Smartphones: Baterias e autonomia

Assim como no caso dos notebooks, os componentes usados nos smartphones, assim como muitas das funções são limitadas por causa da capacidade das baterias. Basta fazer uma conta simples: um aparelho que usa uma bateria Li-Ion de 3.7V, com 980 mAh de capacidade, dispõe de apenas 3626 miliwatts (ou seja, pouco mais de 3 watts) de energia. Levando em conta que a maioria das pessoas espera que a bateria dure dois dias ou mais, temos uma noção do tamanho do problema que os fabricantes precisam enfrentar ao projetar um novo aparelho.

Para efeito de comparação, um notebook típico, com uma bateria de 11.1V e 4400 mAh de capacidade, dispõe de mais de 48 watts de energia, que, na maioria dos modelos, duram menos de duas horas. Ou seja, enquanto em um notebook o consumo médio fica na casa dos 20 watts, em um smartphone ele fica na casa dos miliwatts.

Além das diferenças nos componentes usados (processadores ARM no lugar de processadores x86, por exemplo) os aparelhos utilizam sistemas bastante agressivos de gerenciamento de energia, que fazem com que a maioria dos componentes fiquem desligados na maior parte do tempo e sejam ativados apenas quando são necessários.

As especificações da maioria dos aparelhos falam em 200 horas ou mais de autonomia em standby, mas na prática a história é muito diferente. O consumo aumenta se você estiver em uma área de pouca cobertura (o aparelho é obrigado a aumentar a potência de transmissão para manter a comunicação com a torre) ao fazer ligações ou ao usar qualquer outro recurso do aparelho.

Ao usar o smartphone como modem ou ao utilizar o Fring, Google Maps, ou outros aplicativos que transmitam um volume considerável de dados, ela acaba durando ainda menos, sobretudo se você está usando um aparelho com suporte a 3G, onde a taxa de transmissão mais elevada faz com que o rádio e os outros circuitos relacionados à transmissão consumam muito mais energia.

Se você usar o smartphone como modem bluetooth, para acessar através do notebook e decidir baixar um arquivo ISO, por exemplo, vai perceber que a bateria não durará mais do que duas ou três horas (em muitos casos até menos), já que esta é uma situação onde o aparelho precisa manter a maior parte dos componentes ativos.

Se tiver curiosidade em calcular a capacidade energética da bateria do seu aparelho, basta olhar as especificações na etiqueta e multiplicar a capacidade (em mAh) pela tensão (em volts). As baterias Li-Ion usadas em smartphones utilizam uma única célula, por isso trabalham com tensão de 3.7, diferente das baterias de notebook, onde as células são colocadas em série para obter 11.1V. Isso explica por que as baterias de notebook armazenam brutalmente mais energia, mesmo que a capacidade em mAh não seja assim tão diferente.

Um outro exemplo são as pilhas recarregáveis. Existem no mercado pilhas de 2000 mAh ou mais. Entretanto, elas trabalham com tensão de apenas 1.2V (a tensão nominal das células Ni-NH), por isso a carga total é muito menor. Basta fazer as contas: uma pilha AA de 2000 mAh armazena 2.4 watts de energia. Mesmo que o seu smartphone usasse duas, a autonomia não seria muito diferente da atual (mas em compensação o aparelho seria bem maior).

Continuando, os primeiros celulares utilizavam baterias Ni-Cad ou Ni-MH, mas elas logo foram substituídas pelas Li-Ion, que são mais leves e oferecem uma densidade energética muito maior. Grande parte disso se deve ao fato do lítio usado nas baterias ser o metal mais leve (número atômico 3, logo depois do hidrogênio e do hélio). O lítio não é apenas o mais leve dos metais, mas também duas vezes mais leve que a água.


Ao contrário das antigas baterias Ni-Cad, as baterias Li-Ion não possuem efeito memória, de forma que não existe necessidade de descarregar a bateria completamente antes de carregar, ou de deixar o telefone carregando durante 24 horas nas primeiras recargas.

