O estoque de baterias pode parecer caixas iguais, mas seus estados de risco são diferentes
A segurança de um armazém de baterias começa não pelo que fazer depois que um incêndio é visível, mas pela rapidez com que se distinguem estoques normais de estoques anormais. Em especial, baterias de íons de lítio podem ter histórico de impacto, esmagamento, inundação, sobrecarga, defeito de fabricação ou curto-circuito interno, mesmo quando a aparência externa está intacta. Por outro lado, a mera presença de baterias não permite concluir que todos os armazéns sejam instalações de alto risco iguais. A química e o formato das células, a embalagem, a capacidade individual, a quantidade total armazenada, o estado de carga, a disposição dos racks, as condições de sprinklers e a existência de operações de carregamento alteram o risco real.
Primeiro, é preciso distinguir um armazém logístico que guarda produtos novos embalados de um ESS, um sistema de armazenamento de energia no qual as baterias estão eletricamente conectadas para carga e descarga. A NFPA 855 e a UL 9540A tratam principalmente da instalação de ESS estacionários e de ensaios de propagação de fuga térmica. Os princípios de liberação de gases, reignição, propagação e detecção confirmados nesses materiais também são úteis para a avaliação de riscos em armazéns, mas isso não significa que os requisitos numéricos de ESS possam ser aplicados diretamente a um armazém comum de estoque. As instalações na Coreia do Sul devem verificar em conjunto a legislação aplicável de segurança contra incêndio, as condições de construção e de produtos perigosos, os critérios de seguro, as instruções do fabricante e a consulta ao corpo de bombeiros competente.
A primeira etapa é registrar o estado do estoque
A detecção precoce começa antes da instalação dos sensores. Se apenas o nome do produto for registrado no recebimento, será difícil avaliar o que apresenta risco e em que medida quando surgir uma anomalia. É recomendável vincular ao sistema de estoque, no mínimo, a química e o tipo de célula, a unidade de embalagem, a energia nominal, a quantidade, o lote de fabricação, a faixa de estado de carga, a data de recebimento, a ocorrência de impacto ou inundação no transporte e se o item é devolvido, usado ou destinado ao descarte. As fichas de segurança e os materiais de resposta a emergências do fabricante também devem poder ser encontrados imediatamente pela equipe do local e pelos bombeiros.
Não se pode simplificar dizendo que o risco sempre aumenta na mesma proporção com um estado de carga mais alto, mas deve-se considerar que a energia armazenada pode afetar a liberação de calor e a propagação em um acidente. Materiais de pesquisa da NFPA explicam que alto estado de carga e armazenamento em alta temperatura afetam a degradação, e descrevem casos em que a indústria usa um estado de carga próximo de metade para o desempenho no armazenamento de longo prazo. Contudo, não se deve especificar uma taxa de carga uniforme para todos os produtos. Deixar uma bateria por longo tempo em descarga completa também pode causar degradação da célula e problemas na recarga. A política do armazém deve aplicar, por grupo de produtos, o estado de carga para armazenamento, a temperatura, a umidade, o ciclo de recarga e as regras de transporte definidos pelo fabricante.
Na prática, o estado do estoque deve ser dividido pelo menos em produtos novos normais, devoluções não inspecionadas, itens com dano externo, itens suspeitos de inundação ou impacto, itens recolhidos e itens que aguardam descarte. Se estados distintos forem misturados no mesmo rack e no mesmo fluxo de trabalho, um item anormal pode voltar ao fluxo normal de expedição ou um trabalhador pode tentar carregá-lo sem saber do risco. O código de barras ou o status no WMS deve corresponder à identificação física e ao local de isolamento.
Itens danificados são separados imediatamente do fluxo logístico normal
O setor de recebimento e o de devoluções são os pontos onde o risco aparece primeiro. Amassamento, rachaduras, inchaço, marcas de fusão, corrosão, dano aos cabos e vazamento, bem como calor incomum, odor de eletrólito, chiado ou estalido, são sinais de anomalia. A UL recomenda inspeções que identifiquem cedo esses indícios de dano externo e interno. O FDNY também orienta interromper o uso e o carregamento quando houver deformação, superaquecimento, vazamento, odor ou som incomum.
