Riesgos asociados con las baterías de ion de litio: FM publica por primera vez una guía integral

Es muy probable que esté leyendo este artículo gracias a una batería de ion de litio. Estas proporcionan energía a su dispositivo móvil, su computadora personal y su tableta electrónica. Incluso si utiliza una computadora de escritorio, es probable que esté rodeado de otros aparatos: relojes inteligentes, cámaras digitales, aspiradoras robot. Desde dispositivos tan compactos como un cepillo de dientes eléctrico hasta otros tan grandes como un vehículo eléctrico, las baterías de ion de litio se encuentran en todas partes.

En años recientes, también han acaparado la atención mediática debido a incidentes de incendios o explosiones. Aunque estos sucesos son poco frecuentes, especialmente considerando el uso tan extendido de estas baterías, los incendios relacionados con las baterías de ion de litio representan un desafío creciente para la resiliencia de las empresas a nivel global.

FM, aseguradora de daños, está comprometida a abordar este desafío. En octubre, FM lanzó una guía de prevención de siniestros (o ficha técnica) enfocada en la fabricación y el almacenamiento de baterías de ion de litio. Durante años, a pesar del creciente interés por soluciones energéticas más sostenibles que ha llevado a un aumento en el uso de baterías de ion de litio, la industria careció de estándares integrales para la protección contra incendios.

Ahora los tiene.

Stephanie Thomas, experta en ingeniería de FM y responsable del desarrollo de la ficha técnica, comentó: “Este tipo de noticias genera la percepción de que son extremadamente peligrosas, siempre propensas a incendiarse y explotar. Lo que no se considera es que las personas suelen llevar estas baterías consigo en todo momento. [...] Existe una idea errónea sobre la frecuencia de los riesgos y falta información sobre cómo manejarlos adecuadamente”.

Para abordar esta problemática, se ha publicado recientemente una ficha técnica que aplica principios rigurosos de ingeniería e investigación. Este documento se basa en años de pruebas en las instalaciones de investigación de FM en West Glocester (Rhode Island) y en Norwood (Massachusetts), junto con aportes de fabricantes, usuarios y otros expertos. Los investigadores de FM simularon incendios en palets cargados de baterías de ion de litio para replicar condiciones del mundo real. Esto se complementó con pruebas a menor escala para comprender la física a un nivel más fundamental.

Todo ese trabajo se dedicó a ayudar a FM a ver lo que otros no ven.

“No es que no se pueda proteger”, afirmó Benjamin Ditch, ingeniero principal de investigación en FM, quien lideró las iniciativas de investigación para respaldar el desarrollo de la ficha técnica. “El tema es que tenemos que asegurarnos de comprender el riesgo”.

Esta es una de las pruebas que ayudaron a FM a alcanzar precisamente ese objetivo.

Las fichas técnicas de FM son de acceso gratuito y reúnen cerca de 200 años de experiencia en siniestros, investigaciones y resultados de ingeniería en diversas áreas, desde el almacenamiento de pacas de fibra hasta los centros de datos. La ficha técnica completa (Ficha técnica de prevención de siniestros de FM 7-112, Lithium-ion Battery Manufacturing and Storage) está disponible en la base de datos en línea de FM. A continuación, se detallan algunos aspectos clave sobre los iones de litio.

Las baterías de ion de litio y el fenómeno de la fuga térmica

Si tiene algún conocimiento sobre las baterías de ion de litio, es probable que haya oído hablar de la fuga térmica,

La fuga térmica se produce cuando una celda de la batería sufre un cortocircuito. Esto desencadena una reacción química que provoca la liberación de gases, lo que puede ocasionar un incendio o una explosión. Una vez que comienza, no se puede detener. Sin embargo, se puede intentar prevenir que se propague a otras celdas; para ello, es fundamental retirar las baterías afectadas o enfriarlas con agua.

¿Qué causa la fuga térmica en las baterías?

En general, las que tienen problemas han sido “maltratadas”: se cayeron, se sobrecargaron, han sido perforadas o, incluso, mordidas. (Sí, esto es algo que tanto los perros como las personas han hecho). En algunos casos, los defectos de fabricación provocan daños. Otras veces, un incendio en una batería puede causar daños y fuga térmica en otra.

“La mayoría de los teléfonos celulares y las computadoras portátiles nunca tienen un problema”, explicó Thomas. “Las baterías que aparecen en las noticias probablemente hayan sido maltratadas de alguna manera”.

Almacenamiento de baterías de ion de litio y sistemas de rociadores

Los dispositivos que funcionan con baterías de ion de litio vienen en diversas formas y tamaños, y sus métodos de fabricación y almacenamiento también son variados.

Es posible que en su almacén cuente con una amplia gama de herramientas eléctricas, cada una equipada con una batería de ion de litio que se encuentra cargada al 30 % de su capacidad total. Las baterías están integradas en la carcasa de plástico de la herramienta, la cual está dentro del embalaje del producto, que, a su vez, está dentro de la caja de envío.

En conjunto, esta situación representa un riesgo relativamente bajo. Un nivel de carga más bajo reduce la probabilidad de que la batería sufra una fuga térmica. Incluso si se produjera un incendio, el fuego del embalaje podría activar un rociador, lo que controlaría con rapidez el incendio y no afectaría a las baterías adyacentes.

No obstante, el almacenamiento de un gran número de celdas, módulos o baterías presenta otros desafíos. En el caso del almacenamiento de baterías, la ficha técnica recomienda opciones de protección basadas en el estado de la carga, la altura del techo, la altura de almacenamiento y, por supuesto, los materiales de embalaje. Cuando las baterías no están en cajas de cartón, se espera que un mayor número de ellas contribuya a la propagación del fuego. Por esta razón, se requiere una protección adicional para mitigar este riesgo, lo que podría implicar una reducción de la altura de almacenamiento o la instalación de rociadores dentro de la estantería.

Independientemente de la configuración específica, las recomendaciones se fundamentan en pruebas rigurosas. Al implementar las medidas de protección, los clientes pueden apoyarse en este enfoque reconocido y documentado.

“Se genera una gran credibilidad gracias a la manera en que se elaboran las fichas técnicas”, expresó Ditch.

Mayor colaboración en la seguridad de las baterías de ion de litio

La ficha técnica es fruto de una colaboración significativa: fue desarrollada por Thomas y su equipo, con el respaldo de un grupo de investigación liderado por Ditch, además de las contribuciones de empresas dedicadas a la fabricación de baterías de ion de litio, así como de aquellas que utilizan estas baterías en otros productos e, incluso, de fabricantes de sistemas de rociadores.

Sin embargo, esto no marca el final del proceso. La ficha técnica se encuentra en proceso de revisión constante a medida que se desarrollan nuevas investigaciones y avances en esta tecnología tan dinámica. A medida que los riesgos evolucionen, los especialistas de FM estarán disponibles para ofrecer su apoyo.