Incendios de baterías de iones de litio: ¿cómo se propagan tan rápido?

Las baterías de iones de litio, que alimentan miles de bicicletas eléctricas y scooters eléctricos, representan una parte cada vez mayor de los incendios en la ciudad de Nueva York.

A estas alturas, la mayoría de nosotros hemos visto un video de vigilancia granulado de las baterías explotando en destellos blancos de llamas. Pero verlos explotar, de cerca, ayuda a revelar por qué estas celdas de batería presentan un desafío tan grande para la seguridad contra incendios moderna.

El I-Team de NBC Nueva York se asoció con Telemundo 47 Investiga para brindarles a los televidentes una vista cercana y personal de cómo progresa el incendio de una batería de iones de litio, minuto a minuto. Con la ayuda de VTEC Laboratories en el Bronx, perforamos un paquete de baterías de e-scooter dentro de una sala a prueba de incendios equipada con varias cámaras.

Las grabaciones de la demostración muestran cómo comprometer una sola celda de batería dentro del paquete conduce a una reacción en cadena llamada "fuga térmica". Esencialmente, cuando una celda de la batería se quema, el inmenso calor se transfiere a la siguiente celda, lo que hace que se incendie. Ese calor luego se transfiere a la siguiente celda, y así sucesivamente.

"La fuga térmica es que la batería entra en ignición y combustión y continúa en este proceso hasta que agota toda su energía", dijo Neil Schultz, director ejecutivo de VTEC Laboratories. "Durante ese período de tiempo, emite una gran cantidad de calor y alta temperatura y es una buena fuente de ignición para otros objetos a su alrededor o en contacto con él".

La demostración en video también reveló por qué los incendios de las baterías de iones de litio pueden ser tan engañosos.

Después de perforar la primera celda de la batería en el paquete, hubo una columna inicial de humo en la habitación, pero después de unos cuatro minutos, el humo se había disipado en su mayor parte y no había llamas visibles. Un ojo inexperto podría haber concluido que el fuego se había extinguido. Pero el paquete de baterías aún se estaba calentando, y después de unos cinco minutos, la siguiente celda de la batería estalló, encendiendo el fuego nuevamente y, a su vez, incendiando el cartón cercano.

A partir de ese momento, tomó cada vez menos tiempo para que cada celda sucesiva de la batería se sobrecalentara y se incendiara.

Aproximadamente 11 minutos después de la demostración, la cascada de celdas sobrecalentadas condujo a una explosión final tan violenta que rompió el equipo utilizado para sujetar el paquete de baterías.

El concepto de perforar celdas de batería para modelar lo que sucede en un incendio de batería de iones de litio no es nuevo. En 2020, el Departamento de Transporte de EE. UU. patrocinó una investigación que utilizó la prueba de perforación para determinar si cubrir las celdas de la batería con un material esponjoso ligeramente húmedo podría suprimir las llamas. El Dr. James Quintiere, investigador principal del estudio y experto en ingeniería de protección contra incendios de la Universidad de Maryland, dijo que la prueba fue exitosa.

"El agua en la esponja comienza a hervir en la superficie de la batería y luego la enfría y sofoca la reacción de la pista dentro de la batería", dijo Quintiere.

Es importante enfatizar que, tanto en el experimento de Quintiere como en la demostración de I-Team/Investiga, las celdas de la batería se dañaron intencionalmente y no se incendiaron por sí solas. Pero no es difícil imaginar que un porcentaje de las baterías de bicicletas eléctricas o scooters eléctricos se golpeen o rompan en las concurridas calles de la ciudad, lo que aumenta el riesgo de incendio.

Según la Oficina del Alcalde de Nueva York, las baterías de las bicicletas eléctricas y los patinetes eléctricos causaron 220 incendios en 2022, frente a solo 44 incendios en 2020. En los dos primeros meses de este año, los incendios de baterías de iones de litio ya habían cobrado dos vidas y causado 40 heridos.

Un grupo llamado Los Deliveristas Unidos ahora está presionando a la ciudad de Nueva York para que implemente un nuevo salario mínimo para los trabajadores de reparto, muchos de los cuales dependen de las bicicletas eléctricas, en parte porque mayores ingresos les permitirían comprar paquetes de baterías certificados, que tienden a ser más seguros pero también más caro.

"Muchos repartidores podrían invertir en baterías más seguras si realmente se les pagara un salario decente", dijo Ligia Guallpa, directora de Workers Justice Project, una organización sin fines de lucro de Brooklyn que aboga por trabajadores de bajos salarios, en su mayoría inmigrantes.

Los expertos en incendios a menudo han expresado su preocupación de que la mayoría de los incendios de baterías de iones de litio comienzan con adaptadores de carga más baratos del mercado de accesorios y piezas de repuesto no certificadas.

George Kerchner, vocero de PRBA, la Asociación de Baterías Recargables, un grupo comercial que representa a muchos proveedores y fabricantes de baterías de iones de litio, dijo que las baterías del mercado de repuestos no deben confundirse con las baterías de marca que se combinaron cuidadosamente con adaptadores de carga y se sometieron a pruebas y Certificación.

"Es importante reconocer que muchos estándares (p. ej., UL) adoptan un 'enfoque de sistemas' para la seguridad que obliga a probar la batería, el cargador y el dispositivo", dijo Kerchner. "Las baterías del mercado de accesorios de baja calidad, las baterías falsificadas y 'imitadas' y los cargadores fuera de especificación son un problema importante para ciertas aplicaciones".

Kerchner dijo que no cree que exigir que todas las baterías se envíen con cubiertas a prueba de fuego, como el material de esponja, por ejemplo, sería realista. Pero dijo que los actores de la industria de las baterías de iones de litio han estado realizando una investigación exhaustiva sobre las formas de mitigar el riesgo de incendio y las empresas esperan nuevas regulaciones de seguridad contra incendios a nivel federal, estatal y municipal.

En la ciudad de Nueva York, el alcalde Eric Adams firmó recientemente un paquete de legislación que regula las baterías de iones de litio. A nivel federal, el representante Ritchie Torres (D-Bronx), el senador Chuck Schumer (D-Nueva York) y la senadora Kristen Gillibrand (D-Nueva York) presentaron recientemente una legislación que crearía estándares a nivel nacional para la prueba y certificación de baterías para e-bike y e-scooter.

“La velocidad y la escala de estos incendios, de estas explosiones, es asombrosa”, dijo Torres. "A nivel federal, el escándalo no es que estemos fallando en regular la seguridad de estas baterías. El escándalo es que ni siquiera lo estamos intentando".