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El riesgo de las baterías de litio en la aviación

July 9, 2018

 

Comprender el riesgo introducido por la instalación de baterías de litio en la aviación,es un factor clave para cumplir con los objetivos de seguridad.

Actualmente en las aeronaves hay distintos equipos que utilizan baterías de litio no recargables como son las ELT (Emergency Locator Transmitters), CVDR (Cockpit Voice and Data Recorder),la Iluminación de emergencia, etc.

También existen riesgos asociados a las baterías recargables, habitualmente utilizadas como baterías principales, de  Iluminación de emergencia, Instrumentos de emergencia de reserva, etc.. Este articulo trata del caso de las baterías de Litio No Recargables. 

La ventaja de este tipo de baterías es que aumenta la autonomía de las mismas sin incrementar ni el peso ni el tamaño en comparación a otro tipo de baterías;por ejemplo en los equipos ULB(Underwater Location Beacons) es capaz de aumentar la autonomía de 30 a 90 días, tal y como exigen las nuevas regulaciones,gracias a la duración de la batería .


Pero en este tipo de baterías se han detectado cuatro riesgos que deben ser tenidos en cuenta:
 
Sobrecarga o sobre-voltaje de las celdas (en batería recargables)
Cortocircuito externo en el sistema de la batería
Cortocircuito interno en las celdas

Como consecuencia de de estos fallos, aumenta la temperatura y la presión interna produciendo el fenómeno conocido como “Thermal Runaway”, que generalmente conduce a consecuencias potencialmente destructivas como explosión y/o fuego, con un riesgo muy considerable en el caso de instalación en aeronaves. 

A día de hoy ya se tiene evidencia de algunos incidentescon baterías de litio en aviación.Los casos más conocidos han sido en un Boeing 787-8 de All Nippon Airways, que tuvo que realizar un aterrizaje de emergencia y en otro Boeing 787 de Ethiopian Airlines mientras el avión estaba en tierra. También se han registrado otros incidentes en baterías instaladas en  ELT, así como dispositivos portátiles con pequeñas pantallas (como EFBs y similares).

Por este motivo las autoridades aeronáuticas recomiendan tener en cuenta dos puntos importantes : 

1) Calificación adecuada de la batería.(No todas las calificaciones cubre los ensayos relacionados con las condiciones que provocan “Thermal Runaway”)
2) Conocimiento de todos los riesgos introducidos en la etapa de instalación y realizar un análisis riguroso para validar la ubicación seleccionada dentro de la aeronave.


Se deben usar baterías calificadas DO-227A tan pronto como estén disponibles en el mercado.

RTCA / DO-227A:se trata delestándar deactuacionesoperativasmínimas (MOPS)para baterías de litio no recargables, quese publicó el 21 de septiembre de 2017 después de más de 2 años de trabajo en el que participaron autoridades y la industria de todo el mundo.El DO-227A aborda algunos de los riesgos introducidos por esta tecnología que no se incluyeron en el anterior DO-227, y en particular los riesgos del “Thermal Runaway”. DO-227A requiere la prueba a nivel de célula, batería y elemento final, elevando el nivel de confianza. 

La nueva TSO C-142b (Marzo 2018) y la futura E-TSO C-142b (prevista 2019), exigirán el cumplimiento de RTCA / DO-227A.En consonancia, esto ha llevado aEASA a requerir, en todas aquellas instalaciones que incluyan baterías de litio, a solicitar el cumplimiento de DO-227A  y realizar un análisis de seguridad y riesgos a nivel de aeronave, como medio aceptable de cumplimiento en CS-25 y CS-29. Para CS-23 y CS-27, se plantea una aproximación similar, siembre bajo el análisis de riesgos.
A efectos de evaluación de riesgos y certificación de las nuevas instalaciones se solicitarán cumplir con Condiciones Especiales(https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/SC%20F-xx%20Issue%201.pdf) definidas en un CRI específico para estos casos.

De acuerdo con 21.A.91 GM, una condición especial (definida en un CRI) conduce automáticamente a una clasificación de MODIFICACIÓN MAYOR. En consecuencia,actualmente una modificación de diseño que incluya baterías de litio no recargables, se debe clasificar como MAYOR, a menos que la condición especial se registre dentro del certificado Tipo de la aeronave o bien que la batería esté por debajo del límite de 2 vatios-hora.

Alternativamente, el solicitante puede proponer medios de cumplimiento para mostrar el cumplimiento con los SC incluidos en este CRI y acordados por EASA caso por caso.

Por este motivo siempre hay que evaluar y asegurarse que las instalaciones de equipos con baterías de litio son seguras, se adecúan a las exisgencias actuales de EASA,  yasíreducir los riesgos para la aeronave y sus ocupantes. 

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