Por qu¨¦ las bater¨ªas han empezado a incendiarse con tanta frecuencia

Hemos confiado nuestras vida a las bater¨ªas de toda clase de cosas, desde los tel¨¦fonos m¨®viles y los coches a las linternas, pero ¨²ltimamente la fe en la tecnolog¨ªa se ha debilitado. En las ¨²ltimas semanas, muchos pasajeros de aviones han tenido que entregar sus tel¨¦fonos Galaxy Note 7 porque se considera que sus bater¨ªas pueden provocar incendios, mientras que las que se llevaron a la bodega han retrasado el vuelo y asustado a los viajeros.

Se supon¨ªa que estas bater¨ªas eran el remedio a un dise?o anterior, del cual se retiraron dos millones y medio de unidades en septiembre al juzgar igualmente que entra?aban peligro de incendio. Otras bater¨ªas de m¨®viles tambi¨¦n han resultado tener tendencia a inflamarse.

Mientras tanto, hace algunos meses, las l¨ªneas a¨¦reas prohibieron los aeropatines, otra vez porque se declar¨® que sus bater¨ªas eran f¨¢cilmente inflamables. A esto se a?ade que estamos registrando cientos de percances con bater¨ªas que se inflaman en los coches el¨¦ctricos, especialmente en China. ?Cu¨¢l es la causa de todos estos problemas?

La llegada del litio

El litio es un elemento met¨¢lico ligero menos t¨®xico que los materiales que se utilizaban anteriormente, como el cadmio o el plomo

La historia empieza a principios de la d¨¦cada de 1990 con la llegada de las bater¨ªas de iones de litio como un componente corriente de los tel¨¦fonos m¨®viles y otros aparatos. El litio es un elemento met¨¢lico ligero menos t¨®xico que los materiales que se utilizaban anteriormente, como el cadmio o el plomo. A diferencia de las antiguas pilas de ¡°usar y tirar¡±, las de litio normalmente se pueden recargar miles de veces.

La otra ingeniosa innovaci¨®n de las bater¨ªas de iones de litio consiste en el detallado dise?o estructural compacto a base de capas. Estas optimizan los itinerarios t¨¦rmicos y el control del sistema de alimentaci¨®n adjunto, dirigido por un software, que (normalmente) evita que el acumulador se sobrecargue o se sobredescargue.

La densidad de energ¨ªa que pueden alcanzar las bater¨ªas ha pasado de 100 a 270 vatios hora por kilo

Desde mediados de la d¨¦cada de 1990, estos dise?os se han ido refinando cada vez m¨¢s gracias a las inversiones sin l¨ªmite en esta tecnolog¨ªa. La densidad de energ¨ªa que pueden alcanzar las bater¨ªas ha pasado de 100 a 270 vatios hora por kilo, lo que significa que se puede tener mucha m¨¢s energ¨ªa en mucho menos espacio. Como es l¨®gico, esto ha sido crucial para el avance de los nuevos aparatos electr¨®nicos de consumo, en los que el tama?o y el peso de los dispositivos son argumentos comerciales determinantes.

Pero, a m¨¢s energ¨ªa, m¨¢s calor, y cuando los componentes se calientan dentro de la bater¨ªa, aumenta la importancia de la carcasa y el espacio f¨ªsico para la expansi¨®n. La carrera por producir aparatos cada vez mejores y hacerse con la cuota de mercado de los rivales ha exigido much¨ªsima manufacturaci¨®n. Al parecer, en el proceso no se ha prestado suficiente atenci¨®n a este asunto del calentamiento, y est¨¢n apareciendo nuevos productos que no se han sometido a periodos de prueba suficientes.

La carrera por producir aparatos cada vez mejores y hacerse con la cuota de mercado de los rivales ha exigido much¨ªsima manufacturaci¨®n

El resultado han sido bater¨ªas en las que la fricci¨®n repentina o el calor externo puede originar una explosi¨®n espont¨¢nea, lo cual no solo produce da?os a la propia bater¨ªa, sino que a veces tambi¨¦n prende fuego a lo que hay a su alrededor. Empezamos a detectar estos problemas hace alrededor de una d¨¦cada, pero ahora se han vuelto m¨¢s frecuentes, evidentemente con resultados que pueden ser desastrosos para las empresas en cuesti¨®n.

