Riscos e medidas de segurança no transporte marítimo de veículos elétricos de nova energia
O boom global nas exportações de veículos elétricos de nova energia (VENE) trouxe um crescimento sem precedentes para o setor do transporte marítimo. Impulsionado pela estratégia de “duplo carbono”, a vantagem competitiva da China na produção de VENE levou suas exportações automotivas a novos patamares. Em 2023, as exportações totais de veículos do país alcançaram 4,91 milhões de unidades, um aumento anual de 57,9%, ocupando, pela primeira vez, o primeiro lugar no mundo. Dentre elas, as exportações de VENE chegaram a 1,203 milhões de unidades, com um crescimento de 77,6%. O transporte marítimo, especialmente por meio de navios ro-ro oceânicos, consolidou-se como o principal modo para essas exportações, impulsionando um auge no mercado marítimo internacional relacionado. No entanto, esse rápido crescimento é sombreado por uma série de alarmantes incidentes de incêndios envolvendo VENE durante o transporte marítimo, levantando preocupações críticas sobre a segurança de tais operações.
Uma análise mais detalhada desses incidentes revela um padrão de riscos que a indústria não pode mais ignorar. Em novembro de 2010, um navio ro-ro da empresa DFDS, identificado como H, foi vítima de um incêndio. A tripulação havia usado um plug de um contêiner refrigerado para carregar veículos elétricos a bordo. Após 13 horas de carregamento, o pacote de baterias explodiu, causando o incêndio de dois reboques. Este incidente precoce serviu como um sinal de alerta sobre os potenciais perigos associados a veículos movidos a baterias de íons de lítio no mar.
Avançando para junho de 2020, o transportador de automóveis bandeira norueguesa Y sofreu um incêndio devastador nas águas de Jacksonville, Estados Unidos. O fogo originou-se em uma bateria de íons de lítio em um empilhadeira elétrica a bordo, que se espalhou rapidamente para os veículos circunvizinhos. O incêndio durou oito dias, destruindo completamente o navio e os 2.420 veículos que transportava, com perdas que chegaram a 40 milhões de dólares. Este incidente destacou o potencial destrutivo de incêndios de baterias de lítio em um ambiente marítimo e os desafios para contê-los.
Em fevereiro de 2022, outro transportador de automóveis, o R da Mitsui O.S.K. Lines, sofreu um incêndio durante sua viagem. Pesquisas sugeriram que o fogo foi iniciado por uma bateria de lítio de um dos veículos elétricos a bordo, ou que a bateria acelerou e intensificou a propagação do incêndio. A consequência foi o naufrágio do navio, juntamente com a perda total dos 3.965 veículos que transportava, levando a perdas superiores a 400 milhões de dólares.
Em julho de 2023, o transportador de automóveis bandeira panamenha F sofreu um incêndio enquanto se dirigia ao Porto de Said, Egito. O fogo começou em um veículo elétrico no deck de veículos e se espalhou rapidamente por todo o navio. No momento do incidente, o navio transportava 3.783 veículos, incluindo 498 elétricos, resultando em uma morte e múltiplas feridas. Em outubro de 2023, o L da Maersk teve que interromper sua viagem devido a um incêndio em um de seus contêineres, que posteriormente foi descoberto que transportava um veículo elétrico usado após a revisão da lista de carga.
Todos esses incidentes compartilham um fio condutor: ocorreram em decks ro-ro densamente embalados. Complicando as coisas, os decks de veículos geralmente estão localizados em partes altas da estrutura do navio. O uso de grandes quantidades de água para extinguir incêndios em tais áreas pode desestabilizar a embarcação, podendo levá-la a capotar. Isso representa um desafio único e desanimador para a indústria marítima, tornando a prevenção de incêndios em veículos elétricos e explosões de baterias de lítio um tema de pesquisa urgente.
Para lidar com esses riscos, é crucial primeiro entender a natureza dos perigos. Os veículos elétricos, que incluem veículos híbridos plug-in, veículos elétricos a bateria e veículos a pilha de combustível, dependem principalmente de baterias de potência, sendo as baterias de lítio-níquel-cobalto-manganês (NCM) e lítio-ferro-fosfato (LFP) os tipos mais comuns. O risco principal deriva das próprias baterias de íons de lítio.
O descontrole térmico é uma preocupação central. Este fenômeno ocorre quando a temperatura de uma bateria aumenta devido ao aquecimento externo ou geração de calor interno. À medida que a temperatura continua a subir, o eletrólito na bateria ferve, aumentando a pressão interna. Quando a pressão alcança um ponto crítico, a bateria se rompe e libera gases inflamáveis. Esses gases se misturam com o oxigênio no ar circunvizinho, formando uma mistura explosiva que pode incendiar ao contato com uma chama, podendo desencadear uma reação em cadeia à medida que as baterias adjacentes são aquecidas. Danos mecânicos, danos elétricos e ambientes de alta temperatura são as principais causas do descontrole térmico em baterias de íons de lítio.
