Incêndios em baterias de íon de lítio: como eles se espalham tão rapidamente?

As baterias de íon de lítio, que alimentam milhares de e-bikes e e-scooters, são responsáveis ​​por uma parcela cada vez maior dos incêndios na cidade de Nova York.

Até agora, a maioria de nós já viu um vídeo de vigilância granulado das baterias explodindo em flashes brancos de chamas. Mas observá-los explodir – de perto – ajuda a revelar por que essas células de bateria representam um desafio tão grande para a segurança contra incêndio moderna.

O NBC New York I-Team fez parceria com o Telemundo 47 Investiga para dar aos espectadores uma visão próxima e pessoal de como o incêndio de uma bateria de íon de lítio progride, minuto a minuto. Com a ajuda dos Laboratórios VTEC no Bronx, perfuramos uma bateria de e-scooter dentro de uma sala à prova de fogo equipada com várias câmeras.

As gravações da demonstração mostram como o comprometimento de uma única célula de bateria dentro do pacote leva a uma reação em cadeia chamada "descontrole térmico". Essencialmente, quando uma célula da bateria entra em combustão, o imenso calor é transferido para a próxima célula, levando-a a pegar fogo. Esse calor então é transferido para a próxima célula e assim por diante.

"A fuga térmica é que a bateria entra em ignição e combustão e continua nesse processo até esgotar toda a sua energia", disse Neil Schultz, diretor executivo da VTEC Laboratories. "Durante esse período, ele emite uma grande quantidade de calor e alta temperatura e é uma boa fonte de ignição para outros objetos ao seu redor ou em contato com ele."

A demonstração em vídeo também revelou por que os incêndios da bateria de íon de lítio podem ser tão enganosos.

Depois de perfurar a primeira célula de bateria do pacote, houve uma nuvem inicial de fumaça na sala, mas após cerca de quatro minutos, a fumaça havia quase desaparecido e não havia chamas visíveis. Um olho destreinado poderia concluir que o fogo havia se extinguido. Mas a bateria ainda estava esquentando e, após cerca de cinco minutos, a próxima célula da bateria estourou, acendendo o fogo novamente e, por sua vez, incendiando o papelão próximo.

Daquele ponto em diante, levou cada vez menos tempo para que cada célula sucessiva da bateria superaquecesse e pegasse fogo.

Por volta de 11 minutos de demonstração, a cascata de células superaquecidas levou a uma explosão final tão violenta que quebrou o equipamento usado para segurar a bateria.

O conceito de perfurar células de bateria para modelar o que acontece em um incêndio de bateria de íon de lítio não é novo. Em 2020, o Departamento de Transportes dos EUA patrocinou uma pesquisa usando o teste de punção para determinar se cobrir as células da bateria com um material esponjoso levemente úmido pode suprimir as chamas. O Dr. James Quintiere, principal pesquisador do estudo e especialista em Engenharia de Proteção contra Incêndios da Universidade de Maryland, disse que o teste foi bem-sucedido.

"A água na esponja começa a ferver na superfície da bateria e então esfria a bateria e sufoca a reação da pista dentro da bateria", disse Quintiere.

É importante enfatizar, tanto no experimento da Quintiere quanto na demonstração do I-Team/Investiga, as células da bateria foram intencionalmente danificadas e não pegaram fogo sozinhas. Mas não é difícil imaginar alguma porcentagem de baterias de e-bikes ou e-scooters sendo danificadas ou quebradas em ruas movimentadas da cidade, levando a um risco elevado de incêndio.

De acordo com o gabinete do prefeito de Nova York, as baterias em e-bikes e e-scooters causaram 220 incêndios em 2022, contra apenas 44 incêndios em 2020. Nos primeiros dois meses deste ano, os incêndios em baterias de íon de lítio já haviam tirado duas vidas e causado 40 feridos.

Um grupo chamado Los Deliveristas Unidos agora está pressionando a cidade de Nova York para implementar um novo salário mínimo para entregadores - muitos dos quais dependem de e-bikes - em parte porque uma renda maior permitiria que eles comprassem baterias certificadas, que tendem a ser mais seguras, mas também mais caro.

“Muitos entregadores poderiam investir em baterias mais seguras se realmente recebessem um salário decente”, disse Ligia Guallpa, diretora do Workers Justice Project, uma organização sem fins lucrativos do Brooklyn que defende trabalhadores de baixa renda, em sua maioria imigrantes.