Desde el punto de vista del consumidor, hay un par de respuestas posibles: aceptar bater¨ªas de vida m¨¢s breve y recargar el aparato m¨¢s a menudo, o asumir mi principio de ser de los ¨²ltimos en adoptar las tecnolog¨ªas de vanguardia. Al fin y el cabo, en nuestros d¨ªas, ser de los ¨²ltimos solo significa esperar unos seis meses.

A prueba de futuro

Cabe preguntarse si hay m¨¢s peligros al acecho. Por desgracia, la respuesta es s¨ª. El apetito de inversiones en bater¨ªas est¨¢ generando toda una gama de aparatos para uso a gran escala, como los parques de bater¨ªas destinados a futuras zonas residenciales y a lo que en ocasiones se denomina ciudades inteligentes y resilientes. Estos parques servir¨ªan para facilitar el suministro el¨¦ctrico, ofrecer almacenamiento de emergencia y acumular energ¨ªa de fuentes como las granjas e¨®licas que no pueden producir ininterrumpidamente.

El resultado han sido bater¨ªas en las que la fricci¨®n repentina o el calor externo puede originar una explosi¨®n espont¨¢nea

La idea es excelente. En Estados Unidos y en Europa ya se est¨¢n utilizando varios sistemas que emplean bater¨ªas de flujo que contienen litio o vanadio para abastecer de energ¨ªa a zonas residenciales. Por ejemplo, la peque?a ciudad de Braderup, en el norte de Alemania, tiene un sistema que produce dos megavatios de potencia y puede acumular dos megavatios hora, m¨¢s o menoslo que genera en tres horas una turbina e¨®lica costera media, por poner un ejemplo. En el estado de Washington, en Estados Unidos, se utiliza el sistema de la foto para abastecer de energ¨ªa a laboratorios.

China ha sido un actor l¨ªder en el sector. Seg¨²n la informaci¨®n disponible, la actual planta experimental de Zhangbei, una ciudad cercana a Pek¨ªn, est¨¢ probando sistemas a 14 megavatios y acaba de anunciar que proyecta crear una ¨²nica instalaci¨®n de acumulaci¨®n de 500 megavatios hora con la intenci¨®n de distribuir 65 gigavatios de potencia a lo largo y ancho de China de aqu¨ª a 2020, una cantidad posiblemente suficiente para abastecer a 50 millones de hogares.

El apetito de inversiones en bater¨ªas est¨¢ generando toda una gama de aparatos para uso a gran escala

El problema es que la simple intensidad y la escala de energ¨ªa en esa clase de parques entra?a un riesgo potencial grave de explosi¨®n e incendio. Si queremos evitar estas consecuencias, los dise?adores tendr¨¢n que aprender las lecciones de las bater¨ªas m¨¢s peque?as. Ser¨¢ esencial prestar la m¨¢xima atenci¨®n a la seguridad y llevar a cabo las pruebas correctas.

Aparte de estos riesgos, no debemos olvidar que las bater¨ªas consumen gran cantidad de recursos. Tampoco se suele hablar del alto coste de su reutilizaci¨®n y reciclado. En definitiva, el aut¨¦ntico reto y la aut¨¦ntica oportunidad consisten en intentar acumular energ¨ªa sin utilizar bater¨ªas. Esto, sin embargo, es otra historia muy diferente.

Richard Andrew Williams es director y vicerrector de la Universidad Heriot-Watt.

Cl¨¢usula de divulgaci¨®n: Richard Andrew Williams no trabaja para ninguna empresa u organizaci¨®n que pueda beneficiarse de este art¨ªculo, no las asesora, no posee acciones en ellas ni recibe financiaci¨®n. Tampoco declara otras vinculaciones relevantes aparte del cargo acad¨¦mico mencionado m¨¢s arriba.

Este art¨ªculo fue publicado originalmente en ingl¨¦s en la web The Conversation.

Traducci¨®n de News Clips.