Cómo la corriente de fuga define la eficiencia y fiabilidad en supercaps

Un supercondensador puede descargarse en reposo, incluso sin estar conectado a ninguna carga. Ese fenómeno, conocido como corriente de fuga (leakage current), define en gran medida la eficiencia, la fiabilidad y la vida útil del dispositivo.

En este artículo te contamos qué es, por qué ocurre, qué factores la afectan y cómo impacta en aplicaciones críticas como UPS, turbinas eólicas o centros de datos

La corriente de fuga es la corriente mínima necesaria para mantener cargado un supercondensador a un voltaje constante.

• • Al principio, la corriente es alta por la corriente de absorción, causada por el movimiento lento de iones hacia los microporos del material activo (generalmente carbón activado).
  • Con el tiempo, esta corriente va disminuyendo hasta alcanzar un valor estable.
  • Ese valor final en estado estacionario (habitualmente medido a las 48 ó 72 horas) es lo que llamamos corriente de fuga real.

👉 Importante: no es un defecto, sino una característica inherente a los materiales internos.

A continuación, puedes ver la comparativa de las corrientes de fuga de diferentes supercondensadores

Comparación de las corrientes de fuga de tres supercondensadores (SCap1, SCap2 y SCap3) durante las primeras 24 horas. El eje vertical representa la corriente en miliamperios (mA) y el eje horizontal el tiempo en horas (h).

Caída de voltaje a lo largo del tiempo de tres supercondensadores (SCap1, SCap2 y SCap3) tras ser cargados a 2.7V. Se observa cómo cada dispositivo tiende a estabilizarse en un voltaje asintótico diferente, reflejando tasas de autodescarga distintas directamente relacionadas con sus corrientes de fuga internas.

Cuando un supercondensador se carga y luego se desconecta de la fuente de alimentación, su voltaje comienza a caer de manera gradual. Esta pérdida progresiva de energía se debe a la corriente de fuga, que actúa incluso en reposo. Cuanto mayor sea la corriente de fuga, más rápida será la velocidad con la que el supercondensador pierde su carga almacenada.

En resumen, la corriente de fuga determina la capacidad real de un supercondensador para retener energía.

La corriente de fuga no es un valor fijo, sino que depende directamente de las condiciones de uso y del estado del dispositivo.

Tres son los factores clave de mayor influencia en la corriente de fuga: voltaje, temperatura y envejecimiento.

Cuando el dispositivo opera a un voltaje elevado, el campo eléctrico interno acelera reacciones parásitas que consumen energía y aumentan la fuga. Por eso se suele aplicar derating, reduciendo el voltaje de operación para disminuir la corriente de fuga hasta en un 75% y alargar la vida útil.

La temperatura también es crítica: cada aumento de 10 °C en la operación duplica la corriente de fuga y acelera la degradación de los materiales internos.

Finalmente, el envejecimiento hace que, con los ciclos de carga y descarga, la corriente de fuga crezca poco a poco de forma irreversible, reflejando la degradación interna de electrodos, electrolito y separador.

Aunque la ESR suele recibir más atención, la corriente de fuga impacta directamente en eficiencia, costes y fiabilidad.

1. Consumo en standby (float charge)

Muchos sistemas mantienen sus supercondensadores completamente cargados durante largos periodos de tiempo, listos para actuar en cuanto se les requiera. Es lo que ocurre en aplicaciones como las turbinas eólicas o los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), donde los supercondensadores permanecen en modo de espera esperando un evento crítico.

📊 Ejemplo real:

Una celda típica presenta una corriente de fuga de alrededor de 5 mA. Puede parecer insignificante, pero en un módulo formado por 100 celdas, la corriente total en standby asciende a 500 mA de consumo constante.

Ese consumo continuo se traduce en costes operativos más altos y menor eficiencia energética.

2. Respaldo de energía a corto plazo

En centros de datos o equipos críticos, los supercondensadores deben entregar potencia durante segundos o minutos. Aunque la fuga afecta al consumo en reposo, lo prioritario sigue siendo la capacidad de entregar picos de potencia.

3. Indicador de salud y mantenimiento predictivo

La corriente de fuga es un termómetro del envejecimiento:

• Su aumento progresivo revela degradación interna.
• Una subida sostenida alerta de un fallo inminente.
• Monitorizarla permite sustituir módulos antes de que fallen de forma inesperada.

1️⃣ Una corriente de fuga baja y estable = mayor eficiencia, menor coste y más fiabilidad.

2️⃣ Es uno de los mejores indicadores de la calidad de fabricación y la química interna.

3️⃣ En aplicaciones críticas, significa tranquilidad, confianza y vida útil predecible.

Como fabricantes que dominan la cadena completa —del material a la celda—, sabemos que la corriente de fuga marca la diferencia.

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