Vehículos eléctrios e híbridos
Claves del secado en los procesos de pintado
El rendimiento, la seguridad y la vida útil de las baterías de ion-litio dependen en gran medida de la temperatura. En este estudio, Centro Zaragoza analiza el efecto de las temperaturas de secado en cabina de pintura sobre los módulos del pack de baterías, comparándolas con las alcanzadas durante la conducción y la recarga. Asimismo, evalúa la influencia del estado de carga de la batería mediante diferentes sistemas de medición, como equipos de diagnóstico y termopares.
La creciente presencia de vehículos eléctricos (BEV) e híbridos enchufables (PHEV) en los talleres introduce nuevos retos en los procesos de reparación y pintura. Mientras que en los vehículos de combustión el secado en cabina a una temperatura de 60 °C no suponía un riesgo, la incorporación de baterías de ion-litio obliga a analizar el efecto de estos ciclos térmicos sobre su seguridad y durabilidad. Este estudio aborda cuestiones como el posible riesgo de degradación o de embalamiento térmico (Thermal Runaway) y la necesidad de desmontar la batería durante el secado, aportando datos de interés para fabricantes, talleres y aseguradoras.
El corazón del problema: La sensibilidad térmica del litio
El rendimiento, la vida útil y la seguridad de las baterías de ion-litio dependen directamente de la temperatura. Su rango óptimo de funcionamiento se sitúa entre los 15 °C y los 35 °C; superar de forma continuada estos valores acelera su degradación, reduciendo la capacidad de almacenamiento de energía (State of Health o SoH) y aumentando la resistencia interna.
El principal riesgo aparece cuando se alcanzan temperaturas extremas. En esas condiciones pueden desencadenarse reacciones químicas internas que generan calor, provocan cortocircuitos y, en el peor de los casos, originan el denominado embalamiento térmico (Thermal Runaway), un proceso de rápida propagación que compromete la seguridad de la batería.
Por este motivo, los fabricantes de vehículos establecen limitaciones para las operaciones de secado en cabina de pintura. Como criterio general, la temperatura en la superficie del pack de baterías no debería superar los 60 °C durante más de 30 minutos. Sin embargo, los ciclos habituales de secado de pinturas y barnices se realizan precisamente a 60 °C durante 30 minutos, lo que plantea dudas sobre su posible impacto.
Además, las recomendaciones de los fabricantes no son uniformes. Mientras algunos únicamente limitan la exposición a altas temperaturas, otros llegan a exigir el desmontaje de la batería antes de introducir el vehículo en la cabina de pintura. Y en el caso del secado por infrarrojos indican que hay que proteger todos los componentes de alto voltaje de la radiación infrarroja directa.
Los ensayos demuestran que, durante un ciclo de secado a 60 °C, la temperatura de los módulos de la batería se mantiene entre 30 °C y 37 °C, muy por debajo de los límites de seguridad.
Como se observa en la tabla analítica, los procesos de carga rápida (donde la alta intensidad de corriente genera calor interno inmediato por efecto Joule) o el simple hecho de aparcar el vehículo a la intemperie bajo una ola de calor estival en zonas de alta radiación solar, exponen a la batería a temperaturas en el núcleo sustancialmente más severas y duraderas que un ciclo estándar de secado en un taller de carrocería. Por consiguiente, la fase de secado en cabina resulta ser un escenario térmicamente moderado para el sistema de tracción.
Este estudio reveló que la temperatura del pack de baterías durante la fase de secado en una cabina de pintura se mantiene en torno a los 35 °C, lo que contrasta significativamente con las temperaturas más altas observadas durante la carga de la batería y el estacionamiento en verano. Las temperaturas ambientales que rodean a los EV desempeñan un papel fundamental en el rendimiento de las baterías, influyendo especialmente en factores como el tiempo de carga.
Metodología de ensayo: monitorizando el proceso de secado
Para analizar la transferencia de calor durante el secado en cabina de pintura, Centro Zaragoza instrumentó un vehículo eléctrico equipado con una batería de tracción situada en la parte inferior del chasis, siguiendo la arquitectura habitual tipo skateboard.
El estudio combinó dos sistemas de medición.
- Sistema de Diagnosis a Bordo (OBD), conectado directamente al bus de datos del vehículo para obtener información del Sistema de Gestión de la Batería (BMS), registrando en tiempo real la temperatura medida por los sensores internos instalados por el fabricante entre los módulos de celdas. Se utiliza equipo de diagnosis del fabricante del vehículo y equipo de diagnosis multimarca.
- Termopares en los distintos módulos de la batería siguiendo la numeración establecida por el fabricante para que se pueda comparar con la lectura de la BMS, los bajos del vehículo y la estructura del habitáculo, con el fin de medir la temperatura alcanzada en estas zonas durante el proceso.
Los ensayos reprodujeron un ciclo real de repintado en una cabina industrial ajustada a una temperatura de aire de 60 °C. Se evaluó la evolución térmica durante tiempos de secado de hasta 60 minutos y se analizó la influencia del estado de carga de la batería (State of Charge o SoC), comparando el comportamiento térmico con niveles bajos de carga (10%-20%) y elevados (80%-100%).
