Incendios en baterías de litio: ¿qué los causa y cómo prevenirlos?

Las baterías de ion-litio han transformado el panorama energético de sectores como la logística, los centros de datos, la movilidad eléctrica o las infraestructuras críticas. Su alta densidad energética y eficiencia operativa han permitido impulsar soluciones sostenibles y compactas. Pero ese mismo potencial encierra una complejidad técnica que aún plantea retos en materia de seguridad: el riesgo de incendio, fuga térmica y liberación de gases peligrosos.

Lejos de ser un incidente convencional, el fuego en baterías de litio implica una serie de reacciones químicas en cadena, difíciles de predecir y aún más difíciles de contener si no se cuenta con soluciones diseñadas específicamente para este tipo de tecnología. En este artículo analizamos con detalle cómo se comportan estas baterías, por qué arden, qué productos liberan durante un incendio y qué soluciones han demostrado ser efectivas para la extinción de estos incendios. 

Baterías de litio: qué son y qué beneficios ofrecen.

El desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento energético ha situado a las baterías de ion-litio como el estándar en múltiples aplicaciones industriales. Su rendimiento supera con creces al de tecnologías anteriores, pero su comportamiento interno, altamente sensible a factores térmicos, eléctricos o mecánicos, requiere una comprensión más profunda para garantizar su integración segura en cualquier instalación.

A continuación, exploramos cómo funcionan, qué ventajas ofrecen frente a otras tecnologías, y qué condiciones pueden convertirlas en una amenaza real si no se gestionan adecuadamente.

¿Qué son las baterías de litio?

Las baterías de litio, especialmente las de ion-litio, son acumuladores de energía basados en reacciones electroquímicas entre un ánodo —habitualmente grafito— y un cátodo compuesto por óxidos metálicos de litio. A través del electrolito, los iones de litio se mueven durante la carga y la descarga, generando electricidad con gran eficiencia.

Cada celda está encapsulada y sus partes aisladas, pero, ante determinadas condiciones – como una sobrecarga o un daño mecánico – puede producirse una reacción interna exotérmica que lleva al incendio.

¿Cuáles son las ventajas de las baterías de litio?

Las baterías de litio han sustituido progresivamente a otras tecnologías, como las de plomo-ácido o níquel-cadmio, por sus ventajas competitivas:

• Mayor densidad energética: almacenan más energía en menos espacio y peso.
• Rapidez de carga: se recargan más rápido, lo que incrementa su disponibilidad.
• Baja autodescarga: pueden mantenerse largas temporadas sin uso sin perder carga significativa.
• Mayor vida útil: superan ampliamente los ciclos de carga de tecnologías anteriores, alcanzando hasta 6000 ciclos en entornos óptimos.
• Menor mantenimiento: al ser sistemas sellados, no requieren tareas de revisión ni sustitución de electrolitos.

¿Es el litio inflamable y cómo se comporta el fuego en las baterías ion-litio?

En estado metálico puro, el litio es un material altamente inflamable, que reacciona violentamente con el agua. Sin embargo, en las baterías de ion-litio, no se utiliza litio metálico, sino sales de litio disueltas en un electrolito orgánico. Aunque el electrolito no es inherentemente inflamable en todas las circunstancias, bajo ciertas condiciones, como un cortocircuito, sobrecarga o daño físico, la reacción exotérmica sostenida que ocurre dentro de la celda puede llevar a la liberación de gases inflamables y tóxicos. Estos incluyen fluoruro de hidrógeno (HF), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), metano y etano.

Cuando la temperatura interna supera el umbral crítico de estabilidad térmica (SADT), se produce una fuga térmica o thermal runaway, generando presión interna que puede causar rupturas estructurales en la batería, liberando chispas, materiales incandescentes e incluso metal fundido. Este proceso puede también afectar a celdas adyacentes, lo que genera un riesgo de propagación del fuego a otras zonas del sistema de baterías.

