HERRAMIENTAS

La evolución de las baterías

para herramientas inalámbricas Jose Luis Ordóñez Jiménez Periodista M&M

Gracias al avance que han tenido las baterías para herramientas inalámbricas en cuanto a peso y capacidad de almacenamiento de energía se refiere, estos sistemas de carga garantizan hoy, el desempeño óptimo de herramientas como taladros, sierras, atornilladores y caladoras entre otras, por largos periodos de tiempo; lo que representa mayor agilidad en los trabajos.

L

a lijadora, el taladro o la sierra circular, son equipos indispensables en el ejercicio de la fabricación de mobiliario de madera y que por su “naturaleza” eléctrica deben disponer de un cable de alimentación que, si bien es primordial para su pleno funcionamiento porque garantiza el suministro de energía, en ocasiones limita el desempeño del trabajo del operario puesto que no puede llevarlas de un lugar a otro, con libertad.

Foto: toolstop.co.uk - northerntool.com

Pero las extensiones eléctricas no son el único inconveniente que debe afrontar un operario al momento de desarrollar un trabajo con esta variedad de herramientas, la falta de una fuente de energía puede ser su mayor problema, puesto que sin ésta, le resulta imposible accionarla y por ende, desarrollar su labor. Debido a que estos inconvenientes con las inalámbricas han sido

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HERRAMIENTAS recurrentes –casi desde su aparición en el mercado– una de las primeras industrias en tratar de resolverlos fue la aeroespacial, que inició con el desarrollo de herramientas que pudieran ser transportadas de manera práctica, sin la limitante que representa el cable, o la ausencia de una fuente de corriente. Así, en la década de los 60, hace su aparición el primer taladro capaz de trabajar alimentado por la energía suministrada por una batería inalámbrica, cuya apariencia se asemejaba a la de una batería actual de un automóvil. En principio, esta debía permanecer acumulando energía por casi tres días para luego poder ofrecer un suministro, para un taladro de broca de ¼, de dos a tres horas, según el uso.

Foto: img.directindustry.es

Debido a que este adelanto resultó beneficioso gracias a que permitió una fácil portabilidad de las herramientas, el desarrollo para este tipo de baterías se presentó, también, rápidamente. Ya, en la década de los 70, la carga completa de una batería inalámbrica demandaba solo 24

La evolución de las baterías para herramientas inalámbricas, permite hoy desarrollar trabajos más constantes, sin necesidad de fuentes fijas de energía.

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Cuadro 1 Efecto memoria El efecto memoria es un fenómeno que reduce la capacidad de las baterías con cargas incompletas. Este efecto se produce al cargar una batería que no ha sido descargada totalmente, lo que crean pequeños cristales en el interior de ella producto de una reacción química al calentarse la batería.

Batería cargada al 100%

Batería descargada

Batería cargada al 100% con efecto memoria

Níquel-Cadmio (NiCd): Es uno de los tipos de pilas recargables más antiguos, sufre del efecto memoria, y tiene una vida útil de aproximadamente 1500 ciclos. Níquel e hidruro metálico (NiMh): Este tipo de batería reemplazó a las Ni-Cd debido a que garantiza una mayor capacidad de carga. Al igual que la NiCd, sufren del efecto memoria. Ion-Litio (Li-ion): Es el tipo de batería más utilizado actualmente. Ligera, potente, y no se afecta por efecto memoria, es la utilizada en los vehículos eléctricos.

horas, para desarrollar luego, trabajos de perforación, únicamente, en periodos de una o dos horas. Posteriormente, en diciembre de 1978, la empresa Makita desarrolló el primer taladro inalámbrico con batería níquel cadmio (NiCd). La principal característica de funcionalidad que presentaba el NiCd, era su densidad de energía –vatio hora por kilogramo Wh/Kg, que representa la cantidad de energía que la batería puede contener– que alcanzaba unos 100 Wh/ Kg y permitía el funcionamiento de la batería a 1.5 voltios. Sin embargo y pese a que el NiCd inició la evolución de las baterías inalámbricas, actualmente, no es muy utilizada debido a que posee un mayor efecto de memoria (ver cuadro 1), y además uno de sus componentes principales, el cadmio, es considerado un fuerte contaminante ambiental; lo que llevó a la búsqueda de un remplazo: el hidruro metálico, un material amigable con el medioambiente.

