Incendios de baterías de iones de litio

Los incendios de baterías de iones de litio suelen producirse cuando el electrolito líquido, altamente combustible, se inflama en el interior de las celdas si se daña, se cortocircuita, se sobrecarga o se sobrecalienta.

Los incendios provocados por la rotura de celdas pueden ser difíciles de apagar. Por ello, disponer de detectores de humo en funcionamiento en todos los niveles y practicar un plan de escape son de vital importancia para salvar vidas en estos casos.

Sobrecalentamiento

Las baterías de iones de litio se encuentran en todas partes: alimentan nuestros teléfonos, tabletas, ordenadores portátiles, coches eléctricos, herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y juguetes infantiles, pero pueden recalentarse y explotar con facilidad si se sobrecalientan; el sobrecalentamiento también contribuye a los incendios de baterías de litio, que pueden ser difíciles de apagar y suponer graves amenazas para las personas y los bienes.

Los problemas en las baterías de iones de litio suelen empezar cuando una celda se calienta demasiado rápido para que sus materiales se enfríen, lo que provoca reacciones químicas y fugas térmicas que generan calor, gases tóxicos y vapores inflamables. El desbordamiento térmico puede propagarse a otras celdas de una batería y provocar explosiones e incendios.

La sobrecarga, los daños físicos y los factores ambientales, como las altas temperaturas ambientales, pueden provocar un sobrecalentamiento que conduzca al desbordamiento térmico. Cuando las baterías dañadas se ven comprometidas físicamente, su separador puede romperse, dejando al descubierto metales en su interior que pueden tocarse y liberar una avalancha de electrones que produce calor adicional, a menudo suficiente para provocar un desbordamiento térmico.

Los incendios de baterías de litio también pueden iniciarse externamente -por ejemplo, dejándolas caer-, lo que provoca un cortocircuito interno que produce dendritas de litio afiladas que penetran en el separador y alcanzan ambos electrodos, desencadenando reacciones químicas que se calientan a más de 212 F y producen su propio oxígeno para la ignición. Estos incendios pueden ser difíciles de extinguir.

Como con cualquier producto, es fundamental que sólo se utilicen baterías y cargadores diseñados específicamente para su uso. Además, nunca almacene una batería a una altura superior a 15 pies, ya que las baterías perforadas o dañadas pueden emitir vapor inflamable que aumenta el riesgo de incendio en otros elementos situados por encima. Cuando se deshaga de baterías que muestren signos de sobrecalentamiento, hinchazón o fugas, póngase siempre en contacto inmediatamente con TUV SUD Global Risk Consultants para recibir orientación o formación sobre prácticas de gestión de la seguridad contra incendios. Los gestores de riesgos pueden reducir los riesgos de incendio a través de procesos seguros, así como de restricciones implementadas dentro de las restricciones de almacenamiento impuestas por organizaciones de ingeniería de riesgos como TUV SUD Global Risk Consultants, que ofrecen políticas y formación sobre cómo las mejores prácticas para las políticas de prevención de incendios y formación para los empleados en el trabajo.

Generación de oxígeno

Si una batería de iones de litio se sobrecalienta, puede provocar que el electrolito genere oxígeno, que a su vez puede inflamar el material inflamable de la batería. El fuego resultante puede propagarse a otras baterías, creando una explosión que puede ser mortal. Es importante protegerse y proteger a los demás cuando se trabaja con baterías de iones de litio, ya que pueden ser difíciles de extinguir y producen un gas tóxico llamado monóxido de carbono.

Los incendios de baterías de iones de litio pueden evitarse manteniendo las baterías en un lugar fresco y seco cuando no se utilicen, así como siguiendo las instrucciones del fabricante para cargar y utilizar la batería con el dispositivo específico diseñado para ella. También es importante tener en cuenta que si se observa que una batería cambia de forma, se hincha o abulta, tiene fugas u otro comportamiento inusual, puede estar experimentando problemas y debe retirarse del dispositivo inmediatamente.

Otro motivo habitual de incendio de una batería de iones de litio es el desbordamiento térmico, que se produce cuando la estructura interna de una célula de la batería empieza a romperse. Esto puede deberse a un defecto de fabricación, como el "recubrimiento de litio" (formación de litio metálico en la superficie del ánodo de la batería), a daños mecánicos o a un cortocircuito. El desbordamiento térmico puede provocar la liberación de una serie de gases inflamables de la carcasa de la batería, que pueden inflamarse y propagarse.

Además de generar gases tóxicos, las baterías de iones de litio son propensas a explotar cuando entran en contacto con el agua, lo que las convierte en una opción peligrosa para las aplicaciones marinas. Esto es especialmente cierto en el caso de las embarcaciones que necesitan varias baterías de iones de litio para alimentar los sistemas de navegación e iluminación, los motores y otros equipos eléctricos.

