Los inventarios de baterías pueden parecer las mismas cajas, pero su estado de riesgo es diferente
La seguridad de un almacén de baterías comienza no por decidir qué hacer después de que el incendio sea visible, sino por distinguir con rapidez el inventario normal del anómalo. En particular, las baterías de iones de litio pueden tener antecedentes de impacto, aplastamiento, inmersión, sobrecarga, defecto de fabricación o cortocircuito interno aunque su aspecto exterior sea normal. A la inversa, tampoco se debe concluir que todos los almacenes son instalaciones de alto riesgo idénticas solo porque contienen baterías. La composición química y el formato de la celda, el embalaje, la capacidad individual, la cantidad total almacenada, el estado de carga, la disposición de las estanterías, las condiciones de los rociadores y la existencia de operaciones de carga modifican el riesgo real.
Primero debe distinguirse un almacén logístico que guarda productos nuevos embalados de un ESS, un sistema de almacenamiento de energía en el que las baterías están conectadas eléctricamente y se cargan y descargan. NFPA 855 y UL 9540A tratan principalmente la instalación de ESS fijos y los ensayos de propagación de fuga térmica. Los principios de emisión de gases, reignición, propagación y detección que se confirman en esos materiales también son útiles para la evaluación de riesgos de almacenes, pero eso no significa que los requisitos numéricos de un ESS puedan aplicarse sin más a un almacén general de inventario. Los centros de trabajo coreanos deben comprobar conjuntamente las leyes y normas de protección contra incendios, las condiciones de edificación y mercancías peligrosas, los criterios del seguro, las instrucciones del fabricante y la consulta con el cuerpo de bomberos competente.
El primer paso es registrar el estado del inventario
La detección temprana comienza antes de instalar sensores. Si al recibir la mercancía solo se registra el nombre del producto, resulta difícil determinar qué es anómalo y cuánto riesgo tiene. Como mínimo, conviene vincular al sistema de inventario la composición química y el formato de la celda, la unidad de embalaje, la energía nominal, la cantidad, el lote de fabricación, el intervalo de estado de carga, la fecha de recepción, la existencia de impacto o inmersión durante el transporte y si se trata de devoluciones, artículos usados o destinados a eliminación. Las fichas de seguridad y los materiales de respuesta a emergencias del fabricante también deben estar disponibles de inmediato para el personal del lugar y los bomberos.
No puede simplificarse afirmando que el riesgo siempre aumenta en la misma proporción cuanto mayor es el estado de carga, pero debe considerarse que la energía almacenada puede influir en la liberación de calor y la propagación en un accidente. Los materiales de investigación de NFPA explican que un estado de carga alto y el almacenamiento a alta temperatura influyen en el deterioro, y describen casos en los que la industria utiliza aproximadamente la mitad del estado de carga para el desempeño del almacenamiento a largo plazo. Sin embargo, no debe fijarse una tasa de carga uniforme para todos los productos. Dejarlas durante mucho tiempo completamente descargadas también puede causar degradación de las celdas y problemas al recargarlas. La política de almacén debe aplicar, por grupo de productos, el estado de carga de almacenamiento, la temperatura, la humedad, el ciclo de recarga y las normas de transporte que haya establecido el fabricante.
Es práctico dividir el estado del inventario al menos en productos nuevos normales, devoluciones sin inspeccionar, artículos con daños exteriores, artículos sospechosos de inmersión o impacto, artículos retirados del mercado y artículos en espera de eliminación. Si se mezclan estados distintos en la misma estantería y en el mismo flujo de trabajo, un artículo anómalo puede volver al flujo de salida normal o un trabajador puede intentar cargarlo sin conocer el riesgo. El código de barras o el estado del WMS debe coincidir también con el marcado físico y la ubicación de aislamiento.
Los artículos dañados se separan del flujo logístico normal en cuanto se detectan
La zona de recepción y la de devoluciones son los puntos donde el peligro se manifiesta primero. Abolladuras, grietas, hinchazón, señales de fusión, corrosión, daños en cables y fugas, así como calor inusual, olor a electrólito, silbidos o chasquidos, son señales anómalas. UL recomienda inspecciones que identifiquen tempranamente estos signos de daños externos e internos. FDNY también indica detener el uso y la carga si hay deformación, sobrecalentamiento, fuga, olor o sonido inusual.