El níquel metal hidruro o níquel hidruro metálico (NiMH), permitió un consiguiente aumento en la capacidad de carga, –entre dos y tres veces más de la suministrada por las baterías de NiCd–, con el mismo tamaño y peso que una de NiCd, y un menor efecto memoria. Posteriormente, la industria desarrolló una variante para este tipo de baterías, conocida como low selfdischarge (LSD), lo que generó una tasa de auto descarga mucho menor, y permitió que las LSD-NiMH pudieran almacenar su carga durante largos períodos de tiempo, sin afectar la vida útil de la batería por desuso. La rápida evolución en las baterías inalámbricas se dirigió, principalmente, hacia la ampliación de su capacidad de almacenamiento de energía; en principio las baterías llegaban a proveer hasta 4,8 voltios, posteriormente, para la década de 1980, el indicador llegó a los 9,6 voltios, y a finales del año 2000 alcanzó los 18 voltios.

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HERRAMIENTAS La llegada del litio

Las de litio permiten almacenar una mayor cantidad de energía, la cual alcanza los 200 vatios hora de electricidad por kilogramo de peso de la batería (ver cuadro Capacidad de las baterías recargables), en comparación a la capacidad de una de NiMH, la cual llega a 100 vatios hora con la misma relación de peso. Debido a su buena capacidad de carga y bajo peso, los primeros usos de las baterías de litio se destinaron a

La potencia desarrollada por las actuales herramientas eléctricas no se debe subestimar, pues un mal agarre puede ocasionar lesiones o accidentes.

Foto: img.directindustry.es

La constante búsqueda en la optimización de las baterías permitió que a principios de la década de los 90 se desarrollara un nuevo tipo basado en iones de litio, que remplazaría a las de NiCd y NiMH. Una de las características más importantes de las baterías de litio, y por la cual son las más utilizadas actualmente, es que son más livianas que sus antecesoras, gracias a que sus electrodos son mucho más ligeros y favorecen la construcción de baterías similares en tamaño a las de NiCd y NiMH, pero de menor peso y mayor carga energética.

productos electrónicos como computadores portátiles y teléfonos celulares; posteriormente, su desarrollo llevó a baterías lo suficientemente estables como para ser utilizadas en herramientas de trabajo pesado. Por ese motivo, las baterías de litio presentan celdas que les permiten un almacenamiento de corriente constante y estable; además, están equipadas con un circuito de protección extra que controla el voltaje de la corriente para garantizar un mejor servicio. En este sentido, la industria ha desarrollado cargadores para baterías de litio equipados con microprocesadores que detectan datos

como el tiempo de carga y capacidad de la batería, lo que permite una optimización en su rendimiento, y un control detallado de la vida útil de la batería. Un ejemplo de este adelanto lo presenta la empresa Makita, con la tecnología LXT (litio xtreme technology) la cual, además de reducir el peso en un 40 % con respecto a las baterías corrientes, cuenta con un chip que permite definir el tiempo de carga, tal como lo explica Cesar Julián Chaves, gerente comercial de esta empresa para Colombia. “Si una batería LXT desarrollada por Makita carga durante cinco minutos,

Capacidad de las baterías recargables

Foto: dewalttoolsreview.com.

Tipo de batería Ion Li NiCd NiMh Plomo

Energía específica Potencia específica Carga / descarga Eficacia (%) (Wh/kg) (W/kg) (ciclos) 200

300

> 1000

98

100

150

1000 - 3000

60 – 85

100

200

500

75

35

100

300 - 400

70 - 80

Energía específica: cantidad de energía que la batería puede almacenar en vatios hora (Wh), por unidad de peso kilogramo (kg).

La implementación del Litio permitió un menor tamaño y peso en las baterías y un mejor desempeño de las herramientas.

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Potencia específica: se refiere la potencia que la batería puede suministrar vatios (W), por unidad de peso kilogramo (kg). Cuanto mayor es esta cifra, más aplicaciones posibles tiene la batería. Eficacia: fracción de electricidad que devuelve la batería en proporción a la cantidad de electricidad que ha sido necesaria para cargarla.

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son cinco minutos de carga real con la que se puede trabajar más de 22 minutos. Las baterías LXT de tres amperios están diseñadas para cargar totalmente en un promedio de 22 a 26 minutos, y el chip de la batería tiene cargador inteligente que permite el suministro de la cantidad necesaria; en el momento que la batería está cargada, el cargador deja de suministrar energía”. Otro de los factores positivos de las baterías de litio es su resistencia a la descarga. Una batería de ión litio puede llegar a perder, como máximo, 5 % de su energía acumulada, en comparación al 20 % que pierde una batería de NiMh si no se recarga en largos periodos de tiempo.