Otros riesgos asociados a las baterías de litio

Más allá del fuego en sí, las baterías de litio presentan varios riesgos que deben gestionarse desde el diseño de la instalación. A continuación, se detallan algunos de los principales riesgos adicionales a los que se enfrentan las instalaciones que utilizan estas baterías:

Uno de los riesgos más críticos es la dificultad para enfriar el núcleo de una celda afectada. Incluso con la intervención de sistemas automáticos de extinción, la energía acumulada en el interior de la batería puede permanecer activa durante horas, lo que genera temperaturas altas que impiden declarar la extinción definitiva del incendio. Esto explica por qué muchas baterías, aparentemente estabilizadas, pueden volver a incendiarse después de un tiempo, lo que se conoce como reignición. Este fenómeno ocurre si no se aplica una estrategia de enfriamiento adecuada y una monitorización térmica prolongada después de la intervención inicial.

Otro riesgo asociado es la propagación térmica entre celdas adyacentes, especialmente en instalaciones donde las baterías están dispuestas en configuraciones densas o mal ventiladas. La falta de sectorización, separación física o barreras de contención puede transformar un fallo puntual en un incendio de gran magnitud, comprometiendo la integridad de toda la instalación. FM Global (DS 7-29) y NFPA 855 han subrayado la importancia de un diseño adecuado, como limitar la cantidad de baterías por compartimento y emplear materiales resistentes al fuego.

¿Cuáles son las causas más comunes de incendio en las baterías de litio?

Las baterías de ion-litio, pese a su fiabilidad en condiciones normales, pueden convertirse en un foco crítico de riesgo si no se manipulan, instalan o protegen adecuadamente. A diferencia de otros elementos inflamables, los incendios que las involucran no siempre se originan por factores externos. En muchos casos, son los propios procesos internos de la batería los que, bajo determinadas circunstancias, desencadenan una situación de emergencia.

¿Por qué arden las baterías de litio?

Existen varios mecanismos que pueden dar lugar al fallo térmico de una batería, pero todos ellos tienen un denominador común: una alteración del equilibrio químico interno que genera calor de forma descontrolada. Entre las causas más habituales encontramos:

• Sobrecarga eléctrica: un exceso de voltaje durante la carga o descarga puede elevar la temperatura interna de las celdas, provocando su degradación y, en última instancia, un fallo térmico.
• Cortocircuitos internos: pueden generarse por defectos de fabricación, contaminación interna o daños físicos que comprometen el separador entre el ánodo y el cátodo.
• Daños mecánicos: golpes, perforaciones o aplastamientos pueden fracturar la celda, liberando el electrolito y provocando una reacción inmediata con el oxígeno del aire.
• Fugas térmicas por envejecimiento: a medida que la batería se degrada con el uso, su capacidad para disipar el calor disminuye, elevando el riesgo de incendio incluso en condiciones normales de uso.
• Altas temperaturas ambientales o exposición a fuentes de calor: pueden empujar a las celdas a zonas de operación inseguras.
• Uso de cargadores inadecuados: aplicar voltajes o corrientes no compatibles altera los umbrales de seguridad del sistema y acelera su degradación.

Todas estas situaciones pueden derivar en un aumento progresivo de temperatura dentro de la celda, activando el fenómeno del thermal runaway. Lo más crítico de este proceso es que, una vez iniciado, la reacción se vuelve autónoma, generando gases, presión y calor que pueden romper la carcasa, alcanzar materiales adyacentes y generar un incendio de gran intensidad.

Además, la velocidad con la que puede escalar un incidente de este tipo —a menudo en cuestión de segundos— dificulta una respuesta manual o convencional, y exige sistemas específicos de detección, sectorización y extinción adaptados a este tipo de riesgo.

¿Cómo extinguir incendios en baterías de litio?

La protección frente a incendios de baterías de litio no puede abordarse con medidas estándar. Su química interna, la densidad energética y el comportamiento térmico de sus celdas obligan a aplicar estrategias específicas en cada fase del riesgo: detección, contención, extinción y enfriamiento. Tanto los datos técnicos como los ensayos a escala real coinciden en que solo una combinación de tecnologías puede ofrecer garantías reales.

