Las inundaciones de agua salada son una grave amenaza de incendio para los vehículos eléctricos y otros dispositivos con baterías

Inundaciones provocadas por los huracanes Helene y Milton miles de millones de dólares en daños en todo el sudeste en septiembre y octubre de 2024, derribando edificios de sus cimientos y socavando carreteras y puentes.También provocó decenas de vehículos eléctricos y otros objetos que funcionan con baterías, como scooters y carritos de golf, puedan incendiarse.

Según un recuento, 11 coches eléctricos y 48 baterías de iones de litio se incendiaron tras exponerse a agua salada de la inundación de Helene.En algunos casos, estos incendios extenderse a los hogares.

Cuando una batería de iones de litio estalla en llamas, Libera vapores tóxicos y arde violentamente. y es extremadamente difícil de apagar.Con frecuencia, la única opción de los bomberos es dejar que se queme por sí solo.

Especialmente cuando estas baterías se sumergen en agua salada, pueden volverse “bombas de tiempo”, en palabras del jefe de bomberos del estado de Florida, Jimmy Patronis.Esto se debe a que el incendio no siempre ocurre inmediatamente cuando la batería se inunda.Según la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras, unos 36 vehículos eléctricos inundados por el huracán Ian en Florida en 2022 se incendiaron, incluidos varios que estaban siendo remolcados después de la tormenta en remolques de plataforma.

Muchos consumidores desconocen este riesgo, y las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente en vehículos eléctricos y automóviles híbridos, bicicletas y scooters eléctricos, cortadoras de césped eléctricas y herramientas eléctricas inalámbricas.

soy un ingeniero mecanico y estoy trabajando para ayudar a resolver los problemas de seguridad de las baterías en nuestra sociedad cada vez más electrificada.Esto es lo que todos los propietarios deben saber sobre el agua y el riesgo de incendio de la batería:

La amenaza del agua salada

El desencadenante de los incendios de las baterías de iones de litio es un proceso llamado fuga térmica, una secuencia en cascada de reacciones de liberación de calor dentro de la celda de la batería.

En condiciones normales de funcionamiento, la probabilidad de que una celda de iones de litio sufra un desequilibrio térmico es menos de 1 en 10 millones.Pero aumenta considerablemente si la célula se ve sometida a tensiones eléctricas, térmicas o mecánicas, como cortocircuitos, sobrecalentamiento o pinchazos.

El agua salada es un problema particular para las baterías porque la sal disuelta en el agua es conductivo, lo que significa que la corriente eléctrica fluye fácilmente a través de él.El agua pura no es muy conductora, pero la conductividad eléctrica del agua de mar puede ser más de mil veces mayor que el del agua dulce.

Todos los gabinetes de baterías para vehículos eléctricos utilizan juntas para sellar su espacio interno de los elementos externos.Normalmente, tienen Clasificación de impermeabilidad IP66 o IP67..Si bien estas clasificaciones son altas, no garantizan que una batería sea hermética cuando se sumerge durante un largo período de tiempo, digamos más de 30 minutos.

Los paquetes de baterías también tienen varios puertos para igualar la presión dentro de la batería y hacer entrar y salir energía eléctrica.Estas pueden ser vías potenciales para que el agua se filtre dentro del recinto de la mochila.Las clasificaciones de sellado inadecuadas y los defectos de fabricación también pueden permitir que el agua entre en el paquete de baterías si se sumerge.

Cómo el agua conduce al fuego

Todas las baterías tienen dos terminales:Uno está marcado como positivo (+) y el otro como negativo (-).Cuando los terminales se conectan a un dispositivo que utiliza electricidad para realizar un trabajo, como una bombilla, se producen reacciones químicas dentro de la batería que hacen que los electrones fluyan desde el terminal negativo al positivo.Este crea una corriente eléctrica y libera la energía almacenada en la batería.

Los electrones fluyen entre los terminales de una batería porque las reacciones químicas dentro de la batería crean diferentes potenciales eléctricos entre los dos terminales.Esta diferencia es también conocido como voltaje.Cuando el agua salada entra en contacto con terminales metálicos de la batería con diferentes potenciales eléctricos, la batería puede sufrir un cortocircuito, induciendo una rápida corrosión y arcos eléctricos, y generando corriente y calor excesivos.Cuanto más conductor sea el líquido que penetra en el paquete de baterías, mayor será la corriente de cortocircuito y la tasa de corrosión.

Las reacciones rápidas de corrosión dentro del paquete de baterías producen hidrógeno y oxígeno, corroyendo los materiales de los terminales metálicos en el lado positivo de la batería y depositándolos en el lado negativo.Incluso después de que el agua se drena, estos materiales depositados pueden formar puentes de cortocircuito sólidos que permanecen dentro del paquete de baterías, provocando una fuga térmica retardada.Un incendio puede comenzar días después de que la batería se agote.

Incluso una batería que esté completamente descargada no es necesariamente segura durante una inundación.Una celda de iones de litio, incluso con un estado de carga del 0%, todavía tiene una diferencia de potencial de aproximadamente tres voltios entre sus terminales positivo y negativo, por lo que puede fluir algo de corriente entre ellos.Para una cadena de baterías con muchas celdas en serie (una configuración típica en los automóviles eléctricos), el voltaje residual aún puede ser lo suficientemente alto como para impulsar estas reacciones.

Muchos científicos, incluidos mis colegas y yo, estamos trabajando para comprender la secuencia exacta de eventos que pueden ocurrir en un paquete de baterías después de exponerlo al agua salada y provocar una fuga térmica.También estamos buscando formas de ayudar a reducir los riesgos de incendio provocados por paquetes de baterías inundados.

Estas podrían incluir encontrar mejores formas de sellar los paquetes de baterías;utilizar materiales alternativos y más resistentes a la corrosión para los terminales de la batería;y aplicar revestimientos impermeables a los terminales expuestos dentro del paquete de baterías.

Lo que los propietarios de vehículos eléctricos deben saber

Los coches eléctricos siguen siendo muy seguros de conducir y poseer en la mayoría de circunstancias.Sin embargo, durante situaciones extremas como huracanes e inundaciones, es muy importante evitar que los paquetes de baterías de los vehículos eléctricos queden sumergidos en agua, especialmente en agua salada.Lo mismo ocurre con otros productos que contienen baterías de iones de litio.

Para los vehículos eléctricos, esto significa evacuar los automóviles fuera de la zona afectada o estacionarlos en terreno elevado antes de que se produzcan inundaciones.Los objetos más pequeños, como bicicletas eléctricas y herramientas eléctricas, pueden trasladarse a los pisos superiores de los edificios o almacenarse en estantes altos.

Si posee un vehículo eléctrico que ha estado sumergido en agua durante horas o días, especialmente en agua salada, los expertos en seguridad pública recomiendan tratarlo como un peligro de incendio y colocarlo en terreno abierto lejos de otras propiedades valiosas.No intente cargarlo ni utilizarlo.Comuníquese con el fabricante para una inspección y evaluar el daño de la batería.

A menudo, será necesario remolcar un vehículo eléctrico inundado para una inspección más exhaustiva.Sin embargo, dado que la fuga térmica puede ocurrir mucho después de la inmersión, el automóvil no debe moverse hasta que haya sido evaluado profesionalmente.