Auto elettriche nei parcheggi: ecco la soluzione agli incendi

Con la nostra mega indagine sulle auto elettriche abbiamo portato a galla un problema legato ai rischi di incendio nei parcheggi sotterranei di cui abbiamo parlato anche al primo convegno nazionale sulla sicurezza delle batterie al litio. Un lavoro che ci ha fatto scoprire svariate sperimentazioni e soluzioni per contrastare il maggiore rischio introdotto dalle batterie al litio, che attualmente resta e non va sottovalutato. Questo articolo fa parte di uno speciale sullo spegnimento delle batterie al litio che abbiamo voluto realizzare proprio per parlare da un’altra prospettiva di questo problema, raccontandovi le varie soluzioni ad oggi in commercio. Tra le tante e varie soluzioni che le aziende specializzate in sistemi antincendio stanno mettendo in campo, alcune si sono dimostrate più efficaci e adatte anche a spazi ristretti e di difficile accesso, come garage, autorimesse e officine. Abbiamo preso contatti con Fogtec, l’azienda tedesca, distribuita in esclusiva in Italia dalla Pierre S.r.l., che ha sviluppato l’omonimo sistema testato e certificato NFPA 750, EN 14972 e VdS 3188, come protezione antincendio per parcheggi e sistemi di ricarica di veicoli elettrici. Ecco come funziona.

WATER MIST AD ALTA PRESSIONE CONTRO GLI INCENDI DI BATTERIE AL LITIO

Il sistema Fogtec si basa sulla produzione di Water Mist, cioè una nube d’acqua nebulizzata ad alta pressione come agente estinguente, e sensori di monitoraggio e rilevamento di principi di incendio per contrastare le fiamme sul nascere e prevenire i fenomeni di Thermal Runaway nelle batterie al litio. Secondo l’azienda FogTec, la finissima nebbia d’acqua si rivela molto efficace in caso d’incendi e dai test di confronto con altri estinguenti presso IFAB – Istituto indipendente federale per la ricerca applicata sulla sicurezza antincendio in Germania, presenta diversi vantaggi:

le micro-goccioline permettono il controllo e la soppressione delle fiamme agendo su tutti e tre i lati del triangolo del fuoco (ossigeno – combustibile – calore);
la dimensione delle gocce di acqua che si ottiene attraverso ugelli nebulizzatori ad alta pressione aumenta il volume utile di acqua, riducendo i costi. Con 1 litro di acqua si genera un volume corrispondente di vapore d’acqua pari a 1650 litri. Inoltre per ogni litro di acqua si può generare una superficie di reazione di 200 m² con sistema Fogtec ad alta pressione che produce gocce di 0,01 mm di diametro, rispetto a 20 m² con Sprinkler tradizionale che spruzza gocce di 1 mm di diametro;
dai test condotti in Germania presso il laboratorio indipendente IFAB e certificati da TÜV SÜD e DEKRA, è emerso che più piccole sono le goccioline, migliore è l’effetto sul controllo dell’incendio. Inoltre con pressioni d’acqua tra 60 e 200 bar le micro-goccioline acquisiscono un’energia cinetica capace di superare anche i gas elettrolitici che si sprigionano nell’incendio di una batteria al litio, contribuendo a farli precipitare al suolo;
l’evaporazione delle goccioline di acqua riduce la quantità di ossigeno solo alla fonte del fuoco, senza creare pericoli per le persone.

TEST ANTINCENDIO BATTERIA AGLI IONI DI LITIO CON WATER MIST FOGTEC

Per dimostrare l’efficacia dei sistemi Water Mist, Fogtec ha effettuato dei test antincendio presso il laboratorio di prova IFAB a Faßberg, in Germania. I risultati dei test mostrati nei video allegati, hanno restituito gli input per lo sviluppo delle soluzioni di protezione antincendio di Fogtec per parcheggi e garage interrati certificati da TÜV SÜD e DEKRA. Gli scenari di incendio simulati in scala reale si basano sulle valutazioni emerse dal progetto di ricerca SUVEREN (Sicurezza delle strutture interrate urbane durante l’uso di nuovi vettori energetici). Il consorzio di ricerca con il Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) e la Society for the Study of Tunnels and Transportation Systems (STUVA), si è posto lo scopo di studiare molteplici aspetti di rischio di incendio, tra cui anche veicoli con batterie al litio e stazioni di ricarica.

