Prevención de incendios causados por baterías dañadas durante la producción de combustibles alternativos

Uno de los problemas recientes más urgentes en el procesamiento mecánico y la conversión de residuos en combustibles sólidos recuperados (CSR) es el alto riesgo de incendio. Esto se debe en gran parte al número cada vez mayor de baterías de litio en la recogida de residuos. Si se daña, a menudo se inicia una reacción química que conduce a temperaturas increíblemente altas. Esto puede causar graves daños a las instalaciones y plantas y, en el peor de los casos, provocar un gran incendio. Para minimizar tales peligros de incendio, el FPS (Sistema de prevención de incendios) de Lindner detecta partículas sobrecalentadas en el flujo de material, las enfría a una temperatura segura y se asegura de que los objetos que no se pueden enfriar se puedan quitar con la mano de manera segura.

Ya sean teléfonos inteligentes, automóviles o cepillos de dientes, en la sociedad móvil digitalizada actualmente es difícil imaginar la vida sin baterías. Miles de millones de ellos se utilizan para innumerables aplicaciones. Según el sitio web de información de la Cámara de Comercio de Austria, ‘lithium-info.at’ (Cámara de Comercio de Austria, 2019), se venden anualmente alrededor de 4.700 toneladas métricas de baterías recargables en la República Alpina, el 40% de las cuales son baterías de litio. Solo alrededor del 45% de todas las baterías se desechan correctamente y, según la Universidad de Leoben, se estima que 1,4 millones de ellas terminan en la recogida de residuos cada año (VOEB, 2019). La Universidad también estima que esta cifra se duplicará en el mediano plazo hasta los 2,8 millones (VOEB, 2019). En consecuencia, el riesgo de incendio aumenta exponencialmente durante el procesamiento mecánico, al convertir residuos en combustibles alternativos. Debido a la tecnología utilizada, las baterías de litio, junto con otros materiales altamente inflamables como los desechos textiles empapados de alquitrán, se han convertido en uno de los peligros más comunes de incendios graves.

Problemas causados por daños mecánicos en la batería

Al igual que cualquier otra celda de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio (LIB) constan de un ánodo y un cátodo, separados por una membrana permeable de iones de litio y un electrolito no conductor. La energía se libera cuando los iones fluyen entre los dos electrodos o se almacena en el ánodo cuando se aplica una sobretensión. En comparación con otras tecnologías, las baterías de iones de litio tienen una de las densidades de energía más altas gracias al voltaje de trabajo muy alto que se puede generar entre el ánodo y el cátodo. En última instancia, este es el problema cuando la batería está dañada mecánicamente y se cortocircuita. Si el procesamiento mecánico dobla o corta la celda, esto podría destruir el separador y producir un cortocircuito. Esto hace que el voltaje entre los polos caiga a cero, liberando la energía almacenada como calor en diferentes puntos. Incluso con baterías usadas aparentemente agotadas, la energía restante es tan alta que pueden ocurrir temperaturas de más de 600 ° C.

En determinadas circunstancias, esto conduce a una reacción en cadena imparable: la fuga térmica. Los picos de temperatura hacen que las celdas vecinas de la batería se sobrecalienten y, en milisegundos, liberen su energía almacenada. Esto resulta en un incendio o explosión que es casi imposible de extinguir. En este contexto, es particularmente problemático que la fuga térmica se retrase y no pueda tener lugar inmediatamente después del daño mecánico. En la producción de CSR, esto significa un mayor riesgo de incendio durante el procesamiento. El peor de los casos es que la batería dañada termine en el búnker de almacenamiento de combustible, donde podría causar un incendio devastador. Incluso si la batería se quema por sí sola y no causa una explosión, las temperaturas resultantes son un problema enorme debido al punto de ignición del combustible de 319 - 460 C (Lorber, 2010).

El sistema de prevención de incendios de Lindner (FPS) previene activamente los incendios

El monitoreo continuo relacionado con el proceso de la temperatura de la superficie en varios puntos relevantes ha demostrado ser un gran éxito para combatir los posibles peligros de incendio y mejorar activamente la seguridad en las instalaciones que producen combustibles sólidos recuperados (CSR). Por lo tanto, el sistema de prevención de incendios (FPS) de Lindner tiene sensores ópticos que monitorean constantemente la temperatura en las cintas transportadoras y activan un sistema de rociado de agua para enfriar las partículas sobrecalentadas en el flujo de material automáticamente. Gracias a la detección muy temprana de estas partículas, la mayoría de los peligros se identifican al inicio de una reacción térmica manteniendo baja la cantidad requerida de agua.

Además, cada unidad tiene su propio sensor de control que detecta objetos que no se pueden enfriar, como baterías de iones de litio en las que ya se ha iniciado la fuga térmica. Esto activa una alarma, deteniendo la cinta transportadora debajo de una boquilla de enfriamiento activa para que el peligro pueda eliminarse manualmente. Dependiendo de la aplicación, el valor umbral se puede elegir libremente. Para contrarrestar incluso una reacción retardada de las células de energía, es posible instalar tantos pares de sensores como sea necesario según el tamaño de la instalación.

El FPS de Lindner está diseñado como un plug & go que ahorra espacio.