Científicos analizan los gases tóxicos liberados por la quema de módulos de película delgada laminados con PET

Un grupo de investigación del Laboratorio Estatal Clave de Ciencias del Fuego de China ha realizado experimentos en paneles fotovoltaicos de película delgada, flexibles y laminados con politereftalato de etileno (PET) de 18 cm² para evaluar la toxicidad de los gases liberados cuando se queman.

Los científicos analizaron la combustión de los paneles utilizando un cono calorímetro, un dispositivo utilizado para predecir el comportamiento del fuego en tiempo real y evaluar parámetros como el tiempo de ignición, la tasa de liberación de calor, la pérdida de masa y otras propiedades. Sin embargo, las limitaciones del equipo llevaron a evaluar solo la toxicidad del CO (monóxido de carbono) y el CO2, señalaron los investigadores.

El dispositivo probado tiene una vida útil de cinco años y es ampliamente utilizado en aplicaciones tales como bicicletas compartidas, lámparas solares para césped, fuentes de alimentación domésticas u oficinas y sistemas de alimentación portátiles. El panel tiene cinco capas: Películas de PET y EVA, una lámina de silicona policristalina, otra película de EVA y una placa de circuito impreso (PCB). “La oblea de silicio policristalino está encapsulada por una capa adhesiva de EVA transparente, resistente a la luz, pegajosa y elástica, y se adhiere a la película superior de PET y a la lámina posterior inferior de PCB para formar un panel solar”, dijeron los científicos.

Puntos de fusión

El estudio experimental sobre los riesgos de combustión y toxicidad de un panel fotovoltaico laminado con PET, publicado en Solar Energy Materials and Solar Cells y publicado en el sitio web de ScienceDirect, señalaba que el punto de fusión del PET era de unos 250 grados centígrados y el de la película EVA de unos 75 grados centígrados. Según el documento, cuando la temperatura subió, la capa inferior de EVA se derritió antes que el PET, por lo que se generaron rápidamente numerosas ampollas densas bajo el PET y se colapsaron continuamente. “Cuando la llama se propaga por toda la superficie de la muestra, entra en la fase de combustión completa”, informaron los investigadores. Después de extinguirse el fuego, el dispositivo quemado mostró residuos de oblea solar de silicio policristalino azul y fibras de vidrio blanco con los polímeros en el EVA, PET y PCB completamente quemados.

Los investigadores dijeron que aunque algunos de los gases emitidos eran menos dañinos que el CO, se detectaron cuatro emisiones tóxicas: dióxido de azufre, fluoruro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno y compuestos orgánicos volátiles. “Por lo que se sabe, el efecto de envenenamiento de los productos de la combustión depende más de la velocidad y las condiciones de combustión y no de la composición química de los materiales quemados, que es un límite crítico”, señaló el estudio.

“Una vez que se produce un incendio fotovoltaico en un área densamente poblada de la ciudad, además de la alta radiación de calor generada por factores como las descargas eléctricas, que pueden causar daños a los bomberos y a los residentes de los alrededores, los gases tóxicos generados por la combustión de los paneles fotovoltaicos no pueden ser ignorados”, señala el informe.

Los investigadores añadieron que se debería realizar un trabajo similar con módulos fotovoltaicos laminados con vidrio, ya que tienen una cuota de mercado mucho mayor.