Cómo leer correctamente el informe UL 9540A: qué valores cuentan para planificar la compartimentación

UL 9540A no es un certificado de producto, sino un método de ensayo: caracteriza cómo se comporta un sistema de baterías durante una fuga térmica (thermal runaway). El resultado es un informe de datos, no un veredicto de aprobado o suspenso. Precisamente ahí reside su valor para planificar la compartimentación: el informe proporciona los datos de partida con los que dimensionar barreras cortafuegos, composiciones de pared y capas aislantes, en lugar de recurrir a hipótesis estándar genéricas.

El ensayo se estructura en cuatro niveles: celda, módulo, unidad (rack o armario) e instalación. Cada nivel responde a preguntas distintas. Quien evalúe un informe debe comprobar primero hasta qué nivel se ha ensayado y si la configuración ensayada corresponde a la instalación realmente prevista. Un informe de módulo con otro lote de celdas, otra envolvente u otra disposición solo es fiable de forma limitada para la instalación concreta.

El ensayo de celda determina si la celda entra en fuga térmica y a qué temperatura, cuándo se abre la válvula de seguridad (temperatura de venteo) y qué mezcla de gases se libera. Mediante análisis FTIR se cuantifican, entre otros, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrocarburos. A partir de la mezcla de gases reproducida se determinan después los parámetros de seguridad.

• Límites inferior y superior de explosividad (LFL/UFL), a temperatura ambiente y a temperatura de venteo
• Presión máxima de explosión Pmax del gas de venteo
• Velocidad de combustión laminar de la mezcla de gases
• Volumen de gas por celda o referido a la capacidad
• Temperatura de venteo y de fuga térmica de la celda

Para la compartimentación, estos valores son doblemente relevantes: determinan el diseño del alivio de presión y de la ventilación según NFPA 68/69 y, con ello, qué solicitaciones de presión y temperatura deben soportar paredes, revestimientos y compartimentaciones en caso de evento.

A nivel de módulo y de unidad, la fuga térmica se provoca de forma deliberada y se mide la respuesta del conjunto. Aquí figuran los valores que dimensionan directamente una barrera cortafuegos: la tasa de liberación de calor (heat release rate) con su valor máximo y su evolución temporal, la energía total liberada, la tasa de liberación de gases y si la fuga térmica se propaga a celdas y módulos contiguos.

Especialmente valiosas para los proyectistas de compartimentaciones térmicas son las mediciones en las superficies objetivo: densidad de flujo de calor (heat flux) sobre segmentos de pared instrumentados y unidades contiguas, así como temperaturas superficiales en puntos de medición definidos. Estos valores muestran qué carga térmica recibe realmente un tabique o un revestimiento de protección a una distancia determinada, y durante cuánto tiempo. De ellos se derivan la selección del aislante, el espesor de las capas y la temperatura admisible en la cara no expuesta.

El informe no sustituye a la planificación de la protección contra incendios, sino que la alimenta. En la práctica ha dado buenos resultados una evaluación estructurada: primero comprobar la conclusión sobre la propagación (¿el evento queda limitado a la celda, al módulo o a la unidad?), después extraer las cargas térmicas sobre las superficies contiguas y, a continuación, trasladar los parámetros de los gases a la planificación de la protección contra explosiones.

• Comportamiento de propagación: base para las distancias de separación y para determinar si pueden justificarse distancias reducidas según NFPA 855
• Heat flux y temperaturas de pared: datos de partida para la resistencia al fuego, la composición de las capas aislantes y la selección de materiales de la barrera
• Volumen de gas, LFL, Pmax y velocidad de combustión: base para las superficies de alivio de presión y el diseño de la ventilación
• Fenómenos asociados al incendio: la longitud de llama, la proyección de chispas y las partículas incandescentes determinan las zonas de protección delante de la barrera

Si faltan valores o solo se ha ensayado hasta el nivel de celda, la planificación debe adoptar un enfoque conservador, con mayores distancias, mayor resistencia al fuego y un revestimiento más robusto. Por eso, un informe completo hasta el nivel de unidad también compensa económicamente: permite un diseño fiable y a menudo más ajustado, en lugar de márgenes de seguridad genéricos.