EV nei garage: le linee guida antincendio Siemens – Danfoss

La diffusione dei veicoli elettrici (EV), sebbene lenta rispetto al parco circolante, comporta nuove sfide in termini di sicurezza antincendio nei parcheggi su cui è attesa una nuova norma dei Vigili del Fuoco in Italia come in altri Paesi, dove i VV.F. hanno addirittura chiesto il ban delle auto elettriche dai parcheggi sotterranei. Siemens, Danfoss Fire Safety A/S e il Danish Institute of Fire and Security Technology (DBI) hanno pubblicato il Libro bianco “Fire safety in parking garages with electric vehicles”. L’obiettivo è fornire linee guida per la protezione degli edifici in cui sono situati i garage e anche delle persone presenti (spesso impiegati, ospiti di strutture sovrastanti i garage o semplicemente altri automobilisti) quando le misure di sicurezza intrinseche delle batterie al litio non dovessero essere sufficienti ad evitare una fuga termica e la propagazione dell’incendio all’auto, ad altri veicoli adiacenti e alla struttura.

LE PRIORITA’ NELLA PROGETTAZIONE DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO

Gli incendi delle batterie al litio dei veicoli elettrici (auto, scooter, bici, monopattini, autobus, etc.), per la varietà di condizioni che possono portare alla fuga termica con una reazione a catena nelle celle, per le difficoltà di spegnimento e l’energia termica che si sprigiona in base alle diverse chimiche delle batterie, hanno avviato una revisione dei regolamenti di sicurezza antincendio e richiesto intense attività di ricerca attualmente in corso, come i test sulle batterie condotti da ENEA, Università La Sapienza e VV.F, o i test di estintori a schiuma per batterie al litio. Poiché in caso di thermal runaway la curva di temperatura e propagazione dell’incendio di un veicolo elettrico possono essere molto veloci, il libro bianco redatto da Siemens, Fire Safety A/S e DIB, propone un approccio multidisciplinare che descriveremo nei paragrafi seguenti, basato su 3 obiettivi fondamentali nella progettazione della sicurezza antincendio:

• ridurre al minimo il rischio per le persone presenti nel garage e per i vigili del fuoco a causa del calore e del fumo;
• ridurre al minimo il rischio di compromettere l’integrità strutturale dell’edificio;
• ridurre al minimo il tempo necessario per riprendere il normale funzionamento dell’edificio a seguito di un incendio.

PERCHÉ IL RISCHIO DI PROPAGAZIONE DELL’INCENDIO E’ MAGGIORE

Il White Paper riporta recenti esempi in cui l’incendio di parcheggi destinati a una promiscuità di veicoli si è esteso ad altri veicoli e alla struttura:

• incendio all’aeroporto di Stavanger nel 2020, che ha distrutto più di 200 veicoli e ha causato il crollo parziale dell’edificio;
• incendio a Liverpool, Regno Unito che ha comportato il danneggiamento di 1400 veicoli e la distruzione dell’edificio.

Negli incendi che coinvolgono più veicoli entrano in gioco vari fattori, destinati a crescere sempre di più, considerando l’indirizzo dell’industria automobilistica mondiale:

• lo spazio libero tra i veicoli diminuisce man mano che le auto diventano più grandi (soprattutto i SUV), facilitando la propagazione dell’incendio da veicolo a veicolo e rendendo meno agevole l’intervento dei VV.F;
• le auto contengono molta plastica combustibile, circa il 50% del volume del veicolo, insieme agli pneumatici, costituisce la maggior parte del carico di incendio.

Se le misure di sicurezza antincendio intrinseche della batteria falliscono e la batteria al litio inizia a bruciare, l’opzione migliore è raffreddare la batteria. Tuttavia a causa della struttura protettiva e della sua posizione nella parte inferiore del veicolo, non si rivelano efficaci i tradizionali sprinkler dall’alto. Ecco perché le aziende specializzate hanno sviluppato dei sistemi che perforano la batteria al litio e la raffreddano dall’interno. Queste soluzioni, secondo le stime riportate dallo studio, possono ridurre di 100 volte la quantità d’acqua necessaria allo spegnimento dell’incendio rispetto alla manichetta tradizionale.

