Ler corretamente o relatório UL 9540A: que valores contam para o planeamento da compartimentação

A UL 9540A não é um certificado de produto, mas sim um método de ensaio: caracteriza o comportamento de um sistema de baterias em fuga térmica (thermal runaway). O resultado é um relatório de dados, sem declaração de aprovação. É precisamente aí que reside o seu valor para o planeamento da compartimentação: o relatório fornece os dados de entrada com os quais se podem dimensionar barreiras corta-fogo, estruturas de parede e camadas isolantes, em vez de recorrer a pressupostos padrão genéricos.

O ensaio está estruturado em quatro níveis: célula, módulo, unidade (rack ou armário) e instalação. Cada nível responde a perguntas diferentes. Quem avalia um relatório deve verificar primeiro até que nível foi realizado o ensaio e se a configuração ensaiada corresponde à instalação efetivamente prevista. Um relatório de módulo com outro lote de células, outro invólucro ou outra disposição só é parcialmente fiável para a instalação concreta.

O ensaio de célula determina se e a que temperatura a célula entra em fuga térmica, quando abre a válvula de segurança (temperatura de venting) e que mistura de gases é libertada. Por análise FTIR são quantificados, entre outros, o hidrogénio, o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e os hidrocarbonetos. A partir da mistura de gases reproduzida determinam-se depois os parâmetros de segurança.

• Limites inferior e superior de explosividade (LFL/UFL), à temperatura ambiente e à temperatura de venting
• Pressão máxima de explosão Pmax do gás libertado
• Velocidade de combustão laminar da mistura de gases
• Volume de gás por célula ou em função da capacidade
• Temperatura de venting e de fuga térmica da célula

Para a compartimentação, estes valores são duplamente relevantes: determinam o dimensionamento do alívio de pressão e da ventilação segundo a NFPA 68/69 e, por conseguinte, os esforços de pressão e temperatura que as paredes, os revestimentos e as compartimentações têm de suportar em caso de evento.

Ao nível do módulo e da unidade, a fuga térmica é desencadeada de forma controlada e mede-se a reação do conjunto. É aqui que se encontram os valores que dimensionam diretamente uma barreira corta-fogo: a taxa de libertação de calor (heat release rate), com o seu valor de pico e evolução temporal, a energia total libertada, a taxa de libertação de gases e a questão de saber se a fuga térmica se propaga às células e módulos vizinhos.

Particularmente valiosas para quem projeta compartimentações térmicas são as medições nas superfícies-alvo: densidade de fluxo de calor (heat flux) em segmentos de parede instrumentados e unidades vizinhas, bem como temperaturas de superfície em pontos de medição definidos. Estes valores mostram a carga térmica que uma parede divisória ou um revestimento de proteção recebe efetivamente a que distância, e durante quanto tempo. Daí se podem deduzir a seleção do isolante, a espessura da camada e a temperatura admissível na face não exposta.

O relatório não substitui o projeto de segurança contra incêndio, alimenta-o. Na prática, tem dado bons resultados uma análise estruturada: primeiro verificar a conclusão sobre a propagação (o evento fica confinado à célula, ao módulo ou à unidade?), depois extrair as cargas térmicas sobre as superfícies vizinhas e, por fim, transmitir os parâmetros dos gases ao planeamento da proteção contra explosões.

• Comportamento de propagação: base para as distâncias de separação e para justificar distâncias reduzidas segundo a NFPA 855
• Heat flux e temperaturas de parede: dados de entrada para a resistência ao fogo, a estrutura das camadas isolantes e a seleção do material da barreira
• Volume de gás, LFL, Pmax e velocidade de combustão: base para as superfícies de alívio de pressão e o dimensionamento da ventilação
• Fenómenos associados ao incêndio: comprimento das chamas, projeção de faíscas e partículas incandescentes determinam as zonas de proteção à frente da barreira

Se faltarem alguns valores ou se o ensaio tiver sido feito apenas ao nível da célula, o planeamento tem de ser conservador, com maiores distâncias, maior resistência ao fogo e um revestimento mais robusto. Por isso, um relatório completo até ao nível da unidade compensa também do ponto de vista económico: permite um dimensionamento fiável e muitas vezes mais esbelto, em vez de margens de segurança genéricas.