Las baterías de iones de litio están presentes en todos los aspectos de nuestra vida, desde teléfonos móviles y portátiles hasta bicicletas y coches eléctricos. Su alta densidad de energía las hace muy populares. Sin embargo, si se sobrecalientan o dañan, pueden sufrir una reacción térmica descontrolada que provoque incendios o explosiones. En 2023, solo en la ciudad de Nueva York, los bomberos atendieron 268 incendios domésticos causados por baterías de bicicletas eléctricas, dejando un saldo de 150 heridos y 18 muertos. Ante el creciente riesgo de incendios, el equipo de investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) está trabajando en el desarrollo de una nueva tecnología que utiliza el sonido para detectar incendios de baterías de litio.
Los investigadores del NIST descubrieron que antes de que una batería de iones de litio se incendie, se producen reacciones químicas internas que aumentan la presión, provocando la expansión de la carcasa de la batería. Muchas baterías de iones de litio incorporan una válvula de seguridad que, cuando la presión interna es demasiado alta, se rompe y libera gas, produciendo un sonido similar al "silbido" de una botella de refresco al abrirse. Los investigadores, al observar videos de explosiones de baterías, notaron este sonido y decidieron verificar su viabilidad.
Para entrenar un algoritmo de aprendizaje automático para reconocer este sonido específico, los investigadores colaboraron con un laboratorio de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Xi'an, registrando 38 muestras de audio de baterías antes de su explosión y ajustando su velocidad y tono para generar más de 1000 muestras de audio únicas. Después del entrenamiento, el algoritmo logró una tasa de reconocimiento del 94%. Utilizando micrófonos instalados en cámaras, los investigadores detectaron con éxito el sonido de las baterías sobrecalentadas. Para verificar la eficacia del algoritmo, también realizaron experimentos con diversos ruidos de interferencia; los resultados mostraron que solo unos pocos ruidos lograron confundir al detector.
Actualmente, el equipo de investigación ha presentado sus resultados en el Simposio Asia-Pacífico de Ciencia y Tecnología contra Incendios y ha solicitado una patente. En el futuro, planean realizar pruebas con más tipos de baterías y micrófonos para confirmar el tiempo de advertencia de la ruptura de la válvula de seguridad, que suele producirse aproximadamente dos minutos antes de que la batería falle. Finalmente, se espera que esta tecnología se convierta en un nuevo tipo de detector de incendios que pueda instalarse en hogares, oficinas e incluso en almacenes con gran cantidad de baterías o aparcamientos de vehículos eléctricos, proporcionando una alerta temprana de incendios.
Puntos clave:
🔥 El equipo de investigación del NIST ha desarrollado una tecnología de alerta temprana de incendios de baterías de litio basada en el sonido, utilizando un algoritmo de IA para identificar el sonido de la ruptura de la válvula de seguridad.
🔊 El algoritmo entrenado tiene una tasa de reconocimiento del 94% y mantiene una detección eficiente incluso con diversos ruidos de interferencia.
⏳ El futuro detector de incendios podría proporcionar una alerta temprana de aproximadamente dos minutos, ayudando a las personas a escapar a tiempo.