Outro fator de risco significativo é a incapacidade de verificar a qualidade de baterias de íons de lítio em alguns veículos elétricos usados. Os casos de incêndios de navios em junho de 2020 e outubro de 2023 foram causados por veículos elétricos usados transportados. Devido a essas preocupações com a segurança, um número crescente de operadores de transportadores de automóveis se recusam a transportar veículos elétricos usados que apresentam riscos potenciais.
Lutar contra incêndios de baterias de lítio é particularmente desafiador. Esses incêndios se espalham extremamente rápido, passando da combustão inicial para a queima intensa em apenas alguns segundos, com a taxa de propagação do descontrole térmico aumentando exponencialmente. As chamas podem alcançar temperaturas acima de 2.700°C e queimar de forma jorrativa, facilitando a propagação do fogo para áreas vizinhas.
Agentes extintores tradicionais como dióxido de carbono, pó seco e espuma são ineficazes porque não podem penetrar no interior das baterias de íons de lítio para interromper as violentas reações de decomposição em cadeia que ocorrem em seu interior. Portanto, as baterias permanecem em estado de descontrole térmico. Além disso, o material do eletrodo positivo em baterias de íons de lítio atua como um forte oxidante, enquanto o material ativo do eletrodo negativo e o eletrólito são redutores, tornando o reignição muito provável.
O uso de água para combater tais incêndios pode dissipar rapidamente o calor e reduzir a temperatura interna da bateria, mas as grandes quantidades de água de extinção pulverizadas na casca do navio podem criar um efeito de superfície livre, comprometendo a estabilidade da embarcação.
Complicando ainda mais esses problemas, existe uma falta de capacidades de resposta a emergências adequadas. Atualmente, há uma escassez de sistemas de monitoramento de incêndios de alta precisão, e o treinamento em segurança contra incêndios específico para incêndios de veículos elétricos é insuficiente, deixando os membros da tripulação sem as habilidades de extinção profissional necessárias.
Além disso, faltam medidas unificadas para controlar os riscos de segurança no transporte marítimo de veículos elétricos. O Código Internacional de Mercadorias Perigosas para Transporte Marítimo (IMDG Code) e normas nacionais relevantes fornecem apenas princípios gerais para o transporte em contêiner de veículos elétricos de nova energia, deixando aspectos críticos como embalagem, fixação e proteção contra incêndios precisando de padronização. Internacionalmente, não existem procedimentos de teste de incêndios estabelecidos ou padrões de aprovação para incêndios de baterias de lítio no contexto de segurança contra incêndios. Embora a China tenha realizado testes preliminares de extinção usando um pacote de bateria de potência de veículo em escala real como fonte de fogo, com base no modelo de veículo a combustível nas “Diretrizes para Projeto e Aprovação de Sistemas de Proteção Contra Incêndios de Base Aquosa Fixos para Espaços Ro-Ro e Espaços de Categoria Especial”, esses são insuficientes para apoiar a formulação ou revisão de normas relevantes.
Para mitigar esses riscos, é necessário uma abordagem abrangente, começando com o desenvolvimento de normas técnicas e diretrizes relevantes.
Primeiro, há uma necessidade urgente de formular especificações técnicas de segurança para o transporte marítimo de veículos elétricos. Isso inclui realizar pesquisas sobre identificação e prevenção de riscos, definir requisitos e padrões claros para o transporte marítimo de veículos elétricos, e orientar fabricantes e empresas navieras na criação de seus próprios padrões de segurança. Atenção especial deve ser dada a veículos elétricos usados, com avaliações de riscos e medidas preventivas específicas desenvolvidas. Além disso, padrões de operação segura para transporte em contêiner de veículos elétricos de nova energia devem ser acelerados, regulamentando ainda mais o processo de aprovação para transporte de veículos elétricos, procedimentos de inspeção, e requisitos rigorosos para materiais de embalagem, locais de operação, certificação de soluções técnicas e procedimentos operacionais.
Segundo, o desenvolvimento de diretrizes de supervisão de segurança para veículos elétricos a bordo é essencial. Isso inclui criar diretrizes para a supervisão do transporte ro-ro de veículos elétricos, especificando requisitos para separações contra incêndios e disposições de proteção contra incêndios em porões de veículos. Para o transporte em contêiner, dado que os métodos de estiva e fixação diferem daqueles para mercadorias perigosas comuns, e que fatores como a carga nominal de suportes de transporte, a resistência de correias de fixação e métodos de fixação de veículos afetam diretamente a segurança do transporte marítimo, diretrizes de supervisão relevantes devem ser desenvolvidas para descrever medidas de supervisão de segurança em todo o processo, desde a operação de embalagem até a aprovação administrativa.