O inspetor não deve necessariamente mover um item danificado com as mãos ou abrir a embalagem apenas porque o encontrou. Se o aquecimento ou a liberação de gases já estiver em curso, o impacto durante o deslocamento e a exposição do trabalhador podem aumentar o risco. O procedimento local deve incluir a pessoa responsável por decidir se o deslocamento é possível, o equipamento de transporte a utilizar, o raio de controle, os equipamentos de proteção, o recipiente de isolamento e os critérios de comunicação. Somente itens avaliados como seguros para movimentação devem ser enviados a uma área de isolamento designada, afastada do estoque normal, de combustíveis, de fontes de ignição e dos principais corredores do edifício.
A orientação da Agência Ambiental do Reino Unido para instalações de baterias usadas indica que baterias danificadas sejam controladas em recipientes resistentes ao fogo apropriados, com material de enchimento inerte, e que mudanças de temperatura sejam verificadas regularmente em local de isolamento fresco, seco e ventilado. Esse método tampouco é uma prescrição universal para todos os armazéns de produtos novos. Um especialista deve confirmar se o recipiente é adequado ao tamanho e ao estado da bateria, à possibilidade de liberação de gases e às regras de transporte e descarte. O ponto essencial é não deixar itens danificados temporariamente em qualquer espaço vazio, mas gerenciá-los em um fluxo de exceção com responsável e prazo de retirada.
Temperatura, gás e fumaça observam momentos diferentes
É perigoso supor que um único sensor pode encontrar primeiro todas as fugas térmicas. Uma anomalia de bateria pode progredir por aquecimento interno, ventilação da célula e liberação de gases, névoa ou fumaça e chamas, mas a ordem e a velocidade variam conforme o produto e o modo de falha. Por isso, a detecção precoce no armazém deve sobrepor várias camadas que observam diferentes grandezas físicas e projetar os alarmes para que levem a ações reais.
1. Dados operacionais e registros de trabalho
Para baterias em carregamento ou equipamentos conectados, a tensão, a corrente, a temperatura das células, as anomalias de isolamento e os erros do carregador no BMS são as informações de estado mais próximas. Contudo, estoques de unidades embaladas frequentemente não têm o BMS conectado a um sistema central. Confiar somente no BMS então cria uma lacuna de monitoramento. Essa é a razão para considerar, junto dos dados de alarme, registros de trabalho como colisões com empilhadeira, quedas, inundação e motivos de devolução.
2. Detecção de temperatura
Câmeras termográficas fixas, sensores infravermelhos e sensores de temperatura de racks ou zonas podem ajudar a identificar superaquecimento localizado ou elevação de temperatura em relação ao entorno antes de haver fumaça visível. Porém, se caixas, paletes ou a estrutura do rack ocultarem o calor da célula, o aquecimento interno pode ser percebido tarde. Luz solar, aquecedores e calor do escape de empilhadeiras também causam falsos alarmes. Em vez de usar apenas um valor absoluto de temperatura, combine uma temperatura de referência da zona, a velocidade de elevação e o desvio em relação a pontos adjacentes, e teste o campo de visão e os pontos cegos na disposição real.
3. Detecção de gases de ventilação
A estratégia de segurança de armazenamento de energia do DOE explica que a ventilação da célula pode ocorrer antes da fuga térmica em grande escala e que detectores de fumaça ou calor podem não percebê-la; sensores de gás que observam um ou mais componentes, como compostos orgânicos voláteis, hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono, podem fornecer alerta precoce. Contudo, um único gás específico não é um marcador universal para todas as químicas de bateria e etapas de falha. Também há fontes de interferência, como solventes de limpeza, gases de escape de veículos, materiais de embalagem e geração de hidrogênio durante o carregamento. Os alvos de detecção e os valores de alarme devem ser definidos com base nos dados de ensaio dos produtos armazenados, na vazão de ventilação, na sensibilidade cruzada do sensor e na altura de instalação.
4. Detecção de fumaça e incêndio
Detectores de fumaça por aspiração ou pontuais disparam alarme quando névoa e fumaça alcançam o local de detecção. Detectores térmicos e detectores de chama ou de radiação térmica respondem a diferentes estágios de incêndio e ambientes. Tetos altos e o fluxo de ar dentro dos racks podem diluir ou deslocar a fumaça, de modo que a detecção apenas no teto pode ser tardia. A razão de a pesquisa da NFPA sobre instalações de armazenamento mencionar conjuntamente detecção de fumaça, gás e vazamentos, sprinklers automáticos, compartimentação, ventilação e notificação permanente é que a combinação de sistemas de proteção importa mais do que um dispositivo isolado. O tipo e o arranjo dos detectores devem ser definidos por projetista de segurança contra incêndio e pelas autoridades competentes, considerando a altura real do teto, a climatização, os racks e a altura de empilhamento.
