este ritmo tardaríamos 6 minutos en descargarla.

Como ya habréis calculado, las baterías de drones actuales pueden durar en vuelo alrededor de 30 minutos, lo que supone una descarga de alrededor de 2C. Sin embargo hay que tener en cuenta que en el vuelo de un dron los consumos de batería no son uniformes, sino que al ascender, ir rápido o luchar contra el viento se producen importantes picos que la batería debe ser capaz de entregar.

Cargando una batería LiPo

La carga de una batería LiPo es el procedimiento más crítico que tenemos, y debe hacerse siempre con un cargador diseñado para cargar baterías LiPo, con corriente constante y voltaje constante. El ratio de carga de la mayoría de estas baterías es 1C, y aunque personalmente nunca lo hemos necesitado, no es mala idea tener un pequeño extintor a mano, almacenarlas en contenedores ignífugos y, como mínimo, no tener nada inflamable cerca de una batería LiPo mientras se carga. Y por supuesto, no es recomendable cargar una batería LiPo sin estar presente.

Usando una batería LiPo

Como ya hemos visto, nuestras baterías son tremendamente delicadas, así que necesitan un trato especial. Aunque la explicación teórica da para escribir un libro, haremos un resumen de las medidas más importantes que debes cumplir cuando usas una batería LiPo:

-No la descargues más rápido que su ratio de descarga:

Puede restar vida útil a tu batería y llegar a prenderle fuego.

-No la descargues por debajo de los 3.0 Voltios.

Mismo peligro.

-Nunca perfores o golpees la batería LiPo.

Nunca. Una celda LiPo perforada hace que el litio de su interior reaccione con la humedad de la atmósfera liberando calor. El calor puede generar una fuga térmica, que sucede cuando el cambio de temperatura cambia las condiciones de equilibrio interno de la batería y provoca una reacción en cadena que termina, básicamente, en un incendio.

-No uses una batería LiPo hinchada.

En ocasiones habrás visto baterías hinchadas, a las baterías de smartphone también les pasa. Esta hinchazón se da a medida que se degrada la batería, bien por el uso normal o acelerado por un uso incorrecto. Esta hinchazón nos indica claramente que en el proceso de degradación del interior de la batería, se ha liberado oxígeno (inflamable) que no se adhiere ni al ánodo ni al cátodo. Si te encuentras con una batería LiPo hinchada tienes que deshacerte de ella con seguridad. Si vives en un municipio grande podrán informarte de dónde has de llevarla.

Almacenando una batería LiPo

Ya sabemos cómo usar una batería LiPo, sólo nos queda saber cómo usar una batería LiPo cuando no la estás usando, y es que es igualmente importante.

Básicamente, necesitas saber que una batería LiPo almacenada durante más de una semana sin nada de carga, o cerca del máximo de carga, se deteriora con rapidez. Almacenarlas en contenedores ignífugos tampoco está de más.

¿Cómo me deshago de una batería LiPo?

Como ya hemos dicho, muchos ayuntamientos tienen instalaciones a las que puedes llevar tus baterías una vez ha llegado el final de su vida. Aunque es un proceso que se puede realizar en casa, a los municipios les sale rentable ofrecer este servicio si con esto se ahorran todos los problemas que puede generar una batería mal desechada.

Si no tienes un punto limpio habilitado para recoger tus baterías LiPo, puedes seguir los siguientes pasos:

-Descargar la batería con precaución (utilizando la función específica para ello que incluyen muchos cargadores LiPo),

-Sumerge la batería en agua salada: En un recipiente con agua templada y sal (suficiente como para llegar al punto de saturación). Asegúrate de que tanto la batería como los cables están sumergidos por completo, y déjalo así durante 24 horas. Esto cortocircuita la batería y termina de descargarla.

-Comprueba el voltaje de la batería, y si no es 0.0 repite el proceso anterior hasta que el voltaje sea de 0.0V

-Una vez el voltaje sea 0.0, puedes tirarla a la basura. Ya no presenta peligro y el material del que están hechas no es tóxico para el medio ambiente.

Las baterías de drones más avanzados

Una de las grandes ventajas de los drones de consumo modernos es que las marcas grandes han trabajado en su mayoría en sistemas que permiten restar complejidad a la gestión de las baterías LiPo. La mayoría de sus cargadores, por ejemplo, están diseñados para cargar de manera simple sus baterías, con el voltaje adecuado y nivelando la carga individual de cada una de las celdas, aunque las baterías de cada modelo suelen necesitar cargadores específicos (no son compatibles entre sí). La monitorización de la carga de las baterías durante su uso también es fácil, y en la mayoría de modelos el display del control te advierte cuando la batería está próxima a agotarse, o incluso si tu dron está tan lejos que tienes que proceder a traerlo de vuelta antes de que se te acabe la batería.

Para terminar, una de las grandes ventajas que presentan estos drones en la gestión de las baterías LiPo es que si las cargas pero no tienes ocasión de usarlas, éstas se descargarán automáticamente pasados unos días hasta tener la carga idónea para su almacenamiento seguro durante mayores periodos de tiempo.

Esperamos que esta breve guía te haya sido de utilidad para comprender cómo funcionan las baterías de nuestros drones y la importancia de cuidarlas.

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