Vida longa às baterias

Adquirir um smartphone não é uma tarefa fácil atualmente: são diversos fabricantes e modelos disponíveis, e isso tende a aumentar com a entrada de novos players no mercado. Compradores devem comparar preços e especificações de cada aparelho, entre elas a capacidade de carga da bateria usualmente dada em mAh (miliampere hora) – em poucas palavras, esta unidade de carga elétrica indica que uma bateria com um maior número de mAh dura mais do que uma com um menor valor.

Não são somente os fabricantes de smartphones e de baterias, no entanto, que estão preocupados com esta questão. Desenvolvedores de aplicativos buscam ganhar competitividade por meio de novas baterias com maior capacidade de carga de armazenamento e/ou pelo aumento da eficiência energética dos hardwares e softwares.

É nesse contexto que existe a necessidade de executar medidas de corrente elétrica de baixíssimo valor, ou seja, da ordem de nanoampere (nA, ou 10^-9 A) ou, até mesmo, abaixo de picoampere (pA, ou 10^-12 A). Essas medidas servem tanto para testar novos materiais candidatos a serem usados nas baterias do futuro (nanotubo de carbono, por exemplo) quanto para avaliar a eficiência energética dos dispositivos. O instrumento de medição empregado para essas medidas é chamado de picoamperímetro ou eletrômetro.

Os picoamperímetros são medidores de corrente elétrica que têm como principal característica realizar medidas de corrente elétrica em várias ordens de grandeza abaixo das realizadas por multímetros convencionais – até mesmo os multímetros mais sofisticados e de alta exatidão, chamados de ‘Multímetros 8 ½ dígitos’, não conseguem atender a essa demanda. O grande desafio, entretanto, é garantir a confiabilidade metrológica desses instrumentos, já que o método usualmente empregado para a calibração de multímetros convencionais não se aplica para os eletrômetros.

O Laboratório de Metrologia Elétrica do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) tem se capacitado desde 2016 e desenvolveu um procedimento inovador para realizar a calibração de eletrômetros e fontes de corrente de baixo valor. Atualmente como o único laboratório acreditado pela Coordenação Geral de Acreditação (Cgcre) do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) nessa faixa de corrente, o IPT oferece calibrações de corrente elétrica DC a partir de 1 pA e com incertezas da ordem de 350 ppm (parte por milhão). “Isso é suficiente para assegurar a confiabilidade metrológica das medidas”, explica Tiago Lopes Santos, técnico do laboratório do IPT.

Segundo Santos, o método desenvolvido poderá ser melhorado de modo a reduzir a faixa de corrente elétrica: “Temos o objetivo de realizar a calibração de corrente elétrica DC a partir de 100 fA (femtoampere), ou seja, dez vezes abaixo do que é oferecido hoje”, diz ele.