Para os alarmes, a correlação e a rota de transmissão importam mais do que o número de sensores
Evacuar imediatamente toda a instalação porque um sensor de temperatura teve um pico momentâneo pode reduzir a capacidade de resposta devido a falsos alarmes frequentes. Por outro lado, esperar que dois tipos de alarme soem pode fazer com que um acidente rápido seja perdido. Uma boa lógica distingue o significado de um alarme isolado, sua duração, sua tendência de elevação e outros sinais na mesma zona. Por exemplo, se o desvio de temperatura persistir ou a concentração de gás subir, pode-se iniciar uma etapa de verificação local; se a elevação de gás e temperatura ocorrerem juntas ou se fumaça for confirmada, o sistema pode passar automaticamente a um nível superior. Os limiares reais não são números universais: devem ser validados por ensaios do produto, desempenho do sensor, volume do espaço e condições de ventilação.
Os alarmes não devem permanecer apenas na tela da sala de controle de incêndio. Devem indicar também o endereço da zona, o número do rack, o tipo e a quantidade do estoque, o histórico de danos, os combustíveis adjacentes e se há área de isolamento. Fora do horário de trabalho, devem ser encaminhados ao responsável e à instalação receptora de alarmes de incêndio, com rotas de backup para falha de comunicação e falta de energia. Também é preciso verificar se uma inspeção funcional mensal é suficiente. Verifique periodicamente contaminação de sensores, obstrução das tubulações de aspiração, vencimento da calibração e pontos cegos causados por mudanças nos racks.
A ventilação é projetada separando a operação normal da emergência
Um ambiente fresco, seco e ventilado é um princípio geral de armazenamento, mas não garante que o ar-condicionado normal tratará com segurança os gases de fuga térmica. Se gases inflamáveis provenientes de uma bateria se acumularem em um espaço fechado e depois se inflamarem, pode haver risco de deflagração. Os ensaios de nível de instalação UL 9540A avaliam a liberação de calor e gás, o risco de deflagração e reignição e o efeito de equipamentos de proteção. Materiais do DOE também conectam a detecção de gases ao alarme de incêndio e tratam a proteção contra explosão como uma questão de projeto separada.
A ventilação de emergência não é uma função simples de ligar todos os ventiladores na potência máxima. Ela não deve direcionar gases para trabalhadores, rotas de fuga, salas adjacentes ou espaços com fontes de ignição. Devem ser analisados em conjunto a possibilidade de ignição por ventiladores, dampers e equipamentos elétricos, a posição das saídas, o ar de reposição, a operação durante falta de energia e a relação com as táticas dos bombeiros. Em alguns acidentes, a ventilação pode reduzir a concentração, mas em outras condições pode afetar o suprimento de oxigênio ou a disseminação da contaminação. Portanto, o acionamento automático e as condições de parada devem ser definidos após análise de riscos de incêndio e explosão e consulta à autoridade de bombeiros competente.
A separação e a compartimentação criam tempo a ser obtido após a detecção
Se houver apenas um alarme precoce e a propagação para paletes adjacentes for rápida, não haverá tempo para as pessoas decidirem. Separar estoque normal de devoluções e itens danificados, manter baterias afastadas de combustíveis comuns, fontes de ignição, áreas de carregamento e rotas de fuga é o básico. Diferentes químicas e formatos de embalagem também devem ser separados de modo identificável. Não armazene baterias em entradas ou nas rotas de acesso aos equipamentos de combate a incêndio.
O espaçamento entre racks, a altura de empilhamento, a separação por unidade de palete, a compartimentação resistente ao fogo e a disposição de sprinklers não podem ser definidos por um único número arbitrário. Assim como a NFPA 855 trata o armazenamento de baterias em capítulo separado e a pesquisa da NFPA aponta lacunas de código e dificuldades de acesso dos bombeiros em grandes armazéns, a quantidade armazenada, a embalagem, a altura do teto, a estrutura e os resultados dos ensaios alteram o projeto. Quando a disposição dos racks for alterada ou o estoque de baterias for aumentado, reavalie se o projeto de sprinklers existente e a cobertura de detecção continuam válidos.
O carregamento adiciona fatores de possibilidade de falha e de geração de calor que o mero armazenamento não tem. Se a operação de carregamento for necessária, não a realize temporariamente em racks de armazenamento normal; separe-a em uma área dedicada com carregadores compatíveis, proteção elétrica, ventilação, detecção, afastamento de combustíveis e supervisão de trabalho. Não carregue baterias cujo estado de dano ou devolução não tenha sido confirmado.
