La seguridad de las baterías de litio es uno de los mayores desafíos para el crecimiento de la electromovilidad. Con el objetivo de anticipar fallas antes de que representen un riesgo, investigadores del Tecnológico de Monterrey desarrollan MicroSensOil, un innovador microsensor capaz de detectar señales fisicoquímicas tempranas del deterioro de las baterías mediante el análisis del aceite refrigerante.
A diferencia de los sistemas tradicionales de gestión de baterías (BMS), que monitorean variables como voltaje, corriente y temperatura, esta nueva tecnología busca identificar las “huellas” químicas del envejecimiento antes de que los daños sean visibles, permitiendo un monitoreo preventivo en lugar de reactivo.
El desarrollo representa un avance relevante para la industria de los vehículos eléctricos, donde las fallas internas de las baterías pueden desencadenar el fenómeno conocido como thermal runaway, una reacción en cadena que provoca sobrecalentamiento, incendios e incluso explosiones.
Un cambio de paradigma para la seguridad de las baterías
El proyecto es liderado por David Ramírez Ríos, estudiante de doctorado del Tecnológico de Monterrey, bajo la asesoría del Dr. Javier Izquierdo Reyes, profesor e investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec.
La iniciativa también reúne la experiencia del Dr. Leonardo Israel Farfán Cabrera, especialista en tribología y materiales avanzados del Campus Puebla, así como del Dr. Luis Fernando Velázquez, investigador del Microtechnologies Laboratory (MTL) del Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Según explica Javier Izquierdo Reyes, los sistemas actuales permiten conocer el comportamiento eléctrico de una batería cuando el deterioro ya comenzó a manifestarse, pero no detectan los cambios químicos que ocurren en las primeras etapas.
“Antes de que una batería falle de forma evidente, se producen cambios químicos internos que dejan señales en los aceites refrigerantes. Queremos leer esa huella fisicoquímica para anticipar problemas antes de que se conviertan en un riesgo”, señala el investigador.
Cómo funciona MicroSensOil
El dispositivo analiza microvolúmenes de aceite refrigerante para identificar gases y compuestos asociados con la degradación interna de las baterías de litio.
Gracias a técnicas de microfabricación y manufactura aditiva, integra canales microfluídicos, electrodos y sistemas de análisis en un espacio microscópico, reduciendo significativamente la cantidad de muestra requerida.
Esta aproximación permitiría realizar diagnósticos rápidos directamente en sitio y con un costo considerablemente menor que los equipos de laboratorio convencionales.
De acuerdo con los investigadores, MicroSensOil podría llegar a ser entre 10 y hasta 100 veces más económico que los métodos tradicionales de análisis de aceites industriales.
Del mantenimiento reactivo al predictivo
Uno de los principales beneficios del proyecto es transformar la manera en que se monitorean las baterías.
“El objetivo es pasar de un mantenimiento reactivo a uno verdaderamente predictivo”, explica David Ramírez Ríos. Detectar señales tempranas permitiría realizar ajustes operativos o reemplazar componentes antes de que ocurra una falla crítica, reduciendo riesgos para los usuarios y costos para la industria.
Además de complementar los actuales sistemas de gestión de baterías, la tecnología podría convertirse en una herramienta clave para incrementar la confiabilidad de la movilidad eléctrica.
Aplicaciones más allá de los vehículos eléctricos
Aunque el proyecto nació con un enfoque en electromovilidad, el potencial de la tecnología es mucho más amplio.
Los investigadores prevén aplicaciones para el monitoreo de:
- Transformadores eléctricos mediante aceites dieléctricos.
- Bancos de almacenamiento de energía.
- Equipos industriales.
- Sistemas de mantenimiento predictivo.
- Incluso aplicaciones futuras en el sector médico.
Tras concluir la fase de investigación científica y validación experimental, el equipo fabricará un prototipo que será probado en laboratorios especializados del MIT.
Innovación con impacto ambiental
Más allá del desarrollo tecnológico, MicroSensOil busca contribuir a una transición energética más segura y sostenible.
Al anticipar fallas, la tecnología podría extender la vida útil de las baterías de litio, reducir la generación de residuos peligrosos, optimizar el uso de fluidos industriales y minimizar el riesgo de accidentes asociados con el almacenamiento de energía.
Actualmente, el equipo trabaja en la obtención de financiamiento nacional e internacional para escalar el desarrollo y consolidar una tecnología creada en México con potencial de implementación global.
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