Que un inspector encuentre un artículo dañado no significa que deba moverlo siempre a mano ni abrir su embalaje. Si ya se están produciendo calentamiento o emisión de gas, el impacto durante el traslado y la exposición del trabajador pueden aumentar el riesgo. El procedimiento del lugar debe incluir al responsable de decidir si puede trasladarse, el equipo de transporte que se utilizará, el perímetro de control, los equipos de protección, el recipiente de aislamiento y los criterios de contacto. Solo los artículos evaluados como trasladables de forma segura se llevan a una zona de aislamiento designada, alejada del inventario normal, materiales combustibles, fuentes de ignición y rutas principales del edificio.
La guía de instalaciones de baterías usadas de la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido establece que las baterías dañadas se gestionen con recipientes ignífugos adecuados y material de relleno inerte, y que se comprueben periódicamente los cambios de temperatura en un lugar de aislamiento fresco, seco y ventilado. Este método tampoco es una prescripción universal para todos los almacenes de productos nuevos. Un experto debe confirmar que el recipiente es adecuado para el tamaño y el estado de la batería, la posibilidad de emisión de gases y las normas de transporte y eliminación. Lo esencial es no dejar artículos dañados provisionalmente en cualquier espacio vacío, sino gestionarlos mediante un flujo excepcional con responsable y fecha límite de retirada.
La temperatura, el gas y el humo observan momentos distintos
Es peligroso suponer que un solo sensor puede detectar primero todas las fugas térmicas. Una anomalía de batería puede evolucionar por calentamiento interno, venteo de la celda y emisión de gases, aerosoles o humo, y llamas, pero el orden y la velocidad varían según el producto y el modo de fallo. Por ello, la detección temprana del almacén debe superponer varias capas que observen magnitudes físicas distintas y diseñarse para que la alarma conduzca a una acción real.
1. Datos operativos y registros de trabajo
En baterías en carga o equipos conectados, el voltaje, la corriente, la temperatura de las celdas, las anomalías de aislamiento y los errores del cargador del BMS son la información de estado más próxima. Sin embargo, el BMS de un inventario de unidades embaladas a menudo no está conectado a un sistema central. Si se confía solo en el BMS, aparece un vacío de vigilancia. Por eso los registros de trabajo, como colisiones de carretillas elevadoras, caídas, inmersión y motivo de devolución, deben revisarse junto con los datos de alarma.
2. Detección de temperatura
Las cámaras termográficas fijas, los sensores infrarrojos y los sensores de temperatura de estanterías o zonas pueden ayudar a detectar sobrecalentamiento local o un aumento de temperatura respecto al entorno antes de que haya humo visible. Sin embargo, si cajas, palés o estructuras de estanterías ocultan el calor de la celda, el calentamiento interno puede observarse tarde. La luz solar, los calefactores y el calor de escape de las carretillas elevadoras también generan falsas alarmas. En vez de usar solo un valor absoluto de temperatura, deben combinarse la temperatura de referencia de la zona, la velocidad de aumento y la desviación respecto de puntos adyacentes, y comprobarse la línea de visión y los puntos ciegos en la disposición real.
3. Detección de gases de venteo
La estrategia de seguridad de almacenamiento de energía del DOE explica que el venteo de la celda puede producirse antes de una fuga térmica en toda regla y que los detectores de humo o calor pueden no detectarlo, por lo que sensores de gas que midan uno o más componentes, como compuestos orgánicos volátiles, hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono, pueden proporcionar una alerta temprana. No obstante, un gas específico no es un indicador universal de todas las composiciones químicas de batería y etapas de fallo. También existen fuentes de interferencia, como disolventes de limpieza, gases de escape de vehículos, materiales de embalaje y generación de hidrógeno durante la carga. Los objetivos de detección y los valores de alarma deben establecerse basándose en los datos de ensayo de los productos almacenados, el caudal de ventilación, la sensibilidad cruzada del sensor y la altura de instalación.
4. Detección de humo e incendio
Los detectores de humo por aspiración o puntuales emiten una alarma cuando los aerosoles y el humo alcanzan el punto de detección. Los detectores de calor y los detectores de llama o radiación térmica responden a otras etapas y entornos de incendio. Las corrientes de aire en techos altos y dentro de estanterías pueden diluir o desplazar el humo, por lo que la detección solo en el techo puede retrasarse. La razón por la que la investigación de NFPA sobre instalaciones de almacenamiento menciona conjuntamente detección de humo, gas y fugas, rociadores automáticos, compartimentación, ventilación y aviso permanente es que la combinación de sistemas de protección importa más que un dispositivo único. El tipo y la disposición de detectores deben determinarlos el diseñador de seguridad contra incendios y la autoridad competente, teniendo en cuenta la altura real del techo, la climatización, las estanterías y la altura de apilamiento.
