El mantenimiento de un paquete de baterías es trabajo eléctrico y también trabajo con sustancias químicas
Aunque los talleres que manipulan paquetes de baterías de alto voltaje de vehículos eléctricos estén familiarizados con los riesgos de descarga eléctrica y arco eléctrico, es fácil que pasen por alto los riesgos de gases. Un paquete sellado en condiciones normales está diseñado para que el electrolito no quede expuesto a los trabajadores. Sin embargo, la situación cambia si un impacto por colisión, un golpe en los bajos, inmersión en agua, sobrecalentamiento, sobrecarga, cortocircuito interno o una modificación inadecuada compromete la integridad de las celdas, el sistema de refrigeración o la carcasa del paquete. La autoridad británica de salud y seguridad HSE advierte que las baterías dañadas o modificadas incorrectamente pueden liberar gases explosivos y líquidos peligrosos. La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de Estados Unidos (NHTSA) también explica que, después de un daño físico, pueden producirse de forma inmediata o retardada gases tóxicos e inflamables y un incendio.
Por ello, desde la recepción para el mantenimiento se debe distinguir entre un vehículo simplemente averiado y un vehículo con una batería potencialmente dañada. El historial de accidentes, un golpe en los bajos, la inmersión en agua, una carga anómala, los testigos de advertencia, una reducción brusca de autonomía, un olor o un ruido por sí solos no permiten determinar el estado interno del paquete. A la inversa, tampoco debe considerarse seguro únicamente porque el exterior parezca intacto y no haya humo. Como la estructura y los métodos de desconexión varían según el fabricante, el punto de partida es confirmar primero la información de servicio correspondiente al número de identificación del vehículo, la guía de respuesta ante emergencias, la química de la batería y la autorización para el mantenimiento.
Qué puede liberarse de una celda dañada
Dentro de una celda de ion-litio hay electrolito basado en disolventes orgánicos inflamables, electrodos, separadores y sales de electrolito, entre otros componentes. Si aumenta la presión de la celda por daño mecánico o calentamiento interno, pueden liberarse por la válvula de seguridad o por la zona dañada niebla y vapor de electrolito, gases de descomposición y partículas finas. La neblina blanca visible no siempre es humo de combustión, ni la ausencia de gases visibles significa que no los haya. Deben evaluarse simultáneamente la irritación de la piel y los ojos, la toxicidad por inhalación y la posibilidad de incendio y explosión.
Los materiales del Departamento de Energía de Estados Unidos señalan que los gases liberados por celdas dañadas pueden incluir hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y diversos hidrocarburos. El hidrógeno y algunos hidrocarburos pueden incendiarse si existe una fuente de ignición, y el monóxido de carbono genera un riesgo tóxico por inhalación. El dióxido de carbono no es inflamable por sí mismo, pero puede desplazar el oxígeno en un espacio cerrado. La composición y la cantidad de la mezcla real varían según la química del cátodo, el diseño de la celda, el estado de carga, la temperatura y el modo de daño. Por eso no basta medir un solo gas específico ni juzgar por el olor.
El análisis de seguridad de Sandia National Laboratories señala que la inflamabilidad de la mezcla liberada durante una fuga térmica debe evaluarse como mezcla completa, no solo por la concentración individual de hidrógeno. El venteo inicial y una liberación violenta por fuga térmica pueden aparecer en momentos diferentes. Si una anomalía de una celda se propaga a celdas adyacentes, las emisiones pueden repetirse en todo el paquete; por tanto, no debe tomarse como final del evento el momento en que desaparece el primer ruido o la neblina.
El riesgo de HF debe considerar tanto la posibilidad como la concentración
El fluoruro de hidrógeno, es decir, HF, es una sustancia tóxica y corrosiva representativa que debe considerarse en incendios y fugas térmicas de baterías de ion-litio. Al entrar en contacto con la humedad se denomina ácido fluorhídrico, y puede causar lesiones graves no solo por inhalación, sino también por contacto con la piel y los ojos. NIOSH de Estados Unidos establece para el HF un límite de exposición ocupacional recomendado de promedio ponderado en el tiempo de 3 ppm, un valor techo de 15 minutos de 6 ppm y un IDLH, concentración inmediatamente peligrosa para la vida o la salud, de 30 ppm. Estos valores no significan que se deban fijar arbitrariamente límites de entrada al lugar; advierten que se necesitan evaluación y control estrictos incluso a bajas concentraciones.
