terça-feira, 12 de julho de 2011

Por que a bateria do seu celular é uma droga?

Com o avanço dos aparelhos e o aumento da demanda energética, surge uma nova batalha: Fazer com que a bateria do celular dure até o fim do dia.
Se o seu novo e impressionante smartphone tem alguma esperança de durar mais de um dia com uma carga, será preciso mais energia do que uma típica bateria de íon pode fornecer.
Antes, você podia esquecer o carregador de seu telefone em casa, passar um feriado fora, e – desde que você não jogasse muito “Tetris” ou “Snake” – ainda voltar para casa com bateria o suficiente para ligar para um táxi.
Hoje, no entanto, estamos “casados” com nossos carregadores, e encaramos com raiva as pessoas que ocupam por muito tempo tomadas de cafeterias ou aeroportos, por exemplo. Mudar para as redes 4G super-rápidas, como muitos smartphones farão em 2011, vai apenas aumentar esse problemas. E estudos já indicam que os aparelhos 4G tendem a possuir uma vida útil de bateria pífia.
Na verdade, as necessidades energéticas da tecnologia dos dispositivos móveis estão crescendo duas vezes mais rápido do que as taxas de capacidade de bateria, de acordo com um executivo da Verizon. Porém, alcançar essas demandas não será fácil ou rápido para a indústria de baterias, e essa dificuldade contínua pode desencorajar a adoção de aparelhos 4G pelo público em geral.
Infelizmente, o problema não é uma simples questão de que as pesquisas em relação às baterias móveis estão desacelerando. Isso se estende à natureza química das baterias, a forma como pesquisa e desenvolvimento são financiados no mercado global de tecnologia móvel, além das diversas demandas que os usuários possuem em relação aos celulares e tablets.
Traídos pela Química
As tecnologias de baterias e de smartphones estão em dois estágios muito diferentes em seus ciclos de vida. “Ao contrário dos smartphones, a tecnologia de bateria têm evoluído há um século, e está muito mais à frente na curva de desenvolvimento, o que significa que melhorias nessa área, apesar de estáveis, não acontecem mais a velocidades impressionantes como tecnologias mais jovens, como smartphones”, explica o executivo da fabricante HTC, Keith Nowak.
No entanto, à parte pequenos avanços na eficiência eletrólito-sólida, baterias de polímero de íon de lítio para produtos tecnológicos portáteis não mudaram drasticamente em mais de 15 anos. Quase todas as baterias que alimentam grande parte dos smartphones atuais e tablets funcionam com algumas variantes do polímero de íon de lítio.
Esse modelo foi desenvolvido comercialmente em 1996, produto da busca dos fabricantes por uma fonte de energia mais confiável para dispositivos móveis, Antes disso, celulares utilizavam baterias de íon de lítion com eletrólitos líquidos, o que as tornavam volumosas e relativamente instáveis. Nos dias de hoje, os pesquisadores de bateriam continuam a aumentar a capacidade dessas baterias.
Como a energia da bateria é originada da transferência de elétrons de carga elétrica entre um ânodo e um cátodo, os pesquisadores focam primeiramente em otimizar essa multidão de pequenas trocas. “Muitas reações químicas podem durar uma vida inteira dependendo apenas de si mesmas, e os cientistas de baterias tentam controlar isso” relatou Irving Echavarria, do Gold Peak Industries, empresa que fabrica todos os tipos de baterias.
Echavarria estima que 80% dos processos que ocorrem na bateria podem ser aproveitados com precisão; e quão menor for a janela de reações químicas erradas, mais eficiente será a bateria. Os fabricantes continuam a alcançar ganhos de capacidade ao chegar cada vez mais perto desse limite de eficiência de 80%.
Mas avanços significativos na eficiência não estão acompanhando a crescente demanda energética dos smartphones e de outros aparelhos. Frustrados pelos limites físicos e químicos das baterias, os desenvolvedores que querem aproveitar por mais tempo a bateria dos aparelhos precisam ou adicionar materiais inativos na bateria ao tornar as partes não utilizadas da mesma menores (uma técnica que já se esgotou) ou sair do íon de lítio e mudar para um material que ainda não foi completamente pesquisado
Venkat Srinivasan, um pesquisador de tecnologia de bateria na Universidade de Berkeley, na Califórnia (EUA), nota que “a física que dita a evolução das baterias é diferente da física que dita a evolução dos eletrônicos de smartphones.” Parece que as baterias estão condenadas a ficarem para trás do vagão do trem até que seja feita uma descoberta incrível com um material melhor.
Novas ideias chegando... Devagar
Pequenos sinais de inovação são visíveis quando se trata da vida útil da bateria. As perguntas que ainda não foram respondidas são o quão rápidas elas irão surgir e se a tecnologia em questão será acessível para atender ao mundo inteiro.
Os estudos de lítio-íon continuam nos laboratórios de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento) de muitos fabricantes, e laboratórios universitários de diversos locais já gastaram horas incontáveis estudando as possibilidades do grafeno, uma folha de átomos de carbono encontrado no grafite, que tem potencial de armazenar e transmitir energia (apesar do fato de que a utilização de grafeno para baterias direcionadas para o consumidor final ainda esteja muito distante).
No entanto, o governo americano (entre outras nações) não fornece praticamente nenhum capital para pesquisas de baterias para consumidores, investindo, na verdade, em estudos para baterias voltadas para veículos e usos militares.
Não culpe só a bateria
