Supercondensadores: La energía se alía con la eficiencia
En la industria, especialmente en la logística de almacenes, es esencial contar con una fuente de alimentación estable, como demuestra su importancia en aplicaciones móviles como los lectores manuales. Los supercondensadores ofrecen soluciones de almacenamiento de energía que complementan de forma inteligente los conceptos de batería convencionales. Leuze utiliza esta tecnología de forma selectiva en sus innovadoras soluciones de sensores.
Todo depende de la aplicación: escaneos individuales o funcionamiento continuo
Los lectores manuales se utilizan en distintos escenarios, cada uno de los cuales plantea requisitos diferentes a la fuente de alimentación de los dispositivos. Para los escaneos individuales, que suelen ser necesarios en zonas de almacenamiento o durante la realización de inventarios, el lector anual solo requiere un alto rendimiento máximo durante un breve periodo de tiempo. A menudo, los dispositivos están instalados en estaciones de carga y deben volver a estar plenamente operativos al cabo de unos segundos. En este contexto, es especialmente importante que el sistema de almacenamiento de energía se cargue con gran rapidez para que esté disponible de inmediato cuando se necesite. Un lector manual que deba funcionar durante un periodo de tiempo prolongado tiene requisitos diferentes.
En el funcionamiento por turnos en almacenes o entornos de producción, donde el dispositivo trabaja de forma continua durante varias horas, el tiempo de funcionamiento es el factor decisivo. El lector manual debe durar toda la jornada laboral con una sola carga sin necesidad de recargarlo periódicamente. En estos escenarios, la densidad energética del sistema de almacenamiento de energía desempeña un papel más importante, ya que se requiere un suministro de energía constante durante periodos más prolongados.
La tecnología de almacenamiento de energía es crucial en ambos casos: no solo influye en el rendimiento del dispositivo, sino también en su tiempo de funcionamiento y su eficiencia energética. Dependiendo de la aplicación, un supercondensador o un acumulador en forma de batería recargable pueden ofrecer la solución óptima.
Supercondensador frente a batería: ventajas e inconvenientes
Un supercondensador, también denominado ultracondensador, es un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica que destaca por su capacidad de carga y descarga especialmente rápida. Almacena energía principalmente de forma electrostática, es decir, separando las cargas eléctricas en la interfaz entre el electrodo y el electrolito. En cambio, las baterías almacenan energía electroquímicamente, es decir, mediante reacciones químicas en la química de la celda. La principal ventaja de un supercondensador es que puede cargarse por completo en cuestión de segundos para proporcionar rápidamente una energía muy elevada. Esto la convierte en la tecnología ideal para aplicaciones con necesidades energéticas a corto plazo o para cubrir cortes de suministro. Aunque la densidad energética de un supercondensador es inferior a la de las baterías, puede cargarse más de un millón de veces. La duración de una batería convencional es de tan solo unos 2000 ciclos de carga. Además, la vida útil de un supercondensador es de hasta 15 años, varias veces superior a la de una batería de iones de litio. Así pues, los supercondensadores ofrecen una solución fiable, de bajo mantenimiento y respetuosa con el medio ambiente para una amplia gama de requisitos industriales, especialmente allí donde se requiere rapidez y disponibilidad.
| Supercondensador | Batería de iones de litio | |
| Tiempo de carga | Segundos | De minutos a horas |
| Número de ciclos | Aprox. 1 000 000 ciclos | Aprox. 500-2000 ciclos |
| Densidad de potencia | Muy alta | Media |
| Densidad energética | Bajos | Alta |
| Temperatura de carga | Aprox. -55 °C a +90 °C | Aprox. 0 °C a 45 °C |
| Vida útil | Hasta 15 años | 3-7 años |
| Costes de mantenimiento | Bajos | Medios a altos |
Tipos de supercondensadores
Los supercondensadores pueden dividirse en distintos tipos en función de los métodos de almacenamiento, los materiales utilizados y sus propiedades técnicas. En las aplicaciones industriales—especialmente en dispositivos móviles como los lectores manuales— predomina el denominado tipo EDLC (condensador electroquímico de doble capa). Combina una estabilidad de ciclos especialmente alta, tiempos de carga cortos y un diseño robusto. El pseudocondensador es menos común:
EDLC (condensador electroquímico de doble capa)
- Almacena energía de manera puramente electrostática, sin reacciones químicas
- Utiliza electrodos de carbón activado
- Estabilidad de ciclos muy elevada (>1 millón de ciclos)
- Robusto y con larga vida útil, tiempo de carga corto
- Tipo estándar en dispositivos industriales y móviles
Pseudocondensador
- Además de la doble capa: Reacciones redox en el electrodo
- Mayor densidad energética, pero menor estabilidad de ciclos
- Electrodos realizados en óxidos metálicos o polímeros conductores, por ejemplo
- Más caro y más sensible
- Se utiliza sobre todo en aplicaciones especiales o de investigación
Solución ligera, se carga en un instante
Los lectores manuales multiuso para la detección de códigos de barras están diseñados para aplicaciones de corta duración pero altamente exigentes en cuanto a rendimiento. La tecnología de supercondensadores proporciona a los escáneres energía suficiente para un lapso de entre unos segundos a varios minutos. Los dispositivos se recargan muy rápidamente. Por ello, los lectores manuales con tecnología de supercondensador son especialmente adecuados para aplicaciones que requieren escaneos individuales periódicos. Leuze saca el máximo partido de esta tecnología con sus dispositivos de supercondensadores inalámbricos de la serie IT 1960. Al no necesitar batería, los dispositivos son muy ligeros: por ejemplo, un lector manual con supercondensador de la serie IT 1960 pesa solo 220 gramos. Esto supone una notable ventaja ergonómica y facilita el manejo en el uso diario. Si, por el contrario, se necesitan muchos escaneos en un lapso breve, es recomendable utilizar dispositivos con batería o cable. Leuze también tiene en su gama modelos adecuados para ello, como la serie IT 1960.
Significativamente más robustos que las baterías
Los supercondensadores no solo destacan por su capacidad de carga rápida: también son especialmente resistentes a las influencias ambientales. Lo supercondensadores típicos funcionan de forma fiable incluso a temperaturas bajo cero de dos dígitos sin sufrir una merma apreciable del rendimiento. En cambio, las baterías de iones de litio son mucho más sensibles al frío. Además, al ser eléctricos, los supercondensadores no se ven afectados por el nuevo Reglamento de la UE sobre baterías (2023/1542), que establece requisitos claros para la comercialización, el uso y el reciclaje de baterías en la UE. Mientras que, por lo general, las baterías deben repararse o sustituirse y después desecharse adecuadamente, los supercondensadores suelen poder permanecer en el dispositivo de forma permanente. Incluso en caso de tiempos de funcionamiento de hasta 15 años. Además, existe otro motivos que convierte a los supercondensadores en atractivos para las empresas con estrategias de adquisición orientadas a la sostenibilidad: no contienen materias primas críticas como el litio o el cobalto.
Resumen
En general, la tecnología de supercondensadores no sustituye a las baterías. Sin embargo, es una alternativa más eficiente para determinadas aplicaciones: de ahí que Leuze haga un uso selectivo de esta tecnología para soluciones como los lectores manuales multiuso. La carga extremadamente rápida en solo unos segundos, un número significativamente mayor de ciclos de carga y un peso reducido facilitan su manejo. Por último, pero no por ello menos importante, los operadores de sistemas se benefician de un ahorro de costes en comparación con los dispositivos alimentados por baterías.
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