Baterías de litio

Baterías de Litio y su transporte aéreo.

IQI José Romualdo Bello Villalobos Instructor DGM México   Octubre 2,2020

Recientemente conocimos esta noticia de un incidente en una aeronave que, aparentemente, involucraba el transporte de baterías de litio:

https://a21.com.mx/aerolineas/2020/07/22/avion-de-ethiopian-airlines-se-incendia

Avión de Ethiopian Airlines se incendia

Redacción A21 / Miércoles, 22 Julio 2020 – 12:08

NO SE REPORTARON VÍCTIMAS

Un avión Boeing B777F de Ethiopian Airlines comenzó a incendiarse mientras estaba estacionado en el Aeropuerto Internacional de Shanghái-Pudong, en China.

De acuerdo con medios locales, el incendio se originó en la parte de carga, pero se extendió al fuselaje de la aeronave.

La aeronave, con matrícula ET-ARH, tiene cinco años de edad. Provenía de Bruselas y estaba estacionada en Shanghái, antes de despegar con destino a São Paulo, Brasil.

De acuerdo con otros medios, el incendio se pudo haber ocasionado debido a la presencia de baterías de litio.

No se reportó ninguna víctima ni ningún lesionado como resultado de este accidente.

Este incidente se viene a sumar a las estadísticas acerca de eventos ocurridos en aeronaves y aeropuertos relacionados con el transporte aéreo de baterías de litio (a nivel mundial), recopilados desde 1991 hasta agosto de 2018 por la Autoridad Aeronáutica de Estados Unidos (FAA), que indican que, hasta esa fecha, se habían presentado un total de 225 en los que se incluye fuego, calor extremo, humo y explosiones tanto en aeronaves como en aeropuertos sin contar los no comprobados por falta de evidencias y los que no han sido reportados. Según esta lista, en los años 2016, 2017 y 2018, hubo un aumento significativo de estos casos. 

Entre los casos más relevantes se encuentran los siguientes:

– En 2010, un Boeing 747 de carga operado por la empresa UPS se incendió y se estrelló en una zona deshabitada de Dubai. Los dos tripulantes murieron.

Posteriormente, la Agencia Federal de Aviación de EE.UU. resaltó el hecho de que el avión transportaba una gran cantidad de estas baterías.

-En el 2011, un avión de Asiana Airlines que llevaba unos 400 kilogramos del producto se estrelló en el estrecho de Corea, matando a los miembros de la tripulación.

No se estableció la causa del accidente, pero la Organización Internacional para la Aviación Civil recomendó, al respecto, nuevas medidas de seguridad para el transporte de baterías de litio.

-En Reino Unido, también fueron vinculadas, en un informe oficial, a un incidente que ocurrió en el aeropuerto de Heathrow en 2013.

– Adicionalmente, también se tiene un alto registro de incidentes por parte de los pasajeros y la tripulación.

Esto nos lleva a preguntarnos,

¿Qué son las baterías de litio y porqué son peligrosas durante su transporte?

En la actualidad, las baterías de litio son los tipos de acumulador de energía más extendido en el mundo, y se utilizan en una enorme diversidad de implementaciones, incluyendo smartphones, notebooks, tablets y muchos otros dispositivos que requieren una batería confiable y con un gran rendimiento.

Dentro de esta categoría, las baterías de iones de litio (en lo que sigue ion-litio) son, sin lugar a dudas, un dispositivo que recibe elevadas inversiones en I+D con objeto de aumentar su duración, reducir su peso y rebajar su precio. Los grandes fabricantes de teléfonos móviles y las compañías fabricantes de vehículos eléctricos, están invirtiendo fuertes sumas de dinero en el desarrollo de la siguiente generación de baterías de ion-litio de altas prestaciones.

Las baterías de litio se dividen en baterías de metal de litio y baterías de ion litio; las primeras son normalmente no recargables y usan el metal de litio como ánodo mientras que las de ion-litio son recargables y usan grafito como ánodo.

Metal litio                      

Ion-litio 

Las baterías de metal de litio se consideran más peligrosas que las de ion-litio ya que son más potentes y, a su vez inestables, pues contienen más concentración de litio. De acuerdo con la página web Battery University.com, “Una gran cantidad de baterías recargables de metal de litio enviadas a Japón se retiraron en 1991 después de que se liberaran gases de una batería de un teléfono móvil causándole quemaduras a la cara de un hombre.” Aproximadamente desde esa fecha se comenzaron a realizar investigaciones al respecto y la industria de las baterías se decidió por fabricar baterías de ion litio, siendo Sony el primero en comercializarlas. 

