Seguridad de las baterías: ¿Qué es la desgasificación y por qué se produce?

Las baterías se han convertido en parte integrante de nuestra vida cotidiana y alimentan desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Pero, ¿se ha planteado alguna vez los riesgos potenciales asociados a las baterías que permiten el perfecto funcionamiento de estos dispositivos? Aunque los avances en la tecnología de las baterías han revolucionado nuestra forma de vida, es crucial explorar los peligros potenciales que plantean estas fuentes de energía.

Las baterías de iones de litio son combustibles y peligrosas, con un potencial de fuga térmica peligroso y explosivo, que no sólo puede tener consecuencias devastadoras para el medio ambiente y la propiedad, sino que puede poner en peligro la vida humana. Por lo tanto, es importante conocer los primeros signos de un posible desastre: la desgasificación.

Comprender los gases de escape: La emisión silenciosa

El desprendimiento de gases se refiere a la liberación de gases de las baterías de iones de litio, a menudo como resultado de un uso abusivo o incorrecto. Cuando una batería se somete a condiciones tales como sobrecarga, sobredescarga o daños físicos, puede provocar la rotura de los componentes internos, causando la liberación de gases. Estos gases suelen incluir dióxido de carbono, monóxido de carbono y otros compuestos orgánicos volátiles, que pueden ser tóxicos para cualquiera que entre en contacto con ellos.

Explicación de la dinámica de desgasificación:

La dinámica de la desgasificación varía en función de la configuración de la batería. En instalaciones cerradas, como bastidores o carcasas pequeñas, la desgasificación puede acumularse en el espacio confinado, aumentando el riesgo de acumulación de presión e ignición. En configuraciones abiertas, como instalaciones al aire libre, la desgasificación puede disiparse más fácilmente, pero sigue planteando riesgos en zonas mal ventiladas.

Cómo se produce la desgasificación y cronología:

Aunque no siempre es un precursor garantizado del desbordamiento térmico en las baterías de iones de litio, los desprendimientos de gases suelen producirse al principio de su fallo. El desbordamiento térmico se produce cuando una batería sufre un calentamiento incontrolado que provoca un rápido aumento de la temperatura y la presión dentro de la celda. Esta escalada puede acabar provocando el incendio o la explosión de la batería, lo que supone un importante riesgo para la seguridad.

El calendario de desgasificación puede variar en función de la gravedad del abuso y del tipo de batería. En algunos casos, la desgasificación puede producirse gradualmente a lo largo del tiempo, a medida que la batería se somete a esfuerzos repetidos, mientras que en otros casos puede producirse repentinamente debido a un acontecimiento único, como una sobrecarga.

Factores en los que pueden producirse desgasificaciones:

• Daños físicos: Cualquier daño en la batería, como pinchazos o aplastamiento, puede hacer que los componentes internos se degraden, provocando la emisión de gases.
• Sobrecarga: Una carga excesiva puede provocar la descomposición de los electrolitos dentro de la batería, lo que lleva a la generación de gases.
• Sobrecalentamiento: Al igual que el desprendimiento de gases, el calor excesivo puede desencadenar un desbordamiento térmico al desestabilizar la química interna de la batería.
• Descarga excesiva: Descargar una batería más allá de su límite recomendado también puede provocar la liberación de gases.
• Cortocircuitos internos: Cualquier avería que provoque un cortocircuito dentro de la batería puede iniciar un embalamiento térmico.
• Defectos de fabricación: Los procesos de fabricación defectuosos pueden introducir puntos débiles en la estructura de la batería, haciéndola más susceptible al desbordamiento térmico.

¿Cuáles son los peligros de la acumulación de gases?

La acumulación de gases puede hacer que el contenedor de almacenamiento de la batería se convierta en un recipiente a presión a la espera de una chispa para encenderse. Para mitigar este riesgo, es fundamental disponer de un sistema de ventilación supervisado. Además, el cumplimiento de las normas FM es esencial, ya que los BESS deben mantener un LFL inferior al 25% o disponer de un contenedor que pueda abrirse para ventilar el gas, garantizando la seguridad en caso de desgasificación.

Por qué es fundamental la detección precoz de la desgasificación:

La detección precoz es fundamental para evitar incidentes catastróficos en las baterías. Al identificar los signos de desgasificación al principio, los operarios pueden intervenir antes de que la situación se agrave y se produzca una fuga térmica. A continuación se explica por qué la detección precoz es crucial:

1. Mantenimiento preventivo: La detección precoz permite un mantenimiento oportuno y la adopción de medidas correctivas para solucionar los problemas de las baterías antes de que empeoren. El control rutinario de las emisiones de gases puede ayudar a identificar problemas subyacentes en los sistemas de baterías, como sobrecargas o daños internos, lo que permite un mantenimiento proactivo para mitigar los riesgos.
2. Mitigación de riesgos: La desgasificación es una señal de alerta temprana de posibles fallos en las baterías. Mediante el control de los niveles de desgasificación, los operadores pueden aplicar medidas de mitigación de riesgos, como el ajuste de los parámetros de carga o el aislamiento de las baterías que funcionan mal, para evitar el desbordamiento térmico y sus peligros asociados.
3. Mayor seguridad: La detección a tiempo de la emisión de gases mejora la seguridad tanto del personal como de los bienes. Ofrece la oportunidad de evacuar las zonas afectadas, aplicar protocolos de emergencia y minimizar el impacto de los incidentes relacionados con las baterías en los entornos circundantes. Además, la intervención precoz reduce la probabilidad de lesiones y daños materiales derivados de eventos de fuga térmica.
4. Ahorro de costes: La detección precoz de las emisiones de gases puede ayudar a evitar costosas reparaciones o sustituciones de baterías y equipos dañados. Al abordar los problemas de forma proactiva, los operadores pueden prolongar la vida útil de las baterías, optimizar su rendimiento y evitar tiempos de inactividad imprevistos, con el consiguiente ahorro de costes.
5. Cumplimiento de la normativa: Muchas normas y directrices obligan a supervisar las emisiones de gases como parte de los protocolos de seguridad de las baterías. La detección temprana garantiza el cumplimiento de los requisitos normativos y demuestra el compromiso de mantener un funcionamiento seguro de las baterías de acuerdo con las normas del sector.

La incorporación de sistemas y tecnologías robustos de detección de gases para la detección precoz de escapes de gases es esencial para la gestión proactiva de riesgos y el mantenimiento de la integridad de los sistemas de baterías. Al dar prioridad a la detección precoz, las partes interesadas pueden protegerse contra posibles peligros, minimizar las interrupciones y promover el uso seguro y sostenible de la tecnología de baterías en diversas aplicaciones.

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