O grupo de pesquisa de Sistemas Elétricos de Potência da Escola de Engenharia (EE), da Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM), deflagrou baterias de íons de lítio para uso residencial. Os testes, que contaram com a parceria da Huawei Brasil, concluíram que a bateria de alta densidade exige maior atenção na segurança.
Os experimentos, realizados em quatro baterias distintas (ESS A, B, C e D), simulam cenários de incêndio e falhas internas, trazendo evidências inéditas sobre a complexidade da supressão de incêndios em ambientes confinados.
Os testes ocorreram com sensores de temperatura e tensão, além de placas de aquecimento, que permitiram o monitoramento em tempo real.
Cada unidade foi submetida a diferentes regimes de estresse: térmico externo, térmico interno e elétrico. O objetivo foi avaliar:
- Tempo de instabilidade,
- Picos de temperatura,
- Ocorrência de deflagração,
- Eficiência das técnicas de supressão.
Os ensaios foram coordenados pelo professor Bruno Soares de Lima e desenvolvidos pelo professor José César de Souza Almeida Neto. Os pesquisadores Filipe Ramos e Pedro Ramalho também atuaram na pesquisa.
Os principais resultados
Os testes colocaram quatro sistemas de armazenamento de energia (ESS) em cenários críticos de estresses. Entre eles, o térmico, choque elétrico e problemas internos. Ou seja, os resultados evidenciam diferenças significativas na resposta de cada sistema, especialmente em situações de fuga térmica e nas estratégias de supressão de incêndio.
O ESS A apresentou fuga térmica mesmo sem a aplicação de estresse externo. Quando submetido simultaneamente a estresse térmico e elétrico, o sistema atingiu temperaturas superiores a 1300 °C após cerca de 1 hora e 40 minutos.
O ESS B demonstrou maior estabilidade inicial, mantendo-se estável por 1 hora e 25 minutos antes da deflagração. Nesse caso, a supressão com CO₂ mostrou-se eficaz já na primeira aplicação, sem registro de reignição.
Já o ESS C, submetido a estresse interno e externo simultaneamente, além de estresse elétrico, apresentou o comportamento mais crítico. O sistema registrou múltiplas explosões e jatos de fogo sustentados, exigindo cinco aplicações de CO₂ e espuma para controle da situação.
No ESS D, avaliado sob estresse térmico externo isolado, a temperatura também ultrapassou 1300 °C, cerca de 65 minutos após o início do teste. A supressão exigiu mais de cinco aplicações de CO₂, devido à persistência da emissão de fumaça.
Outras análises identificadas
As evidências visuais registradas durante os testes mostram a progressão do fenômeno desde a emissão inicial de fumaça até a formação de jatos de fogo. Em alguns experimentos, cabos de medição foram consumidos pelas chamas, enquanto a liberação contínua de gases inflamáveis contribuiu para a intensificação das explosões.
De forma geral, todos os sistemas apresentaram deflagração quando submetidos a condições críticas. O ESS B foi o único a responder de maneira controlada à primeira tentativa de supressão. Já os ESS C e D demonstraram maior persistência de gases inflamáveis e demandaram múltiplas intervenções para controle do incêndio. Além disso, a emissão de fumaça mesmo após a extinção das chamas visíveis foi identificada como um risco adicional, especialmente para brigadas de incêndio que atuam em ambientes confinados.
Conclusão dos testes
Segundo o coordenador dos cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia da Computação da UPM, Bruno Soares de Lima, os resultados dos ensaios são de extrema importância. Uma vez que as BESS estão se tornando uma opção de fornecimento de energia em residências e pequenos comércios.
Os resultados reforçam a necessidade de avançar na padronização de testes de fuga térmica em sistemas de armazenamento de energia, além de desenvolver protocolos de supressão mais adaptativos para incêndios envolvendo baterias de alta densidade energética. Também destaca-se a importância de projetos de engenharia que reduzam a combustão de cabos e melhorem a ventilação interna das células, bem como treinamento especializado para brigadas de incêndio que possam enfrentar esse tipo de ocorrência.
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