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Baterías de ion litio y su aplicación en electromovilidad

El académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Marcos Orchard, dictó la charla “ Baterías Ion-Litio en Electromovilidad: Oportunidades para I+D”, el pasado 30 de mayo, como parte del Ciclo de Charlas de Investigación, organizado por el Departamento de Ingeniería Mecánica (DIMEC).

 

La actividad se realizó en la sala de taller de proyectos docentes del DIMEC y contó con la asistencia de académicos y alumnos de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile (FCFM) Al comenzar su exposición el profesor Orchard agradeció la invitación del académico del DIMEC, Enrique López , coordinador de esta actividad y señaló que “la charla de hoy va en la línea de mostrar distintas opciones y oportunidades para la investigación y para el desarrollo de trabajo en conjunto, en el área que con Enrique nos une, que es PHM (Prognostics and Health Management)”.

 

El académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica (DIE) explicó que el manejo del pronóstico y del estado de salud de un sistema se puede asimilar a lo que sucede cuando las personas van al médico, y éste en base a cierta evidencia realiza un diagnóstico de lo que está pasando. Si efectivamente hay un problema, donde está ubicado, además de estar asociado a un conocimiento de cómo evoluciona ese problema a futuro, con la idea de tomar alguna decisión.

Agregó que lo mismo ocurría con los sistemas complejos. “La tarea es difícil porque tanto el cuerpo humano y el área de PHM versa sobre todo en la problemática de extracción de información, análisis de la información, extracción de datos, caracterización de los procesos, entendimiento de lo que está sucediendo, y luego la toma de decisión. Esto es bastante transversal a la ingeniería y a otras disciplinas como la medicina”, señaló el académico.

 

Igualmente, Orchard se refirió al concepto de mantenimiento y de estado de salud, el cual se ha estado estudiando hace muchos años. “Lo primero que se hablaba era del mantenimiento correctivo, luego empezó a generarse el mantenimiento predictivo. Después, nos movimos a la idea del mantenimiento predictivo, que es usar información para saber qué va suceder a futuro con un equipo y en base a eso modificar la logística o tomar decisiones específicas con un equipo”, explicó.

 

En relación a lo anterior, el profesor dijo que hay distintos enfoques y que en nuestro país se ha comenzado a trabajar en el tema del manejo integral del equipo. “En Chile, hay diferentes aplicaciones, hemos tenido algunos impactos y proyectos, que han trabajado anteriormente con camiones mineros, que son equipos bastantes complejos y caros, porque no puedes tenerlos en un patio, haciéndole pruebas. Entonces, cómo validamos el enfoque, cómo demostramos que esto funciona. Para ello, necesitamos algún tipo de laboratorio o equipo donde podamos hacer una prueba rápidamente, a un costo reducido y fue allí cuando surgió el tema de las baterías”, explicó a los alumnos y académicos presentes en la charla.

 

Asimismo señaló que “la batería se puede considerar un tema sencillo, pero no lo es. Ésta dependiendo de la química, tiene capacidades que van variando en base a la temperatura, a la cantidad de energía que puedo almacenar, y que varía en función de la temperatura y la presión. Y también, nacen vicisitudes que empiezan a complicar las cosas, como por ejemplo, cuando la batería envejece”.

 
De igual modo, el profesor del DIE dijo que había dos problemas que le interesaban en relación a las baterías, que era la autonomía energética. En un vehículo eléctrico yo no experimento, a lo que ocurre, por ejemplo, con los celulares cuando se comienzan a descargar.
 

Asimismo, el académico explicó que también hay un tema de por medio, cómo puedo entender lo que está sucediéndole a un vehículo, no sólo eléctrico, sino que un auto energizado con batería. Es aquí cuando el tema de la autonomía energética importa y cómo incorporamos información de contexto para tratar de entender que puede pasar en el futuro, en el celular todos tenemos indicadores del estado de carga y se hace medir el voltaje de las celdas.

 

“El concepto de corriente y esfuerzo constante ya no es tan válido y ahí donde se mezcla el concepto de PHM, que involucra el pronóstico con el tema de las baterías. Por eso, es tan importante este tipo de herramientas, porque lo que estamos haciendo es tratar de capturar mayor conocimiento y medir la incertidumbre”, puntualizó el académico, agregando que cuando se habla de alimentar localidades que están muy alejadas de las redes de interconexión, hay que pensar en ofrecerles soluciones de conversión de energía razonable y siempre van a necesitar almacenar energía. La pregunta es cómo.

 

Finalmente, señaló que “los proyectos no son de propiedad de ingeniería eléctrica, no sólo porque se hable de batería. Yo creo en el hecho de formar equipos, y mientras estos sean multidisciplinarios, mucho mejor”, puntualizó.

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