A grande limitação relacionada às baterias Li-Ion é que elas “envelhecem” com o passar do tempo e de acordo com o número de recargas. As primeiras baterias duravam menos de 3 anos (quer a bateria fosse utiliza ou não) e suportavam em torno de apenas 300 ciclos de recarga, de forma que uma bateria muito exigida chegava a durar apenas alguns meses. Com melhorias nas ligas e processos de fabricação utilizados, a durabilidade das baterias aumentou. Não é incomum que uma bateria Li-ion atual, conservada adequadamente, dure 4 ou 5 anos e suporte 500 ciclos de recarga ou mais.

As baterias Li-ion se deterioram mais rapidamente quando completamente carregadas ou quando descarregadas, por isso o ideal é deixar a bateria com de 40 a 50% de carga quando for deixá-la sem uso (é por isso que as baterias vêm parcialmente carregadas de fábrica). O calor acelera o processo, por isso é interessante evitar deixar o aparelho exposto ao sol em ou lugares abafados.

Evite descarregar a bateria completamente quando isso não é necessário. Descarregar a bateria completamente antes de carregar acaba servindo apenas para desperdiçar um ciclo de carga/descarga, resultando na verdade em uma pequena redução na vida útil da bateria. O melhor é simplesmente usar e carregar a bateria seguindo seu ciclo de uso.

De tempos em tempos (uma vez por mês ou algo do gênero), é recomendável fazer uma descarga completa, de forma a calibrar as medições do circuito da bateria. Todas as baterias Li-Ion usadas comercialmente possuem algum tipo de circuito inteligente, que monitora a carga da bateria. Ele interrompe o carregamento quando a bateria atinge uma tensão limite e interrompe o fornecimento quando a bateria está quase descarregada, a fim de evitar o descarregamento completo.

Conforme a bateria é carregada e descarregada, é normal que a medição do circuito fique descalibrada, fazendo com que o aparelho passe a acusar carga baixa antes do tempo. Fazer um ciclo carga e descarga completa atualiza as medições, calibrando o medidor.

Os perigos: Embora não sejam muito freqüentes, acidentes relacionados à explosão de baterias Li-Ion realmente acontecem. O lítio é um material extremamente instável, que reage de forma violenta quando entra em contato com outros elementos. Para reduzir o risco, as baterias utilizam o lítio na forma de íons, que são muito mais estáveis que o lítio como metal. Mesmo assim, as células podem vazar ou explodir se aquecidas a temperaturas superiores a 60 graus, ou caso sejam carregadas além de seu limite energético, por isso todas as baterias de lítio utilizam carregadores inteligentes, que cortam a alimentação assim que a bateria atinge a carga máxima.

Ser vítima de uma explosão envolvendo uma bateria é quase tão raro quanto ganhar sozinho na Mega-Sena, mas embora muito pequena, a possibilidade realmente existe. A principal fonte de riscos são as baterias e os carregadores alternativos, made in China, que muitas vezes não atendem às normas de segurança.

Mesmo fabricantes mais cuidadosos, como a Sony precisam realizar recalls de baterias de tempos em tempos devido a contaminações nos materiais usados na fabricação, ou se outros problemas diversos, o que dizer então de fabricantes Chineses que utilizam maquinário antigo, matérias primas de baixa qualidade e que trabalham com margens de lucro incrivelmente estreitas.

O grande problema com as baterias “originais” é que elas são relativamente caras, já que os fabricantes as vendem com uma margem de lucro mais alta, de forma a ganhar alguns trocados adicionais e, de quebra, incentivar a compra de aparelhos novos. Com isso, baterias alternativas chegam a ser quase 10 vezes mais baratas, o que explica a popularidade.

A principal dica é comprar baterias alternativas e não falsificadas. A diferença básica é que em uma bateria alternativa o fabricante usa sua própria marca e vende a bateria como “Compatible with” (compatível com), enquanto nas baterias falsificadas existe uma tentativa deliberada de enganar o comprador, tentando imitar a aparência de uma bateria original.

Autonomia: Com relação à autonomia, a principal dica é desativar os recursos que não utiliza. Os quatro principais vilões são o Wi-Fi, o Bluetooth, o suporte a 3G e a iluminação da tela.