RISCHIO INCENDIO NEI VEICOLI, COLONNINE DI RICARICA E SISTEMI DI ACCUMULO

Secondo i test condotti da Siemens e Fire Safety A/S con il supporto del Danish Institute of Fire and Security Technology il water mist, cioè la nube d’acqua ad alta pressione è il metodo più efficace per contrastare l’innalzamento incontrollato della temperatura di una batteria in fuga termica, mentre non intervengono i Vigili del Fuoco. Il libro bianco attribuisce un’elevata probabilità di rischio incendio anche alle stazioni di ricarica al crescere della potenza erogata. Di conseguenza suggerisce l’integrazione di sistemi antincendio anche alle colonnine. Se però i sistemi di rilevamento tempestivo di un incendio nei veicoli elettrici e nell’infrastruttura di ricarica sono definiti tecnicamente semplici, se opportunamente progettati, è più complesso definire quale tecnologia antincendio utilizzare, almeno finché non ci sarà completata la revisione delle norme antincendio in vigore.

Gli incendi nelle stazioni di ricarica sono poco frequenti, ma secondo lo studio potrebbero essere destinati a crescere con la diffusione delle infrastrutture. Il rischio di incendio attribuito alla ricarica potrebbe derivare da malfunzionamenti elettrici e cortocircuiti, cavi danneggiati, apparecchiature di ricarica difettose o sovratensioni elettriche, surriscaldamento dell’apparecchiatura di ricarica, uso improprio dell’apparecchiatura di ricarica o fulmini. Un rischio più elevato di incendio e fuga termica può verificarsi nei sistemi di accumulo dell’energia BESS, fatti di rack di batterie al litio (come i Tesla Megapack che si sono incendiati più volte negli ultimi mesi). In entrambi i casi la presenza di rilevatori di fumo progettati per operare in ambienti polverosi possono essere più veloci (da 1 a 3 minuti nei test realizzati), senza generare falsi positivi causati dai gas di scarico dei veicoli tradizionali presenti.

LE LINEE GUIDA SIEMENS – DANFOSS NELLA SICUREZZA ANTINCENDIO CON VEICOLI ELETTRICI

Tutte queste contromisure andrebbero integrate nella progettazione della sicurezza antincendio dei garage secondo i criteri riportati nel White Paper:

• per un rilevamento veloce della presenza di fumo senza falsi allarmi, i rilevatori di incendio dovrebbero essere posizionati sopra i posti auto, non in corrispondenza delle corsie di accesso. Inoltre deve essere considerata anche la possibilità che la ventilazione possa diluire eccessivamente il fumo in prossimità dei rivelatori di incendio;
• l’impiego di ugelli ad alta pressione (50 bar), tubature in acciaio inox e pompe appositamente realizzate, può ridurre le goccioline di acqua a una nebbia fine (water mist) con un diametro da 50 a 100 μm. Quando la nebbia d’acqua entra in contatto con le fiamme, le piccole goccioline evaporano rapidamente, espandendosi di 1.700 volte, raffreddando così il fuoco, assorbendo l’energia dalle fiamme e spostando l’ossigeno dall’incendio. In questo modo secondo lo studio, si ha una capacità di raffreddamento fino a 7 volte maggiore e un consumo d’acqua è ridotto fino all’80% rispetto ai tradizionali sprinkler;
• per ridurre al minimo il rischio di incendio, è importante che gli operatori e i produttori delle stazioni di ricarica seguano gli standard e le linee guida locali per la sicurezza elettrica e antincendio, oltre a condurre regolari manutenzioni e ispezioni delle apparecchiature di ricarica e un’adeguata formazione degli utenti e del personale;
• le sirene vanno posizionate sul soffitto nella mezzeria delle corsie di accesso. Il numero e la spaziatura dei dispositivi saranno determinati da considerazioni specifiche del progetto (udibilità e visibilità), insieme a regole locali;
• se le norme locali richiedono l’installazione di un sistema di allarme vocale, anche il garage interrato sarà dotato di altoparlanti opportunamente posizionati e dimensionati. Tali sistemi hanno il vantaggio di fornire messaggi vocali chiari anche in ambienti acusticamente difficili. Le persone reagiscono in modo più rapido ai messaggi vocali rispetto ai segnali acustici o visivi. Ciò favorisce la velocità e l’efficienza dell’evacuazione.