Foto: Cortesía Makita

Además, las baterías de litio de nueva generación están equipadas con sistemas de refrigeración que dejan atrás el inconveniente de recalentamiento al momento de la carga: las celdas están colocadas de manera tal que el flujo de aire circula constantemente.

Desde $80.000 hasta los $4 millones, se pueden conseguir en el mercado nacional de herramientas inalámbricas con tecnología de litio.

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Foto: Cortesía Makita

HERRAMIENTAS

Herramientas inalámbricas Gracias a los adelantos para el debido funcionamiento de las baterías de litio, los fabricantes de herramientas inalámbricas continúan desarrollando implementos de trabajo duraderos, livianos y versátiles, que aprovechan las características del litio tal como lo resalta en ingeniero Cesar Julián Chaves, “en cuanto a las mejoras en el peso, un ejemplo de ello es un taladro percutor con capacidad de 10.8 voltios o 12 voltios que trabaja con baterías de litio, y reporta un peso 20 % menor al de uno de 9.6 voltios, diseñado hace cuatro o cinco años”. “El mercado actual provee herramientas inalámbricas como sierras circulares o caladoras para cortar madera; sierras acolilladoras de 7” ¼ que funciona con batería de 18 voltios; sierras telescópicas de 36 voltios; caladoras inalámbricas de batería de 18 voltios y lijadoras roto orbitales que funciona con batería de 18 voltios, y con las que se pueden adelantar trabajos de calidad”, resalta Chaves. Específicamente, la oferta de herramientas inalámbricas con baterías de

La potencia de las baterías de litio permite que herramientas que usualmente requieren de alimentación de energía por cable, trabajen de manera inalámbrica con resultados óptimos.

litio que presenta la industria nacional para el sector del mueble y la madera cuenta con taladros percutores y atornilladores; roto martillos; sierras circulares; sierra telescópica; lijadoras rotoorbitales; caladoras y cepillos, con precios que pueden oscilar entre los $89.000 hasta los cuatro o cinco millones de pesos. Los taladros atornilladores pueden costar ente $350.000 y $600.000; para los taladros percutores el precio oscila entre $700.000 y $1.500.000, y por su parte, los rotomartillos y sierras circulares pueden alcanzar el $1.300.000 en adelante. Los adelantos en herramientas inalámbricas, orientados a prolonga los tiempos de trabajo han propiciado también hasta el desarrollo de nuevas prendas: chalecos en los que se pueden alojar varias baterías, distribuidas de manera equilibrada para que el operario trabaje fluidamente; de esta manera, gracias a un cable conectado a la herramienta, ésta funciona con la misma potencia, durante mayores periodos de tiempo. Otro desarrollo que presentan las herramientas inalámbricas, son las luces provistas en equipos como los taladros. Este aditamento –que por ser luces frías, consume menos del

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HERRAMIENTAS suministros de energía por cables. Por esta razón, en la última década las herramientas eléctricas inalámbricas han alcanzado una cuota de mercado cercana al 25 % de todas las herramientas eléctricas que se venden en el mundo.

Foto: tooled-up.com

Hoy la variedad es amplia y es posible elegir entre numerosas marcas y referencias pero para comprar y utilizar una herramienta de este tipo, es necesario que el interesado atienda algunas recomendaciones previas a fin que logre un desempeño óptimo de las baterías y que su herramienta dure mucho tiempo.

Un mantenimiento preventivo y el correcto uso de sus baterías extienden la vida útil de las herramientas inalámbricas.

1 % de la carga de la batería– puede venir programadas para que se apaguen, automáticamente, en promedio, diez minutos después de la primera obturación, si la luz no la apaga el operario. De igual forma, en el catálogo de herramientas creadas para trabajar con la tecnología de las baterías de litio, se encuentran corta césped, hidrolimpiadoras, grapadoras, medidores y niveladores láser. La evolución de esta tecnología ha hecho posible su integración en sistemas mucho más grandes, como automóviles, bicicletas y aeroplanos –como el Electra F-WMDJ que está equipado con un motor eléctrico y baterías de litio– que han convertido a estos medios de transporte en sistemas eficientes y ecológicos. De esta manera las herramientas con baterías de litio, que actualmente pueden alcanzar una vida útil de 4.000 ciclos completos de cargas de 22 minutos, en promedio, presentan más y mejores adelantos para suplir necesidades en diferentes tipos de industrias.