Sin embargo, tampoco es exacto afirmar que «si una batería se daña, se forma de inmediato una nube letal de HF». La cantidad y la velocidad de liberación de HF dependen de la química de la celda, la cantidad de energía, el estado de carga, la temperatura, de si hay fuga térmica y combustión, la humedad y el estado de sellado del paquete. El daño simple del panel exterior, una fuga de refrigerante, el venteo de una celda y un incendio por fuga térmica no son el mismo evento. El informe de Sandia también explica que la composición del gas varía con las proporciones de las sustancias iniciales, la temperatura inicial y el estado de carga, y que la liberación de HF puede prolongarse más lentamente que los gases inflamables iniciales. Por consiguiente, el riesgo de HF debe determinarse de forma integral a partir del tipo de evento, la información del fabricante, la tendencia de temperatura, las señales de gases liberados y una medición adecuada, no por la presencia o ausencia de olor o humo.
NIOSH especifica que no debe dependerse del olor a HF como medio de alerta suficiente. Acercarse para comprobarlo después de que un trabajador perciba irritación de garganta o un olor extraño ya presupone exposición. Los medidores específicos de HF, el monóxido de carbono, el oxígeno, el límite inferior de explosividad de las mezclas inflamables y los compuestos orgánicos volátiles deben seleccionarse conforme a la evaluación de riesgos del lugar de trabajo, y se debe gestionar la sensibilidad cruzada, el límite de detección y el estado de calibración de los sensores. Esto no significa que todos los talleres deban disponer de todos los sensores. Si no se cuenta con capacidad de medición o se desconoce la concentración, la medida de control es restringir el acceso y transferir el caso a bomberos o empresas especializadas con capacidad de respuesta ante materiales peligrosos.
La clasificación y el aislamiento deben realizarse antes de trabajar
Un vehículo sospechoso de estar dañado no se introduce directamente en una bahía de mantenimiento ordinaria. La persona que lo recibe verifica y registra sin contacto el modelo del vehículo, el historial de accidente, inmersión en agua o sobrecalentamiento, el estado de carga, las advertencias del tablero, las fugas de líquido, la deformación del paquete, el aumento de temperatura, silbidos, chasquidos o burbujeo, neblina o humo y olores irritantes. Si aparece aunque sea un indicio anómalo o la información es incierta, se detiene el trabajo y se aplica el procedimiento de aislamiento preestablecido. NHTSA indica que se solicite de inmediato respuesta de bomberos si hay fugas de líquido, chispas, humo, llamas, aumento de temperatura o ruidos anómalos.
El aislamiento incluye una separación física de las personas, las fuentes de ignición, otros vehículos, edificios y materiales combustibles. La distancia exacta no debe fijarse con una cifra común arbitraria, sino según la guía de respuesta ante emergencias del fabricante del vehículo, las instrucciones de los bomberos competentes, las condiciones del edificio y la escala del evento. Guardar un vehículo gravemente dañado en interiores, dejarlo sin supervisión en un estacionamiento general o trasladarlo a un ascensor o a un espacio subterráneo puede aumentar el riesgo de ignición retardada y acumulación de gases. Las indicaciones posteriores a un accidente de NHTSA establecen que las baterías de alto voltaje y los componentes relacionados deben suponerse siempre cargados, y que los vehículos con baterías de ion-litio gravemente dañadas deben mantenerse alejados de estructuras, vehículos y materiales combustibles.
