Boeing detalla mejoras en las baterías ion-litio para el B787 Dreamliner

Por Ricardo J. Delpiano 

Tras las aprobación por parte de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA por sus siglas en inglés), Boeing ha anunciado que ha puesto un paquete completo de mejoras para mitigar futuros incidentes en las baterías de ion-litio del B787 Dreamliner. Según el fabricante, las medidas adicionales incrementarán la seguridad de las baterías y tras una rápida instalación podrían estar listas en las próximas semanas. Las mejoras incluyen además un contenedor nuevo para las baterías y podrán ser colocados en los aviones durante los próximos días.

Los cambios que se están realizando están siendo sometidas a exhaustivas pruebas de certificación por parte del fabricante en conjunto con la Autoridad Aérea, con miras a reanudar lo más pronto posibles los vuelos comerciales, una vez que la FAA y las otras entidades involucradas con la certificación del B787 tanto en Estados Unidos como otros países, entreguen su aprobación definitiva.

Una vez que finalicen las pruebas y se hayan obtenido la certificación correspondiente, Boeing ayudará a todos los operadores del B787 a realizar los cambios con el fin de que los aviones vuelvan al servicio. "Los pasajeros pueden tener la tranquilidad de que hemos revisado a fondo el sistema de baterías e introducido numerosas mejoras que creemos que harán que sea más seguro y fiable", señaló Ray Conner, presidente y consejero delegado de Boeing Commercial Airplanes. 

 Boeing ha comenzado las fases de prueba para obtener la certificación de las baterías de ion-litio y del avión que le permitan reanudar los vuelos del Dreamliner. Foto: Ricardo J. Delpiano-Vortexx

Cambios en las baterías

Las mejoras introducidas en el sistema de baterías abordan los factores identificados por el equipo técnico de Boeing como posibles causantes de los incidentes. Las conclusiones fueron verificadas por un grupo independiente de expertos en baterías de ion-litio de diferentes sectores, universidades y laboratorios de Estados Unidos.

El primer cambio guarda relación con la fabricación de las baterías en Japón. Para tal efecto, Boeing ha trabajado con Thales, el proveedor del sistema integrado de conversión de energía, y GS Yuasa fabricante de la batería, para desarrollar e implantar estándares optimizados que reduzcan aún más la posibilidad de variación en la producción de las células individuales, así como en el conjunto de la batería.

Se agregaron cuatro nuevas revisiones para examinar la producción de las células de la batería, hasta sumar diez pruebas en la actualidad. Cada célula pasará por pruebas más rigurosas durante el mes posterior a su fabricación, incluida una prueba de 14 días, durante la cual se tomarán lecturas del régimen de descarga cada hora. Esta nueva etapa comenzó durante el mes de febrero y las primeras celdas que han pasado por este proceso ya se encuentran disponibles. De esta forma, en conformidad con la nueva producción cada batería deberá pasar por más de una docena de test antes de ser instaladas. 

Boeing, Thales y GS Yuasa han decidido disminuir el nivel de carga de la batería, reduciendo la carga máxima permitida y elevando el nivel mínimo de descarga. De igual manera, la unidad de control de las baterías y el cargador, están siendo rediseñados de acuerdo con normas más estrictas. Este último también se adaptará para suavizar el ciclo de carga y reducir las tensiones que sufre la batería mientras es energizada.

Para el aislamiento, se ha instalado un revestimiento eléctrico que envolverá cada célula para separarla de las demás y de la caja, incluso en caso de avería. Este está instalado encima, debajo y entre las células, y ayudará a que el calor que desprende de cada una no impacte en las células vecinas. Los protectores de los cables y el cableado del interior de la batería se mejorarán para hacerlos más resistentes al calor y al rozamiento, y se utilizarán nuevas bridas para sujetar las barras metálicas que conectan las ocho células de la batería. Estas bridas incluirán un mecanismo de bloqueo.

Por último, en lo que respecta al contenedor de la batería, se están introduciendo cambios que contienen orificios en la parte inferior con objeto de drenar la humedad de la batería. Además se han añadido orificios más grandes los lados para que una batería averiada pueda ventilar y tenga menos impacto en otras partes de la misma. 

Nuevo contenedor

La caja de la batería será colocada en un nuevo contenedor de acero inoxidable que la aislará del resto de los dispositivos situados en los compartimientos eléctricos del avión. Para añadir un mayor nivel de seguridad, se colocará otra protección adicional al sistema de baterías, el cual garantizará que no habrá fuego dentro del contenedor. El dispositivo cuenta con un conducto de ventilación que transporta los vapores de la batería fuera del avión.

En los compartimientos de equipos electrónicos se están instalando nuevas fijaciones de titanio para garantizar la correcta sujeción de la carcaza.

En síntesis, Boeing ha desarrollado tres niveles de mejoras: el primero orientado a disminuir la probabilidad de daño de las baterías, el segundo a modificar el diseño de las mismas y el tercero, destinado a la instalación de un contenedor aislante que evite el fuego. 

Estado de las pruebas de certificación

En conformidad con lo autorizado por la FAA, las pruebas para conseguir la nueva certificación ya se iniciaron. En los tests de ingeniería, se demostró que la nueva carcasa podía contener con seguridad una falla de la batería en el que se averiaran las ocho células del dispositivo. La carga "de rotura" es el equivalente a 1,5 veces la fuerza máxima que cabría encontrar durante una avería de la batería. La carcasa soportó fácilmente la presión y no falló hasta que la presión llegó a más de tres veces la carga de rotura.

Otra prueba, mostró que no podía haber fuego en el nuevo contenedor, ya que no hay oxígeno. Así, la unidad de contención representa un nivel de protección superior  a la detección y extinción de un incendio. El diseño también evacúa todos los vapores al exterior del avión, fuera del compartimento de equipos eléctricos.

Boeing ha señalado que para estas pruebas han recurrido a una nueva norma de la industria (DO-311), definida por la Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) para establecer el plan de pruebas que se están realizando. Según Mike Sinnett, la intención del fabricante es “demostrar durante la certificación que la batería del 787 cumple todos los requisitos de la DO-311 y sólo se desvía de ellos en aspectos exclusivos del 787 que no están cubiertos por la norma". La RTCA es una organización sin fines de lucro que actúa como comité asesor del Gobierno de los Estados Unidos en materias de directrices para el sector aeronáutico.

 Boeing normalizará la cadena de producción del Dreamliner una vez que haya cumplido con la certificación y haya conseguido reanudar los vuelos. Foto: Boeing

Respecto al reinicio de los vuelos, Boeing ha destacado la “paciencia increíble” de los clientes del B787 durante todo el proceso que involucrado al programa B787, agradeciendo el apoyo y la confianza de cada uno de ellos en el avión.  Por ahora, el fabricante está enfocado a avanzar con las pruebas que permitan obtener la certificación, para luego iniciar los cambios pertinentes y reanudar las operaciones con el Dreamliner. Posteriormente, se reanudarán las entregas.

Los actuales operadores del B787 han desprogramado el avión al menos hasta mediados de año, tiempo en el cual se espera que el fabricante consiga la certificación y se realicen las modificaciones necesarias. El resto de las aerolíneas que espera recibir sus primeros aviones de este modelo durante los meses siguientes, han sido notificadas de un retraso de las entregas, obligándolas a adoptar planes de contingencia como extensión de leasing de otros aviones o aplazar el inicio de nuevas rutas.