Os estágios de escalonamento do incidente devem fazer todos executarem a mesma ação
Estágio de atenção
Quando for encontrado um pequeno desvio em um único sensor, dano à embalagem ou histórico de impacto, identifique o local e suspenda a expedição e o carregamento. Um responsável treinado verifica dados remotos e as condições ao redor. Não abra nem mova arbitrariamente itens cuja segurança não foi confirmada. Registre a causa e o resultado das medidas para inspecionar o mesmo lote e o estoque adjacente.
Estágio de alerta
Se a elevação da temperatura persistir ou surgirem múltiplos sinais, como gás de ventilação, odor, som anormal ou névoa, interrompa o trabalho na zona e mova as pessoas para fora da linha de controle. Corte a energia e o carregamento somente quando houver um procedimento projetado para isso, e aplique os critérios de notificação ao responsável de prevenção contra incêndio e à autoridade de bombeiros. Evite que pessoas transportem apressadamente baterias em condição de risco. Acompanhe as mudanças por câmeras e sensores remotos, mas não envie novamente pessoas ao local para confirmar.
Estágio de emergência
Quando forem confirmados fumaça, chamas, aumento rápido de temperatura ou gás, som de ruptura ou ejeção de células, acione o alarme do edifício e o procedimento de evacuação e ligue para 119. A função dos funcionários não é tentar a supressão inicial, mas priorizar a segurança das pessoas, o controle de acesso e a comunicação precisa das informações. Forneça aos bombeiros o mapa da zona, o tipo e a quantidade de baterias, informações de estado de carga, fichas de segurança, locais de corte de energia, tendências de detecção e perigos adjacentes. A operação manual de sprinklers automáticos e dos equipamentos de controle de fumaça e ventilação segue o planejamento prévio e o comando.
Materiais do FDNY alertam que, mesmo depois que um incêndio visível se apaga, a bateria pode continuar gerando calor e reignitar horas ou dias depois. Portanto, não reorganize o estoque nem retome as operações imediatamente após a extinção. Siga o período de observação definido pela autoridade de bombeiros e especialistas, o monitoramento termográfico e de gases, o isolamento de detritos, o tratamento de água contaminada e resíduos e os procedimentos de aprovação para reentrada. Reavalie também o estoque que tenha o mesmo lote ou histórico de transporte e impacto que o item envolvido no incidente.
Dez verificações para aplicação no local
O tipo, a capacidade, a quantidade, o estado de carga e a localização das baterias estão vinculados a informações de estoque em tempo real?
As devoluções e os itens suspeitos de dano, inundação ou impacto são imediatamente bloqueados do fluxo normal de expedição?
A área de isolamento está separada de combustíveis, fontes de ignição e rotas de fuga e é monitorada regularmente?
Foram testados os pontos cegos de detecção de temperatura considerando o aquecimento dentro das embalagens e dos racks?
O sensor de gás selecionado é adequado aos componentes liberados pela química em questão e às fontes de interferência no local?
Os alarmes de fumaça, calor e gás são transmitidos juntamente com o endereço da zona e as informações de estoque?
A operação de ventilação não espalha os gases para outras áreas de trabalho ou rotas de fuga?
As condições de sprinklers, compartimentação e acesso dos bombeiros são mantidas depois de mudanças no empilhamento?
Há procedimentos alternativos para notificação fora do horário de trabalho, falta de energia, falha de comunicação e falha de sensores?
A evacuação, a ligação para 119, o fornecimento de informações do local e o monitoramento de reignição foram treinados em cenários reais?
O objetivo da detecção precoce é tomar decisões mais cedo
Um sistema de detecção precoce para armazém de baterias não é uma lista de compras de uma câmera termográfica ou de um sensor de gás. É um sistema operacional que conhece o estado do estoque, separa fisicamente itens danificados, faz com que sinais de temperatura, gás e fumaça se complementem e conecta ventilação, compartimentação, sprinklers e transmissão de alarmes. A primeira medida não é instalar o mesmo equipamento em todas as instalações, mas investigar os produtos armazenados e o fluxo de trabalho e determinar quem interrompe o quê e até onde as pessoas devem evacuar diante de cada sinal anormal. Quando esses critérios de decisão são validados com dados de ensaio reais e exigências da autoridade competente, os sensores enfim criam tempo que pode ser usado antes que o acidente se amplie.