Baterias: um exemplo de melhoria contínua (parte 3)

Leia a parte 1 aqui e a parte 2 aqui. 

Baterias não são nada sem carregadores. Relembrando, a recarga da bateria é como a torção de um elástico. No início, é bem fácil torcê-lo porque ele não está tensionado. Quanto mais o torcemos, mais duro fica, até que não seja mais possível torcê-lo e ele arrebenta se insistirmos. Transferindo o raciocínio para a eletricidade, podemos dizer que, no início da recarga, a bateria aceita uma corrente (Ampères) elevada e, na medida em que a tensão (Volts) sobe, menor é a corrente injetada, mantendo constante a potência (Volts x Ampères = Watts).  

Esse tipo de carregador é conhecido como linear porque, teoricamente, a corrente cai e a tensão sobe linearmente. Diz-se “teoricamente” porque a bateria se aquece com a admissão e, como a resistência é proporcional à temperatura, a tensão sobe e a corrente cai antes do tempo. Com isso, a carga acaba sendo interrompida antes de que as placas estejam devidamente dessulfatadas.  

Além disso, existe o fator de recarga, que é quanto a bateria aceita de corrente sem se danificar. Para um acumulador chumbo-ácido, o fator de carga é aproximadamente 5, ou seja, para uma bateria de 65 A no regime de dez horas, como explicado na matéria anterior, a corrente máxima admitida será de 33 A. Acima disso, o eletrólito se degrada, além de promover superaquecimento, que pode danificar fisicamente placas e postes. 

Se carregar baterias a partir da rede elétrica já é uma tarefa melindrosa, no carro isso fica muito pior. Até os anos 1960, usava-se gerador de corrente contínua apelidado de dínamo. Era muito precário, porque tensão e corrente variavam com a rotação do motor. Assim, quando o carro estava em marcha lenta, não carregava, porque a potência não era suficiente para vencer a resistência ôhmica natural da bateria. Em alta rotação, a energia era exagerada, dissociando a água (eletrólise). Em outras palavras, ou o dínamo não carregava, ou carregava excessivamente, estragando a bateria. 

A partir daquela década, os alternadores, que são geradores de corrente alternada, popularizaram-se. A vantagem era produzir tensão constante e variar somente a corrente, carregando a bateria mesmo que em marcha lenta. Como a bateria só aceita corrente contínua, ao gerador é acoplado um retificador que, graças a outros componentes eletrônicos, é capaz de ler a tensão da bateria e, se for suficientemente alta, abrir os polos do gerador. Esse dispositivo é conhecido erroneamente como regulador de tensão. Isso permitiu usarem-se mais dispositivos elétricos e eletrônicos mais potentes e sofisticados nos automóveis sem danificar o acumulador. 

A partir dos anos 1980, descobriu-se que os carregadores pulsantes são muito melhores que os lineares. Imaginemos que a intenção seja cravar um prego numa tábua de madeira. Podemos usar uma ferramenta de pressão contínua como uma morsa ou uma prensa, mas o esforço será enorme. Se usarmos um martelo, o prego entrará muito mais facilmente. Da mesma forma, se quisermos limpar uma peça com ar comprimido, o efeito será muito mais rápido se usarmos um jato intermitente, que provoca um impacto do ar sobre a superfície a ser limpa.

Na carga da bateria não é muito diferente. Quando usamos um carregador pulsante, estamos injetando energia tal e qual quando martelamos um prego na madeira. Um carregador pulsante pode aumentar o fator de carga de 5 para 20, ou seja, cada pulso de corrente poderá atingir os 130 A sem danificar o acumulador. O nível de recarga é monitorado eletronicamente, medindo-se, simultaneamente, a resistência entre os polos do acumulador e a tensão de retorno.  

Na medida em que a recarga evolui, os pulsos vão-se espaçando, ou seja, a frequência dos pulsos é declinante em função do nível de recarga, mantendo constante a quantidade de energia, que se mede em Joules. Graças ao monitoramento, não há que se preocupar em desligar o sistema como com os carregadores lineares, não importando se dínamo ou alternador. 

Carregadores pulsantes para uso industrial são relativamente comuns há décadas. A sofisticação demorou, mas chegou aos carregadores veiculares. Sem ela, procedimentos como start-stop seriam simplesmente impossíveis. Também, a adoção de condicionadores de ar eletrônicos seria impraticável. É que o número de ciclos a que um acumulador pode ser exposto não depende somente de sua tecnologia interna, mas de como a energia é retirada e reposta.  

De uma coisa podemos estar certos: mesmo que a eletrificação venha de forma avassaladora, as baterias chumbo-ácidas sempre terão seu lugar na indústria de automóveis. 

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