Desenvolver um dispositivo móvel não se resume mais em colocar todos os esforços no design na interface do usuário e no poder de processamento; trata-se de fazer todas essas coisas gastando o mínimo de energia possível. Em determinado momento, o desejo dos consumidores por planos de dados maiores e capacidades monstruosas de multitarefa serão superadas pela simples necessidade de um aparelho que permaneça funcionando por um dia inteiro.
As telas dos smartphones estão ficando cada vez maiores e suportando resoluções cada vez mais altas, duas coisas que drenam demais a carga. Diminuir o brilho da tela pode ajudar a conseguir uns minutos extras, entretanto é pouco provável que a Apple, HTC, Motorola e outras fabricantes importantes diminuam a tela de seus dispositivos tão cedo.
Mesmo assim, algumas companhias (como a Samsung e a LG) estão focando no desenvolvimento de novas telas que não possuem regulação de brilho, porém utilizam menos energia.
Outro fator importante que acaba com a energia do celular está relacionado com a crescente complexidade dos apps, que necessitam de cada vez mais capacidade de processamento. A maioria dos smartphones contém frequências Bluetooth, Wi-Fi e GPS, e em muitos casos estes três componentes operam simultaneamente. O GPS, em particular, é um notório assassino de bateria: é possível enxergar a barra de energia encolhendo ao executar o aplicativo de navegação.
Os dispositivos mais novos têm um chipset de frequência 4G, o qual requer muito mais poder de processamento para interpretar quantidades muito maiores de dados codificados no espectro LTE sem fio. No topo de tudo isso, novos celulares 4G possuem dois conjuntos de chips diferentes, um para se conectar com o espectro 4G e outro para fazer contato com a antiga rede 3G da operadora. Como resultado, o usuário pode contar com um único dia de bateria, isso se estiver com sorte.
Uma consequência dessa decolagem do consumo de energia é que os fabricantes de processadores para dispositivos móveis estão sendo muito pressionados para produzir chips mais eficientes para smartphones. James Bruce, executivo da ARM, que desenvolve e licencia produtos para praticamente todos os dispositivos no mundo, explicou que o hardware de um celular é muito mais eficiente hoje no quesito bateria do que quando os dispositivos duravam mais tempo ligados. Todavia, “a diferença entre um Nokia comum e um smartphone hoje é que não havia muito o que fazer para manter os usuários utilizando os aparelhos o dia todo”, explicou.
Núcleos duplos vêm para ajudar
Os processadores dual-core (feitos pela ARM) que foram mostrados em alguns smartphones este ano (como o HTC Droid Bionic e o Motorola Atrix 4G) podem oferecer alguma esperança. De acordo com Bruce, celulares “dual-core” podem delegar tarefas simples para um núcleo, enquanto direcionam outras mais complexas (e que consomem mais energia) para o outro.
O executivo da ARM explicou que, se o dispositivo está executando apenas tarefas simples - como enviar mensagens de texto ou fazendo contas na calculadora - em um único núcleo, o outro pode baixar sua potência, economizando a bateria.
No começo de maio, uma companhia chamada Adapteva anunciou o microprocessador “Epiphany”, que deve aparecer nos smartphones e tablets juntamente com os chips ARM de dois núcleos. O novo processador da Adapteva pode acomodar até 64 núcleos em um chip de celular; enquanto que inserir um chip com essa quantidade de núcleos parece o oposto de uma medida para economizar bateria.
Andreas Olofsson, CEO e fundador da companhia, afirmou que a maioria dos aparelhos de hoje rodam uma versão em escala menor e com menos consumo de energia de um processador de um desktop para se conectar à Internet, executar jogos e tocar música.
O Epiphany, por outro lado, é um chip otimizado para funcionar em partes específicas dos comandos gerais em conjunto com a CPU do dispositivo (que é responsável por todo o processamento do celular). O processador pode simplificar as tarefas offline do aparelho para deixar gestos e reconhecimento fácil mais rápidos, por exemplo. Olfsson diz que esse design poderia “colocar a força de um laptop em um smartphone”
É culpa dos Apps também
Aplicativos são os culpados finais entre os vampiros de baterias. O uso de energia de um app é uma das coisas que a Apple examina ao decidir se ele será aprovado para venda na App Store. “Ela não permitiria que o usuário arruinasse a vida útil da bateria intencionalmente, como se estivesse rodando um jogo que não requer GPS, eles rejeitariam o App se ele estivesse enviando sinais de GPS a cada 10 segundos” aponta Cameron Vanga, desenvolvedor do app 9magnets para iPhone.
Apesar do fato de que o mercado de aplicativos para Android pode abrir um grande número de aplicativos assassinos de bateria em potencial, desenvolvedores mais estabelecidos no mercado geralmente fazem um esforço para não utilizar mais força do que seria necessário para fazer com o que o app funcione propriamente, com medo de receber avaliações baixas ou de que os usuários apaguem a aplicação. “A maioria dos usuários é boa ao correlacionar quais apps estão acabando com sua carga” disse Vanga.
Grande parte dos usuários de smpartphone está satisfeita ao levar seus smartphones consigo durante o dia e plugá-los na tomada à noite. No entanto, os fabricantes de baterias terão que dar mais um passo o mais rápido possível para lidar com esse apetite voraz desses computadores em miniatura dos quais todos dependemos cada vez mais no dia a dia.
Se não surgirem inovações na tecnologia de baterias, a velocidade com que a tecnologia móvel se desloca irá disparar tão rapidamente que a veremos bater com tudo no muro da usabilidade.

- Megan Geuss, IDGNow -

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