Como primera medida, es necesario que conozca la capacidad de la batería de cada herramienta, en cuanto a los amperios hora (Ah) –que denotan la corriente a la que una batería puede descargar la energía almacenada a una velocidad constante durante un período de tiempo específico–, y los kilovatios hora –medida necesaria para cargar completamente la batería–; con esta información puede calcular la cantidad de energía que la batería puede almacenar y la cantidad de energía que la herramienta extraerá de ella. Un segundo punto, para un óptimo rendimiento de las baterías, es considerar factores como la temperatura y el tiempo de uso, que influyen directamente en su desempeño. El operario debe tener especial cuidado, no solo al momento del uso, sino en el instante que deja de usarlas pues un almacenamiento incorrecto puede disminuir la vida útil de las baterías y herramientas; los expertos recomiendan no almacenar las baterías en lugares con temperaturas por encima de los 115ºC, para evitar que se descargue de forma repentina. Una la lectura completa del manual de cada herramienta, es una de las recomendaciones que hacen los expertos en la materia, debido a que en él se establece el tiempo ideal de carga para cada tipo de batería desde su primer uso; y contempla las especificaciones de la herramienta para Recomendaciones de uso para las baterías de las herramientas inalámbricas •

No golpear la herramienta ni la batería para evitar fisuras en la carcasa que facilite el ingreso de impurezas que puedan deteriorar la batería y/o la herramienta.

•

Utilizar únicamente la batería que corresponda al modelo de la herramienta, puesto que cada una está diseñada para suministrar una determinada cantidad de corriente.

•

No utilizar una batería que tengan muestra de líquido saliendo de ella.

•

Utilizar las baterías para alimentar las herramientas para las que fueron diseñadas, no para otros usos, como por ejemplo, sistemas de luces.

Recomendaciones de uso Gracias a la implementación de las baterías de litios, las herramientas inalámbricas han tenido un avance favorable en todo el mundo al punto que hoy existen equipos con niveles de calidad que igualan a las que trabajan con

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Inmunizadora de Maderas Serrano Gómez S.A. Por el regreso de la madera. Maderas Duras, Maderas Blandas, Tableros Alistonados, Vigas Laminadas, Maderas Inmunizadas (Aserradas, Rollizas torneadas, Rollizas cilíndricas)

Crédito: flying-directory.com

OBRAS A LA MEDIDA (cubiertas, pérgolas, fachadas, parques especiales y puentes)

El avión Electra cuenta con un motor eléctrico de 25 CV y baterías de litio, gracias a los que efectuó un vuelo de 48 minutos en la localidad francesa de Aspres-sur-Buëch.

que el usuario establezca si cumple o no con las expectativas de uso. Otra de las recomendaciones de uso, para el momento de hacer los cambios de accesorios de las herramientas, es hacerlo sin las baterías puestas; esto por motivos de seguridad ya que el equipo puede accionarse intempestivamente y ocasionar un accidente. Otro punto, y tal como debe suceder con las baterías, las herramientas no deben ser golpeadas y ni destapadas por lo que se recomiendan, preferiblemente, los mantenimientos preventivos para eliminar impurezas superficiales, y las visitas al servicio técnico de la empresa fabricante para mantenimientos, en promedio, cada cuatro meses. Finalmente, no se debe menospreciar la fuerza que puede ejercer una herramienta inalámbrica pues, si al momento de accionarla se sujeta incorrectamente, puede causar lesiones musculares. Por eso, lo recomendable es aprovechar las formas ergonómicas de estos equipos –que facilitan su manejo– y tomarlas con ambas manos para accionarlas sin inconvenientes Al seguir las indicaciones para un buen uso de las baterías y herramientas inalámbricas por igual, es posible lograr ventajas de uso que permitan un desempeño efectivo en diferentes lugares, y una prolongada vida útil tanto de las baterías como de las herramientas.

Pino Amarillo (USA)

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Fuente •

Cesar Julián Chaves, gerente comercial de Makita Colombia. [email protected]

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historyengine.richmond.edu - grainger.com - spacefoundation.org www.makitalatinamerica.com Inmunizadora de Maderas Serrano Gómez S.A. Carrera 68B No. 22-13 Bogotá, Colombia. PBX: 420 44 20 - 446 08 66 - 420 44 19 Contáctenos: [email protected] - Celular: 3212917955

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