El proyecto LOKI-PED pretende evaluar los riesgos de incendio y humo asociados a las baterías de iones de litio

En los últimos años ha aumentado el número de incidentes con dispositivos electrónicos dañados a bordo de los aviones. La mayoría de ellos están causados por baterías de iones de litio, que se encuentran en ordenadores portátiles y otros dispositivos electrónicos portátiles. En el proyecto LOKI-PED, el Instituto Fraunhofer de Dinámica de Alta Velocidad, el Ernst-Mach-Institut (EMI) y el Instituto Fraunhofer de Física de la Construcción IBP colaboran con Airbus para evaluar los riesgos de incendio y humo asociados a las baterías de iones de litio en cabinas de pilotaje. El objetivo es hacer más seguro el uso de dispositivos portátiles a bordo.

Hoy en día es inconcebible vivir sin dispositivos electrónicos portátiles (PED). Smartphones, portátiles, tabletas, cámaras digitales, lectores de libros electrónicos y relojes inteligentes son nuestros compañeros constantes, tanto en los viajes en avión como en cualquier otro lugar. Sin embargo, los pasajeros no siempre son conscientes de los riesgos: si un PED queda atrapado en un asiento o se sobrecalienta mientras se carga, la batería de iones de litio que contiene puede calentarse y expandirse. En casos extremos, puede desprender gases calientes, tóxicos e inflamables que podrían poner en peligro a pasajeros y miembros de la tripulación. Según la Administración Federal de Aviación (FAA), los incidentes causados por baterías de iones de litio en vuelos de pasajeros han aumentado en los últimos años. La administración calcula que se producen entre 35 y 50 casos al año. El 26 de diciembre de 2022, un avión de Lufthansa tuvo incluso que realizar un aterrizaje no programado en el aeropuerto internacional O'Hare de Chicago después de que un ordenador portátil sobrecalentado perteneciente a un pasajero provocara un incendio latente en la cabina.

Este alarmante índice de incidentes puede atribuirse al creciente número de PED y baterías de litio que se llevan a bordo, como cigarrillos electrónicos, baterías portátiles y destornilladores a pilas. En el proyecto LOKI-PED (Lithium batteries in pOrtable electronic devices - risK of fIre and smoke), investigadores de Fraunhofer EMI y Fraunhofer IBP colaboran con Airbus para investigar y evaluar los riesgos de humo e incendio asociados a las baterías de litio en los PED de cabinas y puestos de pilotaje. El proyecto cuenta con el apoyo de la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea (AESA) y está financiado por el programa Horizonte Europa de la Unión Europea.

El primer paso de los investigadores del centro de pruebas de baterías TEVLIB de Fraunhofer EMI fue realizar pruebas de abuso de baterías en las que se calentaron las baterías de ordenadores portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes y destornilladores a batería para provocar el desbordamiento térmico. Se trata de un proceso en el que la batería de iones de litio se quema, liberando toda la energía química de la célula en muy poco tiempo. Un cortocircuito interno en la célula de la batería produce una corriente eléctrica muy alta, que provoca un aumento brusco de la temperatura. Una vez alcanzada la temperatura de inicio, ya no se puede controlar el desbocamiento térmico de la pila. “Las baterías de litio de los PED contienen distintos tipos y números de celdas. La alta temperatura desencadena una reacción en cadena, en la que el calor producido en una célula desencadena una fuga térmica también en la célula contigua”, explica el ingeniero. “La cantidad de gas liberado es proporcional a la cantidad de energía de la batería”. Los investigadores aún no han terminado de caracterizar los gases liberados. El siguiente paso previsto es realizar experimentos en entornos de avión realistas con la ventilación de cabina adecuada en una maqueta de A320 y en el Centro de Pruebas de Vuelo del Fraunhofer IBP.

“Si un PED se sobrecalienta, la cantidad de calor y gas liberada viene determinada por el contenido energético de las baterías. Actualmente, los PED que pueden llevarse a bordo están limitados a 100 vatios-hora (Wh). Las baterías de los ordenadores portátiles no deben tener una capacidad superior a 100 Wh. En el futuro, saldrán al mercado dispositivos con densidades de energía cada vez más altas”, explica Holz para aclarar las dificultades a las que se enfrenta. “Nuestras pruebas investigan si el límite de 100 Wh es suficiente, para poder adaptar la normativa e instalar nuevas medidas de protección en caso necesario”. Una vez concluidas las pruebas, las aerolíneas, las autoridades reguladoras, la tripulación de cabina y los pasajeros se beneficiarán por igual de nuestras propuestas científicas, en cuanto a diseños de sistemas de ventilación y certificaciones de equipos de seguridad adecuados, por ejemplo." El equipo del proyecto está en estrecho contacto con miembros del sector de la aviación; uno de los intercambios sobre el desbordamiento térmico de las baterías en cabinas y puestos de pilotaje tuvo lugar en una mesa redonda de la Conferencia Mundial sobre Seguridad y Operaciones 2023 de la IATA.