En las alarmas importan más la correlación y la ruta de transmisión que el número de sensores
Si se evacúa de inmediato toda la instalación porque un sensor de temperatura se disparó momentáneamente, las falsas alarmas frecuentes pueden reducir la capacidad de respuesta. Por el contrario, esperar a que suenen los dos tipos de alarma puede hacer que se pase por alto un incidente rápido. Una buena lógica distingue el significado de una alarma única, su duración, la tendencia ascendente y otras señales de la misma zona. Por ejemplo, si persiste una desviación de temperatura o aumenta la concentración de gas, puede iniciarse una etapa de verificación en el lugar; si aparecen juntos gas y aumento de temperatura, o se confirma humo, puede cambiar automáticamente a un nivel superior. Los umbrales reales no son números universales, sino que deben validarse según los ensayos del producto, el desempeño del sensor, el volumen del espacio y las condiciones de ventilación.
La alarma no debe quedarse solo en la pantalla de la sala de control de incendios. Deben mostrarse también la dirección de zona, el número de estantería, el tipo y la cantidad de inventario, el historial de daños, los combustibles adyacentes y si se trata de una zona de aislamiento. Debe transmitirse fuera del horario laboral al responsable y a la instalación receptora de alarmas de bomberos, y debe haber rutas de respaldo ante fallo de comunicaciones y corte de energía. También debe revisarse si una prueba funcional mensual es suficiente. Compruebe periódicamente la contaminación de sensores, la obstrucción de tuberías de aspiración, la expiración de la calibración y los puntos ciegos causados por cambios de estanterías.
La ventilación se diseña separando la operación normal de la de emergencia
Un ambiente fresco, seco y ventilado es un principio general de almacenamiento, pero no garantiza que la climatización habitual trate con seguridad los gases de fuga térmica. Si los gases combustibles liberados por una batería se acumulan en un espacio cerrado y luego se encienden, puede producirse riesgo de deflagración. Los ensayos a nivel de instalación UL 9540A evalúan la liberación de calor y gases, los riesgos de deflagración y reignición y el efecto de los equipos de protección. Los materiales del DOE también vinculan la detección de gases con la alarma de incendio y tratan la protección contra explosiones como una cuestión de diseño separada.
La ventilación de emergencia no consiste simplemente en encender al máximo todos los ventiladores. No debe enviar gases hacia trabajadores, rutas de evacuación, salas adyacentes ni espacios con fuentes de ignición. Deben analizarse conjuntamente la posibilidad de ignición de ventiladores, compuertas y equipos eléctricos, la ubicación de las salidas, el aire de reposición, el funcionamiento durante un corte de energía y la relación con las tácticas de los bomberos. En algunos incidentes la ventilación puede reducir la concentración, pero en otras condiciones puede afectar al suministro de oxígeno o a la dispersión de contaminación. Por lo tanto, la activación automática y las condiciones de parada se determinan tras un análisis de riesgos de incendio y explosión y una consulta con la autoridad de bomberos competente.
La separación y la compartimentación crean tiempo después de la detección
Si solo hay alerta temprana y la propagación a palés adyacentes es rápida, no hay tiempo para que las personas decidan. Separar el inventario normal de devoluciones y artículos dañados, y mantener las baterías alejadas de combustibles comunes, fuentes de ignición, zonas de carga y vías de evacuación, es fundamental. También se distinguen de forma identificable las diferentes composiciones químicas y formatos de embalaje. No se apilan baterías en las entradas ni en las rutas de acceso a los equipos de bomberos.
La separación entre estanterías, la altura de apilamiento, la separación por palé, los compartimentos ignífugos y la disposición de rociadores no se pueden fijar mediante un único número arbitrario. Como NFPA 855 trata el almacenamiento de baterías en un capítulo separado y la investigación de NFPA señala lagunas normativas y problemas de acceso de bomberos en grandes almacenes, la cantidad almacenada y el embalaje, la altura del techo, la estructura y los resultados de ensayo cambian el diseño. Cuando se modifica la disposición de estanterías o se aumenta el inventario de baterías, revise si el diseño existente de rociadores y la cobertura de detección siguen siendo válidos.
