Un sensore minuscolo che è fondamentale per evitare le perdite termiche: “prima del guasto della batteria, i cambiamenti chimici si riflettono nell’olio refrigerante”.
05/09/2026 15:00
Aggiornato a
05/09/2026 15:00
Il deterioramento di una batteria al litio può iniziare molto prima che i suoi effetti diventino visibili. Cambiamenti chimici interni generano segnali che alla fine lasciano traccia nell’olio utilizzato per raffreddare il sistema.
Rilevare queste prime tracce è l’obiettivo di MicroSensOil, un dispositivo microfluidico sviluppato da ricercatori del Tecnológico de Monterrey che mira ad anticipare guasti in grado di causare incendi o esplosioni.
Prima del BMS, per evitare le sue limitazioni
La necessità di questo tipo di tecnologia è legata all’aumento dell’uso delle batterie al litio sia nei veicoli elettrici che nei sistemi di accumulo energetico. La loro degenerazione progressiva, l’invecchiamento dei componenti o la contaminazione dei fluidi refrigeranti possono favorire reazioni interne difficili da rilevare con i sistemi tradizionali. In situazioni estreme, tali reazioni possono causare una perdita termica, una reazione a catena legata all’overclocking che può portare a incendi ed esplosioni.
Il progetto è guidato da David Ramírez Rios, ingegnere in sistemi digitali e robotica, con un master in scienze ingegneristiche e attualmente al terzo semestre del dottorato presso il Tec. Il consulente tecnico è Javier Izquierdo Reyes, ingegnere in comunicazioni ed elettronica, dottore in scienza e ingegneria presso il Tec e con un post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT).
La proposta nasce da una limitazione dei sistemi convenzionali di gestione delle batterie, noti come BMS. Queste piattaforme controllano parametri elettrici come la tensione, la corrente e la temperatura per comprendere il comportamento e stimare lo stato di salute delle batterie. Si tratta di strumenti fondamentali, ma possono rilevare il deterioramento solo quando i danni sono già avanzati.
MicroSensOil propone di affrontare il problema da un’altra prospettiva: invece di aspettare che la batteria mostri un comportamento anomalo, cerca di identificare i segnali chimici che compaiono nelle prime fasi del suo invecchiamento. A tal fine, il microsensor analizza piccole quantità di olio refrigerante e cerca di individuare gas o composti legati ai processi di degradazione.
“Prima che una batteria si guasti in modo evidente, avvengono cambiamenti chimici interni che lasciano tracce negli oli refrigeranti”, spiega il dottor Javier Izquierdo Reyes, professore e ricercatore presso la Scuola di Ingegneria e Scienze del Tecnológico de Monterrey. La ricerca, aggiunge, mira a rilevare questa “traccia fisicochimica” dell’invecchiamento prima che le sue conseguenze diventino evidenti.
L’obiettivo è trasformare la manutenzione reattiva in una di tipo predittivo. Se i segnali di degrado possono essere identificati con sufficiente anticipo, i responsabili del sistema potrebbero adottare misure come modificare le condizioni di funzionamento o sostituire determinati componenti prima che si verifichi un guasto grave.
Per sviluppare il microsensor, i ricercatori fanno ricorso a tecniche di microfabbricazione e produzione additiva. L’intenzione è integrare elettrodi, canali e sistemi di analisi in strutture microscopiche, riducendo così notevolmente la quantità di campione necessaria. Dopo aver completato la ricerca scientifica e la validazione sperimentale, il team prevede di realizzare un prototipo che sarà prodotto e testato da scienziati del Tec in laboratori specializzati del MIT.
Anche se il primo campo di applicazione è l’automobilismo elettrico, le potenzialità sono molto maggiori. Gli ricercatori stanno valutando di adattare questa piattaforma per analizzare gli oli dielettrici utilizzati nei trasformatori elettrici, nonché per monitorare le batterie e altri sistemi industriali, esplorando inoltre possibili applicazioni nel settore medico. L’obiettivo è trasformare MicroSensOil in uno strumento per la manutenzione predittiva applicabile a diversi settori.
La tecnologia mira anche a ridurre l’impatto ambientale. Facilitando la rilevazione precoce dei problemi e migliorando la gestione dei sistemi di accumulo energetico, il progetto intende prolungarne la durata utile, ottimizzare l’uso dei fluidi industriali e ridurre la produzione di rifiuti pericolosi.
L’elemento che può determinare l’implementazione futura di MicroSensOil è il suo potenziale economico. Rispetto agli analisi convenzionali in laboratorio, che possono richiedere centinaia di millilitri di olio e attrezzature costose, il dispositivo mira a effettuare test rapidi direttamente nel luogo in cui si trova la batteria, riducendo il costo dell’analisi da 10 a addirittura 100 volte. Attualmente l’equipaggio cerca finanziamenti nazionali e internazionali per potenziare lo sviluppo e trasformare una tecnologia ideata in Messico in uno strumento con applicabilità a livello internazionale.