Durante i test sono state valutate attraverso diversi parametri le capacità estinguenti di varie soluzioni (Sprinkler; Water Mist ad alta e bassa pressione; F-500; Schiuma; CO²; Azoto; Novec). Per ciascun sistema è stato generato un incendio a partire da celle e moduli di celle con livello di carica State of Charge del 100% e capacità di:

307 Wh di capacità elettrica totale per le celle agli ioni di litio;
879 Wh di capacità elettrica totale per i moduli agli ioni di litio.

Le celle e i moduli batteria sono stati disposti uno accanto all’altro nei singoli test per garantire un trasferimento di calore diretto dalle celle accese a quelle adiacenti. La fuga termica della batteria agli ioni di litio è stata innescata utilizzando elementi riscaldanti a resistenza che si trovavano sempre nella stessa posizione.

Durante i test sono state eseguite diverse misurazioni per verificare l’efficacia degli estinguenti nel controllo dell’incendio. Ad esempio attraverso:

tasso di rilascio del calore (HRR);
temperatura aria a varie altezze;
temperatura pareti interne ed esterne a diverse altezze dei box in cui sono stati effettati i test;
concentrazione del gas misurata con la Spettroscopia Infrarossa a Trasformata di Fourier (FTIR)
videocamera e telecamera a Infrarossi;
rivelatori ottici, rilevatori a ionizzazione e cavi di conduzione termica.

Nelle applicazioni di test IFAB, il sistema a base di Water Mist Fogtec è stato azionato per 30 minuti da una pompa ad alta pressione con uscita all’ugello di 100 bar. Nel test di spegnimento della cella è stato posizionato un solo ugello sul soffitto del box. Mentre nel test di spegnimento dei moduli batteria i 14 ugelli sono stati disposti sulle 3 pareti verticali del box.

RISULTATI DEL TEST SPEGNIMENTO BATTERIA AL LITIO: WATER MIST VS SPRINKLER

L’acqua nebulizzata ad alta pressione si è dimostrata particolarmente adatta per combattere gli incendi dei veicoli con batterie al litio. Rispetto agli Sprinkler, le piccole gocce di acqua nebulizzata hanno mostrato una capacità di raffreddamento particolarmente elevata. Dopo circa 10 minuti, la temperatura misurata al soffitto è risultata 218 °C con Water Mist attivo, e con una curva discendente. Mentre è 580 °C con Sprinkler azionato e impiega circa 30 minuti per scendere ai livelli medi della temperatura misurata con Water Mist.

“Il raffreddamento del pacco batteria è l’unico modo per ridurre la propagazione della fuga termica. È dimostrato che l’acqua nebulizzata ad alta pressione è il miglior agente di raffreddamento”, spiega l’azienda. “Inoltre, il 50% di tutta l’energia derivante dall’incendio di una batteria è causato dalla combustione di gas elettrolitici. La riduzione del calore rallenta la propagazione della fuga termica, così come gli incendi secondari”. Si tratta sicuramente di una soluzione interessante, validata da standard normati e certificata da enti terzi, per ridurre i rischi di propagazione di un incendio non solo nelle autorimesse e stazioni di ricarica, ma anche in sistemi cosiddetti BESS (Battery Energy Storage System). Con la diffusione di sistemi BESS, l’azienda spiega che è prevedibile un’impennata di incendi come quello Tesla in California, soprattutto a causa della mancanza di chiare norme per la protezione antincendio di questi giganteschi powerbank.

Per maggiori informazioni sulla tecnologia Fogtec, potete contattare: PIERRE S.r.l. – www.pierre.it – pierre@pierre.it