El aislamiento eléctrico y el aislamiento químico son distintos. Aunque una persona cualificada haya desconectado el sistema de alto voltaje siguiendo el procedimiento del fabricante, permanecen la energía almacenada dentro de las celdas y la posibilidad de reacciones químicas. Retirar el conector de servicio o desconectar la batería de 12 V no deja el paquete libre de gases. No se deben realizar trabajos de abrir o perforar el paquete, sellar una fuga, descargarlo arbitrariamente o desmontar módulos si exceden el alcance de la formación, los equipos y la aprobación del fabricante. Este artículo no proporciona esos métodos de reparación; el principio es transferir los paquetes dañados a procedimientos autorizados y a sistemas profesionales de recuperación.
La ventilación es un sistema de control de la fuente de peligro, no una dilución
El objetivo de la ventilación no es dispersar gases alrededor de la cara de los trabajadores, sino capturar y evacuar las emisiones en una dirección segura y evitar su acumulación en interiores. Deben separarse la zona de mantenimiento normal y la zona de espera para baterías dañadas y, cuando sea posible, el vehículo debe permanecer en un lugar de aislamiento controlado al aire libre. El trabajo de servicio normal que inevitablemente requiera introducir el vehículo en interiores necesita una revisión técnica que incluya la capacidad de ventilación del edificio, la ruta de descarga, la recirculación, los espacios ocupados adyacentes y la parada de emergencia. El aire de escape no debe recircularse hacia otras áreas de trabajo ni dirigirse a espacios bajos como fosos, desagües o sótanos.
Abrir una puerta o encender un ventilador común delante de un paquete que ya está ventilando o calentándose no es una medida estándar de ventilación. Los interruptores y motores pueden ser fuentes de ignición y pueden dispersar la contaminación por todo el edificio. Los equipos adecuados para atmósferas inflamables y corrosivas, la operación remota, una ubicación segura de descarga y la alimentación de emergencia deben diseñarse de antemano. Que NHTSA recomiende ventilar el habitáculo de un vehículo accidentado es una medida inmediata en el lugar del rescate; no significa que un taller deba abrir arbitrariamente la carcasa del paquete para ventilarla. Incluso al activar la ventilación, no debe utilizarse como fundamento para retirar la vigilancia de temperatura y gases ni el control de acceso.
El PPE se selecciona conforme al riesgo residual
El PPE no sustituye el aislamiento ni la ventilación: es la última línea de defensa. El mantenimiento normal de alto voltaje requiere guantes aislantes eléctricos, equipo de protección, herramientas aisladas y control del riesgo de arco conforme al procedimiento del fabricante. Si existe posibilidad de contacto con electrolito o líquido contaminado, se añaden guantes y ropa resistentes a sustancias químicas, gafas de seguridad ajustadas y pantalla facial, y un plan de descontaminación de acuerdo con la ficha de datos de seguridad y la evaluación de riesgos. El material de los guantes no debe seleccionarse solo porque se denominen «guantes químicos», sino según los componentes previstos del electrolito y los datos de permeación. También debe considerarse que los guantes eléctricos y los guantes químicos cumplen funciones diferentes.
El venteo activo, un incendio, una neblina no identificada o una atmósfera con concentración desconocida no son situaciones para aproximarse con una mascarilla contra partículas de mantenimiento general o un filtro antigás elegido arbitrariamente. NIOSH exige para entrar en condiciones de concentración desconocida o IDLH la máxima protección respiratoria, como un equipo de respiración autónoma de presión positiva y máscara facial completa, e indica que tales equipos presuponen formación y evaluación de ajuste. NHTSA también indica el uso de PPE completo de bombero y SCBA ante indicios de incendio o gases en una batería de alto voltaje dañada. Esto no significa que un técnico de mantenimiento deba responder solo por llevar el equipo, sino que marca el límite a partir del cual la zona debe entregarse al equipo de bomberos o de respuesta ante materiales peligrosos.