Las baterías de litio tienen 2 electrodos (un cátodo y un ánodo) y un separador. Cuando los componentes químicos de los 2 electrodos se juntan, reaccionan generando energía. Al momento de la carga o descarga de una batería, los electrones se trasladan de un lado al otro. El separador evita que los componentes químicos se mantengan en contacto continuo, ya que, de mantenerse unidos, puede recalentarse y causar una fuga de gases inflamables. 

Funcionamiento de una batería de litio. 

Fuente: https://batteryuniversity.com. 

La incorrecta manipulación (golpes), recalentamiento, fallas de fábrica o una carga inadecuada de las baterías puede hacer que el separador se desgaste y los componentes reaccionen entre sí, se genere una fuga de gases y, por consiguiente, un incendio o explosión. 

Riesgos del transporte de baterías de litio por vía aérea 

Las baterías de litio han sido un gran avance tecnológico que cada vez se utiliza más y más; sin embargo, con el pasar de los años se ha demostrado que pueden ser peligrosas si se utilizan de manera incorrecta o si reaccionan a ciertos factores del ambiente que los rodean, como la temperatura y la presión. 

En el año 2015, la FAA realizó varias pruebas con baterías de litio y en el 2016 publicó la circular SAFO 16001 en la que da a conocer los resultados de los experimentos (FAA, 2016): 

– “La ignición de los gases expulsados por las baterías de litio en caso de fuego podría provocar una explosión catastrófica. 

– El diseño actual del sistema de supresión de incendios de un compartimiento de carga clase C en aviones de pasajeros es incapaz de prevenir tal explosión. 

– La expulsión de los gases produciría un exceso de presión en los compartimientos del avión, haciendo que el humo y los gases lleguen a otras zonas de la aeronave. 

– El número de celdas necesarias para producir esta condición es pequeño y puede ocurrir con unos pocos paquetes.” 

Procedimientos y controles de la industria relacionados al transporte de baterías de litio 

 Dado que la industria de la aviación ha identificado que el transporte de baterías de litio por vía aérea es uno de los riesgos emergentes y más peligrosos de los últimos años, comenzando por el transporte de pasajeros, OACI prohibió en 2016 el transporte de baterías de litio como equipaje facturado en aviones de pasajeros después de las pruebas realizadas por la FAA en el 2015 junto con Airbus y Boeing, los cuales arrojaron los resultados antes mencionados. Actualmente en aviones de pasajeros las baterías sueltas, equipos electrónicos como celulares y computadores portátiles que contengan baterías de litio deben llevarse como equipaje de mano, de esta manera en caso de explosión o incendio estarán a la vista de la tripulación que cuenta con equipo de extinción de incendios para estos casos. 

Con respecto al transporte de carga, se debe tener en cuenta que tal vez lo que más influye en la ocurrencia de este tipo de accidentes o incidentes, es el hecho de que muchas de las baterías viajan ocultas o sin declarar, es decir, no son notificadas al piloto y en caso de que estas fallen y generen un incendio o explosión, la tripulación no podría reaccionar debidamente. 

Bajo estas consideraciones, la Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA) ha emitido documentos para orientar acerca de las recomendaciones para el transporte seguro de las Pilas y Baterías de Litio, los cuales están disponibles en:

https://www.iata.org/en/programs/cargo/dgr/lithium-batteries/

Sin embargo, para el transporte aéreo, debemos cumplir con los requisitos establecidos en la Reglamentación de Mercancías Peligrosas (DGR) vigente, las cuales revisaremos en nuestro próximo post.

Referencias

1.- https://tecnologia-facil.com/que-es/bateria-de-litio/

2.-Transporte aéreo de baterías de litio desde la perspectiva de seguridad operacional

Lina Fernanda Rico Rodríguez

Universidad Militar “Nueva Granada”

Facultad Ciencias Económicas

Especialización Administración Aeronáutica Aeroespacial

Bogotá, Colombia 2018

3.- https://batteryuniversity.com/learn/article/safety_concerns_with_li_ion