¿Son realmente seguras las baterías de los vehículos eléctricos?

Jimena de la Vega, IMDEA MATERIALES

La controversia sobre la seguridad de las baterías de los vehículos eléctricos no termina de resolverse. A raíz de la explosión de las baterías de un patinete en el Metro de Madrid en octubre de 2023, tanto el Consorcio Regional de Transportes como Renfe prohibieron el acceso de estos vehículos en los trenes y autobuses. No es el único caso, y esto ha generado preocupación entre los ciudadanos.

¿Podemos estar seguros de que las baterías de los coches eléctricos no sufrirán estos mismos problemas?

El reto de la seguridad y el riesgo de fuga térmica

Es importante aclarar que las baterías de cualquier dispositivo electrónico, incluidos los vehículos eléctricos, son, en términos generales, tecnologías muy seguras. En todo caso, han tenido que someterse a estrictos estándares de uso antes de salir al mercado.

Los incidentes recientes con patinetes eléctricos, en su mayoría, se deben a que los usuarios ha realizado prácticas inadecuadas: el uso de cargadores no certificados o el empleo de baterías que ya estaban dañadas.

Sin embargo, las baterías de los vehículos eléctricos siguen siendo uno de sus componentes más vulnerables. Los fallos en ellas pueden desencadenar incendios debido a fenómenos como el sobrecalentamiento, cortocircuitos, sobrecargas o que tengan daños físicos.

La fuga térmica

Estos incidentes pueden provocar lo que se conoce como una “fuga térmica”, una situación en la que el calor dentro de la batería se dispara, generando una combustión interna descontrolada y la expulsión de partículas incendiarias.

Este proceso es uno de los mayores riesgos de seguridad de estos dispositivos. Durante la fuga térmica, la energía eléctrica y química almacenada en la batería se libera rápidamente, lo que provoca un aumento dramático de la temperatura interna.

A su vez, la descomposición de los electrolitos y materiales activos genera gases tóxicos y un incremento significativo de la presión interna.

Cómo prevenir explosiones

Para prevenir explosiones, las baterías están equipadas con válvulas a prueba de explosiones diseñadas para liberar el exceso de presión. Sin embargo, cuando estas válvulas se activan, se expulsan gases a alta temperatura, llamas y partículas, lo que crea nuevos peligros.

Las llamas y partículas expulsadas pueden erosionar la carcasa de la batería, lo que debilita su estructura protectora. Si la carcasa se ve comprometida, los gases tóxicos, las llamas y las partículas a alta temperatura pueden infiltrarse en la cabina del vehículo, empeorando significativamente la situación.

Por eso, mejorar la resistencia de la carcasa a la combustión y la abrasión de las partículas es clave para mejorar la seguridad de los vehículos eléctricos.

Superando las limitaciones de los ensayos

La seguridad de las baterías se puede abordar desde dos perspectivas: la externa e interna. Desde el punto de vista externo, se trata de proteger la carcasa con materiales resistentes al fuego que cumplan con funciones mecánicas. Tradicionalmente, los ensayos suelen estar enfocados en evaluar los daños provocados por la exposición directa a las llamas de los materiales de la carcasa.

Sin embargo, estas pruebas no consideran los efectos del impacto de las partículas expulsadas. Por eso, los investigadores necesitan equipos más avanzados para replicar esas condiciones extremas de manera precisa.

Poner a prueba los materiales de las carcasas

En este contexto, a través del Prof. Dr. De-Yi Wang, Profesor Investigador y Jefe de la División de Nuevos Materiales en el Instituto IMDEA, y sus colaboradores, se ha diseñado un nuevo equipo capaz de evaluar la seguridad contra incendios de los materiales utilizados en las baterías, específicamente en la simulación de escenarios de fuga térmica.

Este equipo de ensayo, único en España y uno de los pocos en toda Europa, se utiliza para realizar evaluaciones rigurosas de los materiales más comunes en las carcasas de las baterías de vehículos eléctricos, como el aluminio, el acero, los polímeros, los materiales compuestos, etcétera.

Al simular un aumento descontrolado de temperatura y presión, permite a los investigadores analizar los efectos de estos factores sobre los materiales y, en última instancia, optimizar el diseño de las carcasas para minimizar los riesgos de incendios.

Avances en los recubrimientos resistentes al fuego

Además de probar las carcasas de las baterías, también podemos avanzar en el desarrollo de materiales innovadores para recubrimientos resistentes al fuego.

Estos recubrimientos deben resistir las altas temperaturas y presiones generadas por una fuga térmica, al mismo tiempo que soportan el impacto de las partículas expulsadas durante la combustión.

El desafío se complica aún más debido a las limitaciones de espacio dentro de las baterías de los vehículos eléctricos, lo que requiere el desarrollo de recubrimientos finos y ligeros que mantengan sus propiedades protectoras sin aumentar el volumen de esos dispositivos.

A medida que avanzan los diseños de las baterías, como las de tipo estructural o sin módulos, se requieren soluciones aún más sofisticadas y compactas. La demanda de recubrimientos que puedan ofrecer una protección eficiente sin expandirse excesivamente está creciendo, y este dispositivo será clave para desarrollar estos nuevos materiales.

El futuro de la seguridad en vehículos eléctricos

El trabajo realizado por IMDEA Materiales tiene un impacto directo en la seguridad de los vehículos eléctricos y establece un precedente para futuras investigaciones en otros sectores industriales.

Replicar condiciones extremas de combustión y analizar tanto las llamas como las partículas permite un enfoque más completo y preciso que los métodos tradicionales.

El objetivo final es avanzar en la creación de vehículos eléctricos más seguros, que puedan responder de manera eficiente a las situaciones de riesgo, cumpliendo con los estándares actuales y preparándose para las exigencias del futuro.

Jimena de la Vega, Investigadora y Técnico de Laboratorio de Síntesis Química, IMDEA MATERIALES

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

The post ¿Son realmente seguras las baterías de los vehículos eléctricos? first appeared on Viajes, opinión, cultura y curiosidades.