La carga añade, respecto del almacenamiento, factores de posibilidad de fallo y generación de calor. Si se requiere carga, no debe realizarse provisionalmente en estanterías de almacenamiento normal, sino separarse en una zona exclusiva con cargadores compatibles, protección eléctrica, ventilación, detección, separación de combustibles y supervisión de trabajo. No cargue baterías cuyo estado de daño o devolución no haya sido confirmado.
Las etapas de escalada del incidente deben hacer que todos actúen igual
Etapa de atención
Si se detecta una desviación leve de un solo sensor, daño de embalaje o antecedente de impacto, marque la ubicación y suspenda la salida y la carga. Un responsable capacitado comprueba los datos remotos y el estado del entorno. No abra ni traslade arbitrariamente artículos cuya seguridad no se haya confirmado. Registre la causa y el resultado de las medidas para inspeccionar el mismo lote y el inventario adyacente.
Etapa de alerta
Si persiste un aumento de temperatura o aparecen múltiples indicios, como gas de venteo, olor, sonido anómalo o aerosol, detenga el trabajo en esa zona y desplace a las personas más allá de la línea de control. Corte la energía y la carga solo cuando exista un procedimiento diseñado para ello, y aplique los criterios de notificación al responsable de protección contra incendios y a la autoridad de bomberos. Evite que las personas transporten apresuradamente baterías en condición peligrosa. Siga los cambios mediante cámaras y sensores remotos, pero no vuelva a introducir personal para confirmar.
Etapa de emergencia
Si se confirman humo, llamas, un rápido aumento de temperatura o gas, sonido de ruptura o eyección de celdas, active la alarma del edificio y los procedimientos de evacuación y llame al 119. La función de los empleados no es intentar la extinción inicial, sino proteger la vida, controlar el acceso y transmitir información precisa. Proporcione a los bomberos planos de zona, tipo y cantidad de baterías, información de estado de carga, fichas de seguridad, ubicación de corte de energía, tendencias de detección y peligros adyacentes. La operación manual de los rociadores automáticos y de los equipos de control de humos y ventilación se realiza conforme al plan previo y al mando.
Los materiales de FDNY advierten que incluso después de extinguirse un incendio visible, una batería puede seguir generando calor y reignitarse horas o días después. Por ello, no ordene el inventario ni reanude la actividad inmediatamente después de la extinción. Siga el tiempo de observación, el monitoreo termográfico y de gases, el aislamiento de restos, el tratamiento de agua contaminada y residuos y el procedimiento de autorización de reingreso que determinen los bomberos y los especialistas. Reevalúe también el inventario con el mismo historial de transporte o impacto que el lote afectado.
Diez verificaciones para aplicar en el lugar
¿El tipo, la capacidad, la cantidad, el estado de carga y la ubicación de las baterías están vinculados a información de inventario en tiempo real?
¿Las devoluciones y los artículos dañados o sospechosos de inmersión o impacto se bloquean inmediatamente del flujo normal de salida?
¿La zona de aislamiento está separada de combustibles, fuentes de ignición y rutas de evacuación y recibe vigilancia periódica?
¿Se han probado los puntos ciegos de detección de temperatura considerando el calentamiento dentro del embalaje y las estanterías?
¿El sensor de gas seleccionado corresponde a los componentes liberados por esa composición química y a las fuentes de interferencia del lugar?
¿Las alarmas de humo, calor y gas transmiten también la dirección de zona y la información del inventario?
¿La operación de ventilación no dispersa gases a otras zonas de trabajo ni a rutas de evacuación?
¿Tras cambios de apilamiento se mantienen las condiciones de rociadores, compartimentación y acceso de bomberos?
¿Existen procedimientos alternativos fuera del horario laboral y ante corte de energía, fallo de comunicaciones y fallo de sensores?
¿Se han entrenado, con escenarios reales, la evacuación, la llamada al 119, la entrega de información del lugar y la vigilancia de reignición?
El objetivo de la detección temprana es decidir antes
El sistema de detección temprana de un almacén de baterías no es una lista de compra de una cámara termográfica o un sensor de gas. Es un sistema operativo que conoce el estado del inventario, separa físicamente los artículos dañados, hace que las señales de temperatura, gas y humo se complementen entre sí y conecta ventilación, compartimentación, rociadores y transmisión de alarmas. Lo primero no es instalar el mismo equipo en todas las instalaciones, sino investigar los productos almacenados y el flujo de trabajo, y determinar quién detiene qué y hasta dónde evacuar ante cada señal anómala. Cuando esos criterios de decisión se validan conforme a datos de ensayo reales y criterios de la jurisdicción, los sensores por fin crean tiempo útil antes de que el incidente se agrave.