― Un documento del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco riporta diverse indicazioni sui rischi connessi con lo stoccaggio di sistemi di accumulo al litio

Il documento “Rischi connessi con lo stoccaggio di sistemi di accumulo litio-ione”, realizzato dal Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco in collaborazione con ENEA, ci consente di fornire informazioni utili sulla sicurezza nello stoccaggio degli accumulatori e pile al litio.

Il documento ricorda che le batterie al litio, pile e accumulatori “a livello internazionale sono definite merci pericolose e, pertanto sottoposte alle norme internazionali applicabili al trasporto di merci pericolose lungo il loro intero ciclo di vita, dal sito di produzione fino al conferimento dei rifiuti e alla loro gestione come tali, fino agli impianti di riciclo”.

Inoltre, lo stoccaggio di merci pericolose “è sottoposto alle norme giuridiche di tutela ambientale (TU Ambiente), di tutela dei lavoratori addetti (D.Lgs. 81/08 e smi), di prevenzione del rischio incendio (Attività soggette) e di prevenzione dei rischi di incidente rilevante (Direttiva Seveso III)”.
In questi casi la prevenzione dei rischi è affidata all’individuazione dei pericoli e alla loro gestione, tra cui le misure necessarie per la prevenzione delle incompatibilità chimico-fisiche con sostanze, miscele o articoli, che possono portare ad aggravamenti del rischio.

Lo studio condotto sullo stoccaggio di batterie al litio ha consentito di individuare i pericoli di questa tecnologia. Per cui vale la pena soffermarsi sulle indicazioni relative allo stoccaggio all’aperto e al chiuso e all’immagazzinamento delle batterie al litio.

Abuso termico e modalità di innesco 

Ciò che si definisce abuso termico è il rischio che va scongiurato per primo: per farlo è necessario gestire correttamente la prossimità con materiali che possono incendiarsi – che siano sostanze infiammabili o combustibili – o provocare incendi ma anche l’esposizione ad alta temperatura o a condizioni di irraggiamento termico ambientale capaci di produrre accumuli di calore all’interno o sulle superfici dei sistemi.

Vi è poi un ulteriore rischio legato alla differenza fra stoccaggio attivo e passivo che consente di individuare un aggravamento del rischio collegato ai cicli di carica e scarica, alla maggiore quantità di energia elettrica immagazzinata come energia chimica e al cambiamento della composizione chimica in funzione di parametri elettrici, quali, ad esempio, stato di carica, e velocità di carica/scarica, come pure del normale processo di invecchiamento e di impurezze eventualmente presenti ‘ab origine’ che, nel tempo, possono condurre a invecchiamento precoce o innescare reazioni non desiderate portando il sistema di accumulo nel campo della instabilità chimico-fisica

Uno studio sui rischi di incendio delle batterie agli ioni di litio mostra che il comportamento al fuoco di una cella Li-ione “può essere caratterizzato in tre fasi principali:

  1. l’innesco del thermal runaway (reazione a catena incontrollabile durante la quale si verificano una serie di reazioni esotermiche);
  2. lo sfiato e l’aumento della velocità di riscaldamento con la comparsa di fiamme e/o fumo;
  3. la rottura catastrofica finale.

Quando una cella è completamente carica queste fasi si verificano in tempi più brevi e il picco dell’HRR e l’energia totale rilasciata sono più elevate rispetto a celle con un più bassi stati di carica. Anche la pressione dell’aria ambiente e il numero di celle coinvolte nell’incendio svolgono un ruolo importante nel definire il loro comportamento quando abusate termicamente.

Lo stoccaggio al chiuso

All’interno del documento si parla, in questi termini, di caratterizzazione degli stoccaggi al chiuso, con riferimento alle condizioni ambientali:

  • Le batterie devono essere tenute in un locale climatizzato per mantenere il ciclo termico giornaliero ad una ampiezza minima, compatibilmente con costi e operatività. Si indica quale temperatura di immagazzinamento ottimale i 15°C mentre viene considerata buona nel caso di valore medio compreso tra 10 e 25 °C e variazioni dell’ordine dei +/- 5°C nel ciclo giornaliero. Invece, temperature al di sotto di 5°C o superiori a 30°C sono da considerare potenzialmente dannose
  • Le batterie devono essere immagazzinate con al massimo il 50% di carica e sarebbeda evitare l’accumulo di elementi con il 100% di carica disponibile
  • Il tasso di umidità deve essere mantenuto al di sotto del 70%. Un valore troppo basso, sotto il 30-40%, potrebbe innescare accumuli di cariche statiche
  • L’illuminazione solare deve essere completamente indiretta o evitata
  • Il locale deve essere areato, con un ricambio di aria di almeno due ricambi ora: l’areazione naturale non è consigliata. Il tasso di areazione dovrebbe addoppiare in presenza di materiale usato o considerato non idoneo
  • Il locale di immagazzinamento non deve essere utilizzato per cicli di carica a meno di un adeguamento delle condizioni di sicurezza rispetto al normale stoccaggio o un confinamento della zona in cui questo avviene.

Si precisa inoltre che:

  • Il quantitativo di batterie o l’energia immagazzinata massima in un unico elemento di stoccaggio (un pallet, un ripiano, ecc.) deve essere mantenuta al minimo compatibile con la struttura del magazzino e del flusso di lavoro dei materiali richiesto. E questo perché l’aumentare di tale energia aumenta il livello di pericolosità
  • Gli elementi di stoccaggio devono essere separati tra di loro da materiale termicamente isolante e totalmente ignifugo
  • Le distanze di immagazzinamento degli elementi e quindi il quantitativo complessivo di energia per unità di volume devono essere compatibili con la resistenza al calore degli elementi costruttivi e le scaffalature adottate
  • I calcoli di confinamento devono tenere conto delle eventuali fiamme sviluppate e del loro andamento al fine di evitare propagazione causata da tale sviluppo.

Lo stoccaggio all’aperto

Per ciò che attiene lo stoccaggio all’aperto, riguardo alle condizioni ambientali:

  • L’area di immagazzinaggio esterna deve essere identificata e delimitata con cartelli illustranti l’utilizzo dell’area
  • Le batterie devono essere mantenute protette dagli agenti atmosferici in maniera tale da facilitare la riduzione del tasso di umidità vicino alle batterie
  • Il posto prescelto deve essere adatto a mantenere le variazioni termiche al minimo, relativamente ad un ambiente aperto
  • L’illuminazione solare diretta deve essere evitata
  • Il luogo di immagazzinamento deve essere scelto per evitare la possibilità di inondazione sia per accumulo di acqua piovana che per corsi d’acqua
  • Deve essere evitata la vicinanza di altre fonti di pericolo, quali cavi di alta tensione, cabine di trasformazione, serbatoi di gas o liquidi infiammabili o corrosivi, ecc.
  • La posizione rispetto alla circolazione interna allo stabilimento, alle vie di fuga, alla facilità di movimentazione in caso di incidente deve essere documentata e valutata.