La respuesta ante emergencias debe diseñarse hasta la reentrada
Los criterios de alarma no se limitan a las llamas. Si aparecen un aumento rápido de temperatura, hinchamiento del paquete, fuga de líquido, silbidos o sonidos de ruptura, neblina blanca, humo, olor irritante, irritación de ojos, nariz o garganta, o una alarma de detector de gas, se detiene de inmediato el trabajo. No se debe tocar el vehículo ni el paquete, ni intentar arrancarlo o cargarlo; se evacúa al personal cercano a un lugar seguro contra el viento. Se informa al 119 de que se trata de un incidente de batería de alto voltaje de un vehículo eléctrico y se transmiten el modelo, la ubicación, si hubo colisión o inmersión en agua, los indicios observados, si está en interiores y la situación de las personas. El rescate o la extinción se ajustan al sistema de mando en el lugar y a la guía de respuesta ante emergencias del fabricante.
Una persona con posible exposición no vuelve por su cuenta al lugar de trabajo para recuperar objetos. Debe salir de la zona potencialmente contaminada para evitar una nueva exposición y recibir descontaminación y una evaluación médica inmediata conforme al plan de emergencia del centro de trabajo. El HF puede penetrar profundamente en la piel y causar lesiones locales y toxicidad sistémica, por lo que no se debe limitar la acción a observar solo porque el dolor sea leve o aparezca tarde. La preparación tampoco termina solo con disponer de medicamentos de primeros auxilios. Se necesita conjuntamente personal capacitado, instalaciones para lavado de ojos y descontaminación, coordinación previa con los servicios médicos de emergencia y un procedimiento para transmitir la información de las sustancias.
No se reanuda de inmediato el mantenimiento aunque el incendio se haya extinguido o la neblina haya desaparecido. En un paquete dañado permanecen energía residual y posibilidad de ignición retardada, y la liberación de HF puede continuar más tarde que los gases iniciales. La reentrada se considera solo después de cumplir las condiciones de entrega del fabricante y los bomberos mediante imagen térmica o medición de temperatura sin contacto, la tendencia de temperatura a lo largo del tiempo y una supervisión de gases adecuada. Un único tiempo de espera fijo elegido arbitrariamente no puede declarar seguros todos los vehículos. La persona responsable de la vigilancia, la frecuencia de medición, los valores de alarma, las condiciones para una nueva evacuación, la vigilancia nocturna y las rutas de transporte y almacenamiento deben consignarse en el plan de emergencia antes del evento.
Lista de comprobación operativa para el taller
¿Existen preguntas de recepción y una lista de verificación sin contacto para clasificar los vehículos sospechosos de daños frente a los vehículos normales?
¿Se puede acceder de inmediato a la información de servicio por fabricante y modelo de vehículo y a la guía de respuesta ante emergencias de NHTSA?
¿Está designada la persona responsable de las cualificaciones para trabajos de alto voltaje, los permisos de trabajo, el bloqueo y etiquetado y la verificación de ausencia de tensión?
¿Están definidos los criterios de prohibición de entrada en interiores, el lugar controlado de aislamiento al aire libre y los criterios de prohibición de traslado?
¿El sistema de ventilación está diseñado considerando la inflamabilidad, toxicidad y corrosividad de los gases de escape y el riesgo de fuentes de ignición?
¿Se han revisado el alcance de aplicación y las limitaciones de los detectores necesarios, como los de HF, CO, oxígeno y mezclas inflamables?
¿Hay formación sobre la selección, inspección, sustitución, colocación y retirada del PPE y la descontaminación para los riesgos eléctricos, químicos y respiratorios?
¿Se han practicado los procedimientos de notificación al 119, evacuación, control de acceso, suministro de información del lugar, coordinación con centros médicos y vigilancia posterior al incidente?
La seguridad frente a gases de los paquetes de baterías de vehículos eléctricos no puede gestionarse con una única medida como «ventilar si hay olor». El principio más importante es clasificar temprano la posibilidad de daños, no suponer seguro un estado incierto y detener el trabajo que exceda los límites de las cualificaciones y los equipos. Se debe aislar la fuente de peligro, confirmar el estado mediante ventilación técnica y medición, y después vincular el PPE adecuado al riesgo residual con una respuesta profesional ante emergencias. Solo con este sistema el personal de mantenimiento puede controlar a la vez los riesgos eléctricos y los riesgos químicos invisibles.