Las tecnologías de generación de oxígeno VPSA y PSA de PKU Pioneer pueden ayudar a proteger las celdas de estas baterías de incendios y explosiones liberando al aire oxígeno enriquecido 93%. Esto puede evitar la formación de gases inflamables, reducir la degradación de la batería y mejorar su vida útil. PKU Pioneer ha aplicado con éxito su tecnología de generación de oxígeno VPSA y PSA en diversos campos industriales, como la fundición de hierro y metales no ferrosos, la fabricación de vidrio y papel, el tratamiento de aguas residuales, la eliminación de residuos sólidos, etc.

Desbocamiento térmico

En los casos más graves de embalamiento térmico, los iones de litio de una batería pueden arder y emitir gases inflamables. Estos gases pueden incluir hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y ácido fluorhídrico. Estos gases pueden ser tóxicos para el ser humano si se inhalan en cantidades significativas. Los incendios en vehículos eléctricos son especialmente peligrosos, ya que las baterías pueden romperse y liberar estos gases en un espacio cerrado.

Aunque la mayoría de los incendios en vehículos eléctricos están causados por factores externos, como la sobrecarga o la exposición a la luz solar, hay algunos casos que pueden ser de naturaleza interna. Por ejemplo, un defecto en la construcción o el diseño de una batería puede hacer que se sobrecaliente y se vuelva inestable, desencadenando un evento térmico. Además, el estrés físico sobre una batería puede provocar un evento térmico si la celda se pincha o se aplasta.

Cuando se produce un incendio en una batería, puede ser difícil de extinguir. Esto se debe a que, a medida que crecen las llamas, pueden producir gas hidrógeno inflamable. El agua puede enfriar las llamas, pero no extinguirlas por completo. De hecho, el agua puede contribuir al incendio al reaccionar con el litio de la pila.

Para evitar que esto ocurra, se desarrollan sistemas de refrigeración que extraen el calor y evitan el desbordamiento térmico. Uno de ellos es el llamado Sistema de Control de Temperatura de la Batería (BTMS), que utiliza una serie de sensores para controlar la temperatura de las baterías en todo momento. Puede detectar condiciones anormales, como una batería sobrecalentada, y alertar a los usuarios para que tomen medidas.

Eliminación

Los riesgos de incendio de las baterías de litio pueden reducirse sustancialmente cuando las baterías y los dispositivos que alimentan se utilizan, cargan y almacenan correctamente; sin embargo, los errores pueden provocar una tragedia; por ejemplo, cuando un vehículo eléctrico se incendia debido a un incendio de baterías de litio, la inhalación dentro de su habitáculo puede liberar humos tóxicos que incluyen monóxido de carbono, fluoruro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno que podrían resultar letales, creando vapores mortales junto con el humo y las llamas de las baterías en llamas.

Los bomberos se enfrentan a retos únicos cuando responden a estos incendios, que suelen ser muy calientes y difíciles de extinguir. Además, estos incendios suelen causar daños importantes en los alrededores y liberan sustancias químicas peligrosas que suponen un riesgo para la salud humana.

La NFPA ha publicado varios recursos para ayudar a los consumidores y al personal de primeros auxilios a utilizar las baterías de litio de forma segura, incluido nuestro documento Mitos frente a realidades y el curso interactivo de aprendizaje electrónico.

Las baterías de litio son un componente integral de muchos dispositivos y sistemas de los que dependemos a diario, como ordenadores portátiles, teléfonos móviles, cámaras digitales y herramientas eléctricas. Por desgracia, cuando están dañadas o mal cargadas pueden provocar incendios y explosiones que amenazan tanto a particulares como a empresas.

Las baterías de litio se están convirtiendo en una fuente cada vez más frecuente de incendios en todo el país, lo que ha llevado al Departamento de Servicios contra Incendios a crear una lista de comprobación para detectar incidentes relacionados. Desde su introducción, esta herramienta ha ayudado a los investigadores a detectar 50 incendios de este tipo, más del doble de lo que se detectaría normalmente sólo con los datos nacionales.

Los incendios de pilas de litio suelen producirse cuando se tiran con la basura doméstica normal o los materiales de reciclaje, o cuando se mezclan con ellos en contenedores que se desplazan, como los vehículos de recogida de residuos. Esto supone un peligro especial si las pilas entran en contacto con agua, que es muy inflamable.

Para evitar que esto ocurra, las pilas de litio sólo deben eliminarse a través de una instalación de tratamiento de residuos autorizada que acepte residuos peligrosos y disponga de instalaciones para su incineración. Antes de desecharlas, las pilas deben estar completamente descargadas y tapadas con cinta adhesiva para evitar que sus contactos se toquen accidentalmente.