Una de cada cuatro baterías de iones de litio usadas para almacenar energía solar y eólica, corren un serio riesgo de incendiarse. Las causas son problemas en la fabricación e instalación.
Según un informe de la firma estadounidense Clean Energy Associates (CEA), una cuarta parte de las baterías a gran escala tienen riesgos de incendiarse a causa der defectos de fabricación en los componentes. Las auditorías realizadas durante seis años por la empresa con sede en Denver (Estados Unidos) y en Shanghai (China) hallaron que el 26% de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (conocidos como BESS por las siglas en inglés) tienen problemas de calidad. Los fallos incluyen a los botones de cancelación de alarma contra incendios, y a los sensores de humo y temperatura que no están conectados correctamente.
Alrededor del 18% de las unidades relevados por la firma tenían defectos en sus sistemas de gestión térmica, debido a piezas que no se instalaron correctamente. El informe consigna que se hicieron 320 inspecciones en 52 fábricas en EEUU, China, India, Vietnam y Corea del Sur, y se encontraron 1.300 problemas de fabricación en unos 30 gigavatios hora (GWh) de proyectos de almacenamiento de energía en baterías de litio. Auditaron el 64% de los fabricantes de células BESS.
Claramente la fuga térmica representa un riesgo significativo para la industria del almacenamiento de energía. Y, aunque “sólo“ una cuarta parte de todos los problemas se hallaron en cuestiones de fabricación de celdas (la mitad ocurre cuando la batería se instala y se prueba en el sitio), Clean Energy Associates concluyó que los defectos en esa etapa de un proyecto de baterías son el mayor riesgo, porque las celdas son los componentes básicos.
Porqué los incendios
Las baterías de iones de litio almacenan energía y la liberan a través de reacciones electroquímicas. Tienen un cátodo y un ánodo junto a un electrolito líquido y un separador. Este último es uno de los componentes clave para que no haya cortocircuitos. Sin embargo, en ocasiones se daña por una partícula extraña o un daño mecánico y no aísla correctamente el ánodo del cátodo. Entonces es cuando se produce el calentamiento que puede llegar a un incendio. Precisamente por eso, en los últimos años, principalmente en el sector de las baterías para automóviles eléctricos, los fabricantes añaden a las baterías níquel para aumentar la seguridad.
Desde 2016, las baterías de iones de litio están prohibidas en las bodegas de los aviones. Esta medida se basó en una evidencia defendida por múltiples estudios: las baterías pueden ser un peligro por su tendencia a sobrecalentarse y provocar incendios, pudiendo llegar a generar pequeñas explosiones por los vapores desprendidos. Pero las preocupaciones por los riesgos de incendio de las baterías se profundizaron a partir del incendio en una instalación australiana de baterías “Victorian Big Battery” en 2021. El caso es emblemático. Tenía 212 mega packs Tesla que guardaban 300 MW. Para apagarlo tardaron cuatro días, 30 camiones de bomberos y 150 bomberos. Una importante enseñanza que dejó ese siniestro: una vez que empieza el incendio, es muy difícil controlarlo.
Caso paradigmático
En septiembre pasado, otra batería de Tesla en Australia apodada "Big Bessie" tuvo un siniestro similar, aunque en ese caso una investigación posterior identificó un problema en la red como la causa. Unos años antes, en Estados Unidos, explotó un sistema de baterías de iones de litio que hospitalizó a cuatro bomberos. Una serie más reciente de incendios de baterías en Nueva York provocó la creación de un grupo de trabajo especial para su seguridad. La proliferación de conjuntos de baterías gigantes llevó a un desarrollador de sistemas de almacenamiento de energía de iones de litio a advertir recientemente a la publicación especializada Recharge que el número de incendios aumentará “exponencialmente”: "obviamente, cuantos más sistemas haya, mayor será la probabilidad de que ocurran incidentes adicionales", reflexionó Chris Groves, gerente de producto de la firma finlandesa de almacenamiento de baterías Wärtsilä Energy. "No es un sí. Es solo un cuándo".
La auditoría determinó que existen estrictos requisitos de precisión y seguridad en los procesos de fabricación de celdas altamente automatizados. Sin embargo, esta categoría sigue representando el 30% de los problemas de calidad, debido a los largos procesos de producción y a los requisitos de mayor precisión. Los hallazgos sobre la calidad de las celdas se dividieron de manera bastante equitativa entre la fabricación de electrodos, atribuida a un análisis inadecuado del sistema de medición y el control del proceso, y el acabado y ensamblaje de las celdas, donde se culpó a la ejecución incorrecta del proceso y el control de calidad.
Cuidados con la instalación
Pero hay más. Una mitad de todos los defectos se produjeron durante la instalación, un proceso manual, con procesos de control de calidad menos estrictos, dice el informe. Estos incluyen problemas de equilibrio de una planta, como fugas de refrigerante líquido debido a placas de brida deformadas, válvulas defectuosas y mal funcionamiento de sensores de temperatura, humo y gas, alarmas audibles y visuales debido a un cableado interno incorrecto; errores cometidos durante la instalación de cerramientos; y pruebas de rendimiento que registraron la mayor cantidad de incidentes críticos y mayores.
Los defectos durante la fabricación de módulos representan el 23% de los problemas encontrados durante las auditorías lo que, según el informe, se debe a líneas de producción menos automatizadas que permiten la imprecisión cómo se maneja el material y a una peor calidad de las soldaduras.
Las baterías mal fabricadas para bicicletas y patinetas eléctricas (prohibidas en los transportes públicos de todo el mundo por los riesgos de incendiarse) ocurren con una alta frecuencia. Pero el enemigo público número uno en términos de riesgo de incendios está relacionado con baterías para el uso de grandes escalas de energía. Los incendios suelen ser causados por una fabricación o controles deficientes, o por altas temperaturas en las baterías. Sin embargo, está dando lugar a un campo floreciente para la investigación científica sobre baterías que no son tan inflamables, incluidas las baterías de flujo, los derivados de LFP e incluso las llamadas baterías de sodio o “agua”.
