Por qué explotan las baterías de litio

Las explosiones de batería son muy raras, pero pueden ser muy peligrosas

Las baterías de iones de litio están en cualquier tipo de tecnología en estos días, desde su celular y laptop hasta aviones y vehículos eléctricos. Pero un recambio voluntario de unos 2.5 millones de Samsung Galaxy Note 7 luego de reportes de explosiones de batería está aumentando las preocupaciones sobre su seguridad.

La semana pasada la Autoridad de Aviación Federal de Estados Unidos advirtió a los pasajeros no prender o cargar sus dispositivos durante los vuelos, o incluso ponerlos en las valijas de mano. Algunas aerolíneas internacionales pusieron restricciones similares a viajar con el smartphone. Y la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor de Estados Unidos aconsejó a los consumidores "dejar de cargar o usar el dispositivo".

Esto es lo que precisa saber sobre las baterías que probablemente están en muchos de sus dispositivos, y por qué a veces se prenden fuego.

¿Qué son las baterías de iones de litio y por qué son tan populares?

Las baterías de iones de litio son un poco diferentes de las básicas pilas AA que dan energía al control remoto de su televisión. Son recargables, normalmente construidas directamente en los dispositivos, y dependen del químico litio como su principal combustible.

Las baterías de iones de litio son especialmente populares en dispositivos como laptops o teléfonos porque almacenan energía súper eficientemente y son lentas para perder la carga.

"Se obtiene un gran impulso en relación con las tecnologías más antiguas que eran del mismo tamaño, a menudo de dos a cuatro veces la tensión", explicó Stephen Hackney, profesor de ciencia de los materiales e ingeniería en la Universidad de Michigan Tech.

¿Cómo funcionan?

Al igual que casi todas las baterías, las baterías de iones de litio trabajan mediante el almacenamiento de la energía y su liberación a través de reacciones químicas controladas. Una batería de iones de litio tiene dos electrodos -lugares donde la electricidad puede entrar o salir de la batería- en lados opuestos. Un electrodo, llamado ánodo, se llena con iones con carga negativa. El otro electrodo, llamado cátodo, contiene iones de carga positiva y de litio. Se puede pensar en el ánodo y los cátodos como los signos más y menos que a menudo se ven en las baterías.

Cuando se utiliza una batería, el litio se mueve del cátodo al ánodo, y cuando se carga el litio se mueve de nuevo hacia el cátodo. Hay un separador interior que previene que el ánodo y el cátodo se toquen, porque eso puede provocar accidentes como incendios y explosiones.

¿Qué puede causar las explosiones?

La razón que puede hacer que entre tanto poder en las baterías de iones de litio es que el litio, básicamente, "quiere reaccionar a casi cualquier cosa", lo que puede conducir a resultados explosivos, dijo Hackney.

Pero una de las razones más comunes por las que las baterías pueden explotar es debido a errores en el proceso de carga, dijo. Dentro de los dispositivos que dependen de las baterías hay un software que les dice exactamente la cantidad de las baterías deben ser cargadas y qué tan rápido. Si esos protocolos no están configurados correctamente, se pueden desestabilizar algunos productos químicos dentro de la batería y causar una reacción en cadena que los investigadores llaman una "fuga térmica", que puede dar lugar a incendios o explosiones.

El sobrecalentamiento también puede causar explosiones, por lo cual probablemente aparezca una alerta en su teléfono sobre la necesidad de enfriarse cuando calienta demasiado.

Otra razón podría ser la fabricación de mala calidad o tratamiento tosco por parte del usuario. Si los materiales no deseados, como trozos de metal, accidentalmente terminan dentro de la batería cuando está siendo armada, se puede cortar una célula de la batería y provocar una fuga térmica. También podría suceder al caer el dispositivo si el impacto produce una interrupción en el separador entre el ánodo y el cátodo.

¿Con qué frecuencia se produce este tipo de problemas?

La buena noticia, según Hackney, es que son bastante poco comunes, especialmente entre los dispositivos de gama alta, cuando los fabricantes mantienen una estricta vigilancia sobre la calidad de la producción.

Pero ha habido muchos casos mediáticos. Por ejemplo, en 2006 Dell retiró más de 4 millones de paquetes de baterías portátiles por problemas de combustión. En 2013, el avión Boeing 787 Dreamliner tuvo que aterrizar después de informes de incendios relacionados con las baterías de iones de litio utilizadas. Y medio millón de hoverboards, uno de los regalos más populares de la última temporada de fiestas, fueron retirados del mercado debido a las explosiones de la batería de iones de litio.

¿Están los reguladores investigando estas baterías?

El gobierno y las organizaciones internacionales ya regulan las baterías de iones de litio de muchas maneras, lo cual es probablemente una de las razones por las que no vemos más explosiones. Por ejemplo, el Departamento de Transporte de Estados Unidos tiene reglas para la forma de transportar con seguridad las baterías.

Otras regulaciones de Estados Unidos también requieren que las baterías que terminan en los bienes de consumo pasen por varias pruebas de seguridad, y la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor ha supervisado una gran cantidad de retiros del mercado que involucran productos con baterías de iones de litio consideradas peligrosas. La agencia está trabajando con Samsung formalmente con el retiro del Galaxy Note 7 del mercado en los Estados Unidos.
Fuente: Andrea Peterson, The Washington Post

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