Principales sistemas para la extinción de incendios en baterías de litio

Una vez iniciado el incendio, el reto es doble: extinguir las llamas y enfriar completamente el núcleo de las celdas afectadas para evitar la reignición. Aquí, la elección del agente extintor es crítica.

Agua pulverizada y niebla de agua

La niebla de agua actúa principalmente por enfriamiento, gracias a la generación de microgotas que maximizan el intercambio térmico al tener una elevada superficie específica. Esta niebla permite reducir de forma rápida la temperatura de las celdas afectadas y, al mismo tiempo, desplaza gases en suspensión, una característica que puede contribuir a reducir la concentración local de vapores inflamables si el sistema está bien diseñado. Según recomendaciones de la NFPA 750, es uno de los métodos más eficaces para instalaciones de almacenamiento de estos elementos, preferentemente en instalaciones con volumen significativo de baterías, donde el fuego puede expandirse verticalmente con rapidez. 

Rociadores automáticos

Según los ensayos recogidos por FM Global en su Datasheet 5-33 (Lithium-Ion Battery Energy Storage Systems), los sistemas de rociadores deben diseñarse con una densidad de descarga mínima de 12 mm/min sobre toda el área protegida, junto con un caudal adicional de 946 L/min para intervención manual. En aquellos casos donde el suministro hidráulico no permita cubrir toda la superficie simultáneamente, se recomienda sectorizar las zonas de almacenamiento mediante barreras físicas delimitadoras en las estanterías, con el fin de contener el incendio y limitar su propagación. 

Además, la guía FM Global DS 7-29 recomienda el uso de rociadores automáticos con cobertura completa, con boquillas de respuesta rápida y cobertura de al menos 20 m² por unidad, capaces de mantener un caudal continuo mínimo de 160 L/min por rociador durante al menos una hora. Este enfoque está validado para sistemas de baterías de almacenamiento fijo y aplica tanto a configuraciones abiertas como cerradas, siempre que se mantenga el patrón de descarga en capa.

Adicionalmente, algunos fabricantes han desarrollado soluciones específicas para este tipo de riesgos. Es el caso de Reliable, que ha llevado a cabo ensayos propios y cuenta con modelos como el LB11, un rociador de tipo horizontal diseñado para su instalación en niveles intermedios de estanterías. 

Sistema de aerosol condensado

Los sistemas de aerosol condensado liberan partículas finas de sales metálicas (habitualmente carbonato de potasio) que interrumpen las reacciones de oxidación en la llama. Este mecanismo no reduce la temperatura de la batería, pero es eficaz para evitar la propagación a otras celdas o la ignición secundaria de materiales combustibles en el entorno. Se recomienda en salas técnicas o recintos de difícil acceso, donde la descarga localizada y el volumen contenido permiten estabilizar el entorno rápidamente.

Agentes encapsuladores

Tecnología emergente pero prometedora, los agentes encapsuladores actúan por contacto directo, aislando el electrolito y evitando la vaporización del disolvente orgánico, uno de los principales vectores del incendio. Además, mejoran la transferencia térmica, acelerando el enfriamiento del núcleo y reduciendo los tiempos de reignición. Algunos ensayos muestran resultados prometedores en entornos como cuartos de baterías, áreas de mantenimiento o zonas de recarga rápida de vehículos eléctricos.

Kits de supresión portátil y mantas ignífugas

Estos elementos no sustituyen a un sistema de protección fijo, pero son herramientas de contención primaria altamente útiles en zonas de riesgo puntual o aislado, como puntos de carga de patinetes eléctricos, carretillas elevadoras o racks modulares. Las mantas ignífugas resisten temperaturas superiores a 1000 °C y evitan el contacto directo con el oxígeno. Algunos kits incluyen también extintores con líquidos encapsuladores, boquillas de inyección y sensores de temperatura que permiten monitorizar la evolución térmica post-extinción.

