Un marcapasos inteligente de última generación ha fallado de forma crítica, poniendo en riesgo la vida del paciente. La causa no fue un error de software ni un desgaste habitual, sino una explosión microscópica dentro de su batería. El análisis forense mediante tomografía computarizada (CT) ha revelado la presencia de dendritas de litio que perforaron el separador, desencadenando un cortocircuito térmico a escala nanométrica.
Análisis por CT y segmentación en Dragonfly y VGSTUDIO MAX 🔬
Para localizar el fallo, los ingenieros recurrieron a la microtomografía de rayos X. Con una resolución inferior a 1 micra, el escáner capturó la estructura interna de la celda. Los datos volumétricos se procesaron en Dragonfly, donde se aplicó una segmentación basada en deep learning para aislar las formaciones de litio metálico. Estas estructuras, con morfología similar a agujas, crecieron desde el ánodo hacia el cátodo. Posteriormente, en VGSTUDIO MAX se realizó un análisis de porosidad y espesor del separador, confirmando la perforación. La reconstrucción 3D permitió visualizar el camino exacto de la dendrita que provocó el cortocircuito.
Simulación térmica y el futuro de la microfabricación 🔥
El siguiente paso fue importar la geometría de la dendrita a Altium Designer para una simulación térmica transitoria. Los resultados mostraron un pico de temperatura localizado de más de 300 grados Celsius en el punto de contacto, suficiente para vaporizar el electrolito. Este caso demuestra que la visualización 3D no solo sirve para documentar fallos, sino para rediseñar separadores y ánodos con estructuras que inhiban el crecimiento dendrítico. La industria de semiconductores para dispositivos médicos debe integrar estas herramientas de análisis en sus procesos de control de calidad.
Como la microfabricación 3D permite crear electrodos con arquitecturas tridimensionales para mejorar la densidad energética, que desafíos específicos de diseño y deposición de materiales se deben superar para evitar la nucleación y crecimiento de dendritas de litio en baterías implantables de marcapasos?
(PD: simular una oblea de 200mm es como hacer una pizza: todo el mundo quiere un trozo)