Com o Wi-FI ativo, o aparelho precisa pesquisar periodicamente por redes ativas, de forma a se conectar em redes pré-configuradas assim que elas estiverem disponíveis. O simples fato de manter o transmissor Wi-Fi ativo adiciona 10 ou 20 mAh ao consumo do aparelho e cada operação de varredura consome mais uma pequena dose de carga, o que resulta em um aumento considerável no consumo. Se você não usa o Wi-Fi, ou o usa apenas esporadicamente, vai aumentar a autonomia da bateria em 10 ou 20% (em alguns aparelhos o aumento chega a 30%) simplesmente por desativá-lo nas configurações.

Embora o transmissor Bluetooth use menos energia que o Wi-Fi, ele também realiza varreduras periódicas para encontrar outros aparelhos e consome uma dose considerável de energia mesmo quando não está sendo usado.

Aparelhos com suporte a 3G consomem consideravelmente mais energia quando conectados a uma rede 3G do que quando conectados a uma rede 2G. Isso acontece não apenas por que o protocolo é mais pesado, mas também por que, na maioria dos aparelhos a modulação é feita por chips adicionais. Ao desativar o suporte a 3G, estes chips adicionais são desativados, reduzindo o consumo. Se você não usa um plano de dados e por isso não tira proveito da maior velocidade de transmissão oferecida pelo 3G, desativar o suporte a ele é uma boa forma de economizar energia (você continua realizando chamadas de voz e navegando via EDGE ou GPRS normalmente).

Eventualmente, os fabricantes passarão a adotar transmissores 3G single-chip (assim como nos transmissores 2G) acompanhados por otimizações de software, que reduzirão ou eliminarão esta diferença.

Em seguida temos o brilho da tela, que pode ser reduzido para economizar energia. Programas abertos em segundo plano também consomem processamento, o que significa um aumento no consumo. Se você se acostumar a fechar os programas que não estão em uso em vez de simplesmente voltar ao gerenciador e mantê-los abertos o tempo todo, vai aumentar a autonomia em mais alguns pontos percentuais. Se você está usando um aparelho com GPS, desativá-lo também aumenta a autonomia, já que o sistema pode desativar o chip referente a ele e deixar de realizar os cálculos de posicionamento.

Outra dica é que, em áreas de pouca cobertura, o aparelho é obrigado a aumentar a potência do transmissor, de forma a se manter conectado, e a realizar buscar periódicas (usando a potência máxima de transmissão) para localizar novas antenas, o que faz com que a bateria se esgote rapidamente. Você pode evitar isso simplesmente colocando o aparelho em modo offline.

Bateria extra: Outra abordagem para o problema da autonomia é simplesmente levar o carregador e carregar o aparelho uma ou duas vezes ao longo do dia, conforme necessário. Além dos adaptadores de tomada, existem adaptadores USB para a maioria dos aparelhos. Eles acabam sendo muito mais práticos, já que além de muito menos volumosos, você pode carregar usando o PC ou o notebook:

O cabo USB permite também que você utilize uma das inúmeras baterias externas para dispositivos USB que estão disponíveis no mercado, o que soluciona o problema da autonomia. Existem inúmeros modelos no mercado, alguns bem acessíveis:

A principal dica é não cair no conto do carregador solar. Células solares são boas em muitas situações, mas não no caso dos carregadores. O motivo é simples: células solares precisam ser muito grandes para gerar um volume significativo de energia. Mesmo uma célula de silício monocristalino (o tipo mais eficiente e caro de célula solar) feita do tamanho de um carregador portátil geraria menos de 1 watt de energia, em um dia de sol forte. Ou seja, você precisaria deixar o carregador exposto a luz solar direta por 4 horas ou mais para conseguir carregar o celular e ele só funcionaria nos dias ensolarados.

A maioria dos carregadores solares utilizam células de baixa qualidade, que geram um volume insignificante de energia e acabam por isso sendo inúteis. Prevendo que a maioria dos compradores acaba desistindo deu usar as células solares e passam a simplesmente ligar os carregadores na tomada ou na porta USB, muitos fabricante simplesmente usam células solares falsas, que não produzem energia alguma.