¿Cómo actuar en caso de incendio en las baterías?

Cuando una batería de ion-litio entra en combustión, el margen de maniobra es muy limitado. La elevada temperatura, la rápida propagación y la liberación de gases inflamables exigen una actuación precisa, basada en protocolos definidos y sistemas automatizados que reduzcan el riesgo humano. En esta fase, la eficacia no depende únicamente del tipo de extinción utilizado, sino también de la coordinación de los sistemas de detección, ventilación, compartimentación y evacuación.

En instalaciones industriales, donde el volumen de energía acumulada es elevado, no basta con contener el foco. Es necesario controlar el entorno, evitar la reignición y monitorizar las condiciones térmicas durante horas posteriores al incidente. Por ello, la actuación debe estar integrada en un sistema global de protección contra incendios que contemple también la fase post-extinción.

Consecuencias de una extinción inadecuada

Una extinción mal ejecutada puede tener consecuencias más graves que el propio incendio inicial. Si no se aplica el agente adecuado, si la intervención se realiza demasiado tarde o si no se completa el proceso de enfriamiento, es muy probable que se produzcan fenómenos como:

• Reignición: el calor residual puede reiniciar la fuga térmica, incluso horas después de la extinción aparente.
• Explosión de celdas: si no se reduce la presión interna, algunas celdas pueden estallar de forma violenta.
• Generación de gases tóxicos: una mala aplicación de agua o agentes no específicos puede liberar compuestos como HF o CO en concentraciones peligrosas.
• Daños estructurales: la acumulación de calor y presión en espacios confinados puede comprometer la integridad del recinto o dañar otras infraestructuras críticas cercanas.
• Contaminación química: si no se aíslan los residuos generados, estos pueden afectar a otras zonas de la instalación o incluso al medio ambiente.

¿Qué otras precauciones tomar con las baterías de litio?

Más allá de los sistemas automáticos, la gestión del riesgo debe integrarse también en el día a día operativo de la instalación. Algunas medidas, aparentemente sencillas, pueden ser clave para evitar que una batería entre en fallo o que el riesgo se propague de forma incontrolada:

• Evitar el almacenamiento masivo: cuanto mayor sea la concentración de baterías en una misma zona, mayor será el impacto de una posible fuga térmica. Siempre que sea posible, distribuirlas en grupos más pequeños y separados.
• Control térmico ambiental: mantener las baterías en espacios con temperatura estable, evitando tanto el sobrecalentamiento como la exposición directa a fuentes de calor.
• Supervisión periódica: revisar visualmente el estado físico de las baterías y monitorizar su comportamiento eléctrico (voltaje, temperatura, ciclos de carga) de forma continua.
• Gestión de baterías dañadas o envejecidas: cualquier batería con signos de hinchazón, fugas, deformaciones o comportamiento irregular debe ser retirada de inmediato y gestionada de acuerdo con protocolos de residuos peligrosos.
• Uso exclusivo de cargadores certificados: aplicar un voltaje o corriente inadecuados puede acelerar el desgaste o provocar un fallo térmico.
• Formación del personal: el equipo que trabaja con baterías debe conocer los riesgos, saber interpretar señales de fallo y tener claro cómo actuar ante un incidente.

La implantación de baterías de ion-litio en entornos industriales es una apuesta decidida por la eficiencia energética. Pero no puede abordarse sin una visión técnica precisa de los riesgos que conlleva. En Cottés conocemos en profundidad los riesgos que conlleva la integración de baterías de ion-litio en entornos industriales. Gracias a nuestro servicio de ingeniería, desarrollamos soluciones a medida que contemplan la evaluación de riesgos, el diseño prestacional, la simulación de escenarios y la integración de sistemas activos y pasivos de protección contra incendios. Todo ello con un objetivo claro: garantizar la seguridad de las personas, proteger los activos y asegurar la continuidad operativa de nuestros clientes, incluso en los entornos más exigentes.