La carga rápida o un vehículo estacionado al sol en verano generan un mayor estrés térmico sobre la batería que un ciclo de secado convencional en cabina de pintura.
Desmitificando los riesgos en cabina
Los resultados obtenidos ofrecen conclusiones tranquilizadoras para el sector de la reparación. Bajo un ciclo de secado a 60 °C durante 60 minutos, la temperatura interna de los módulos del pack de baterías se mantuvo siempre muy por debajo del límite de 60 °C, registrándose valores máximos de entre 30 °C y 37 °C.
El estudio también demuestra que la distribución de temperatura dentro del pack no es uniforme y que los termopares proporcionan mediciones más precisas que el equipo de diagnosis. Asimismo, se observó que los módulos alcanzan temperaturas ligeramente superiores con un estado de carga (SoC) elevado y que, en el vehículo analizado, el estribo registra temperaturas más altas que la parte inferior del pack.
¿A qué se debe esta notable diferencia térmica si el aire circundante está a 60 °C? La respuesta se encuentra en las leyes de la termodinámica aplicadas al diseño constructivo de los vehículos eléctricos:
- Inercia Térmica Masiva
Un pack de baterías moderno es una estructura extremadamente densa y pesada, compuesta por decenas de celdas individuales, placas de refrigeración, cableados de alta tensión y fluido refrigerante. Esta enorme masa requiere una cantidad ingente de energía calórica y tiempo para elevar un solo grado su temperatura global.
- Aislamiento de las Carcasas Estructurales
Las baterías de tracción se alojan en carcasas herméticas de alta resistencia, fabricadas en aluminio o acero y reforzadas con elementos aislantes. Esta envolvente reduce la transferencia de calor desde el aire de la cabina hacia las celdas, limitando el incremento de temperatura durante el secado.
- El Factor del Estado de Carga (SoC)
Los ensayos mostraron ligeras diferencias según el estado de carga (SoC) de la batería. Con un SoC elevado se registraron temperaturas algo superiores, aunque en ningún caso se alcanzaron valores que comprometieran la seguridad ni supusieran riesgo durante el proceso de secado en cabina.
Este estudio aporta una base de tranquilidad fundamentada en el empirismo científico para el sector de la reparación automotriz. Certifica de forma rigurosa que el proceso de secado tradicional en cabinas de pintura a 60 °C no representa una amenaza para la integridad estructural, la seguridad o la longevidad de las baterías de tracción de iones de litio, gracias a la robusta inercia térmica e ingeniería de aislamiento del vehículo eléctrico moderno. No obstante, esta conclusión no exime al profesional del taller de su
responsabilidad operativa. La llegada del vehículo eléctrico elimina el espacio para la improvisación o la falta de rigor. Solo mediante el estricto cumplimiento de los márgenes térmicos de los fabricantes, la adopción de tecnologías de pintura avanzadas de curado eficiente y un entendimiento profundo de la termodinámica de las baterías, los talleres podrán garantizar reparaciones perfectas, rentables y seguras en esta nueva era de la movilidad sostenible.
Directrices y protocolos de seguridad
A pesar de que las conclusiones científicas confirman que el riesgo de daño inmediato es bajo, la prudencia técnica y las normativas de garantía de los fabricantes exigen que los talleres implementen un protocolo estricto de actuación al trabajar con vehículos electrificados en el área de pintura.
1. Verificación obligatoria de los tiempos y temperaturas de consigna
El pintor no debe confiar ciegamente en el termostato de la cabina; es indispensable calibrar los equipos periódicamente. Un fallo en las sondas de la instalación que eleve la temperatura real del aire por encima de los 70 °C u 80 °C de forma accidental podría saturar la capacidad de absorción térmica de la batería y dañar irreversiblemente las celdas. Se recomienda priorizar el uso de pinturas y barnices de “secado al aire” o de “baja temperatura” (tecnología de curado rápido a 40 °C), que reducen además el gasto energético del taller.
2. Gestión del estado de la batería antes de introducir el vehículo en la cabina de pintura
Es una buena práctica técnica comprobar que el vehículo no entre a la cabina de pintura inmediatamente
después de haber sido sometido a un ciclo de carga rápida o a una prueba de conducción dinámica severa. La batería debe estar “en reposo” térmico, idealmente a temperatura ambiente, antes de iniciar el ciclo de horneado.
3. Monitoreo activo mediante herramientas de diagnosis
Para reparaciones complejas o vehículos que requieran ciclos prolongados de secado, se recomienda dejar conectado un equipo de diagnosis durante la fase de horneado. Esto permite supervisar las lecturas de los sensores del BMS y abortar el proceso de inmediato si se detecta un incremento anómalo en la temperatura de algún módulo.
4. Inspección de daños previos en el pack de baterías
Si el vehículo ha llegado al taller debido a un siniestro estructural (impacto lateral o inferior), la carcasa de la batería podría estar comprometida, deformada o con sus sistemas de refrigeración interna dañados. Someter a estrés térmico una batería que sufre daños mecánicos previos es una práctica de altísimo riesgo que podría catalizar un cortocircuito interno. La inspección visual y el escaneo de códigos de fallo (DTC) previos son obligatorios.