Terceiro, padrões claros de teste de incêndios para veículos elétricos devem ser estabelecidos. Isso envolve desenvolver procedimentos de teste de aprovação de produtos para extinção de incêndios em veículos elétricos de bateria de lítio, determinando modelos e protocolos de teste de veículos, verificando a eficácia extintora de vários sistemas de extinção fixos (incluindo sistemas de extinção de base aquosa e sistemas de extinção a gás), e unificando padrões de inspeção e certificação para equipamentos de extinção de incêndios de veículos elétricos, garantindo a qualidade do produto.
Fortalecer a supervisão de segurança a bordo é outra medida crítica. Para o transporte ro-ro de veículos elétricos, navios devem desenvolver listas de verificação de inspeção a bordo, concentrando-se em componentes de alto risco como sistema de potência, sistema elétrico e tanque de combustível para prevenir vazamentos de bateria ou combustível, e ativação ou inicialização acidental. A recarga de veículos elétricos a bordo deve ser estritamente proibida para garantir que o desempenho da bateria permaneça controlado durante o transporte. Veículos elétricos devem ser estivados e isolados em áreas designadas, mantendo distâncias de segurança suficientes. Veículos devem ser carregados e fixados de acordo com documentos técnicos como o Manual de Fixação de Cargas, com pontos de fixação de veículos dedicados posicionados cientificamente. Inspeções regulares do estado de fixação dos veículos devem ser realizadas durante o transporte, com aperto necessário de dispositivos de fixação.
Para o transporte em contêiner de veículos elétricos, agentes de carga devem melhorar a revisão de informações de carga fornecidas por remetentes, examinando cuidadosamente detalhes como nomes e propriedades de cargas para garantir a precisão e completude de documentos como Folhas de Dados de Segurança de Materiais (MSDS) para baterias de lítio de veículos elétricos, relatórios de teste UN38.3 e especificações técnicas de segurança, além de garantir que a carga seja adequada para transporte. Colaboração e compartilhamento de informações entre autoridades marítimas, alfândegas e outras unidades portuárias devem ser fortalecidos. Um sistema de gerenciamento de crédito de mercadorias perigosas deve ser estabelecido, aproveitando análise de big data para melhorar o gerenciamento de crédito. Locais padronizados de inspeção e descarte para mercadorias perigosas a bordo devem ser desenvolvidos, equipados com equipamentos avançados como máquinas de inspeção por raios X, e procedimentos de inspeção padronizados implementados para melhorar a eficiência da inspeção.
Melhorar o equipamento de equipamentos de prevenção e extinção de incêndios a bordo também é vital. Sistemas aprimorados de detecção e monitoramento de incêndios devem ser implementados, incluindo zoneamento claro de veículos, separação de pessoas e veículos, separação contra incêndios e disposições de proteção contra incêndios em porões de veículos, com avaliações detalhadas de riscos potenciais. Espaços ro-ro e espaços de categoria especial em navios passageiros ro-ro devem ser equipados com instrumentos de detecção de alta precisão adicionais como sistemas de televisão em circuito fechado (CCTV), detectores de gás, scanners térmicos e câmeras de imagem térmica para permitir a detecção precoce de sinais de incêndios em veículos elétricos e minimizar a propagação de incêndios.
Equipamentos elétricos antideflagrantes devem ser instalados em espaços fechados de veículos, espaços de categoria especial e espaços ro-ro, incluindo luminárias, detectores de incêndio e botões de alarme manual, para prevenir faíscas provenientes do funcionamento dos equipamentos.
O equipamento de novos equipamentos de prevenção e extinção de incêndios também é recomendado. Por exemplo, uma empresa coreana desenvolveu um sistema de resposta a incêndios para transportadores de automóveis, que inclui mais sprinklers e mantas contra incêndios especiais feitas de fibra de vidro de alta sílice. Além disso, deve-se considerar a instalação de sistemas de aspersão de água a bordo projetados por uma empresa alemã, com agentes extintores multifuncionais e ecologicamente corretos como concentrado de espuma F-500 ou Firesorb, que podem ser adicionados à água de extinção para reduzir o consumo de água e o tempo de extinção.
Finalmente, fortalecer a gestão da tripulação, treinamento e exercícios de emergência é primordial. Membros da tripulação devem receber treinamento completo em habilidades de extinção, dominando a estrutura do porão de carga do navio, disposições de proteção contra incêndios e ventilação, e zoneamento de isolamento contra incêndios. Eles também devem ter uma compreensão detalhada das possíveis causas de incêndios em porões de navios ro-ro e os pontos-chave de prevenção de incêndios e operações de extinção durante o carregamento, descarregamento e transporte de veículos.
Membros da tripulação também devem receber treinamento em estabilidade de navios, verificando cuidadosamente dimensões, pesos e posições de estiva específicas de veículos, e levando em conta ajustes temporários durante o carregamento para garantir cálculos precisos de estabilidade.
Exercícios regulares de emergência contra incêndios devem ser realizados, simulando incêndios de veículos elétricos e outras emergências para familiarizar a tripulação com o uso de equipamentos de extinção e rotas de evacuação. Dada a complexidade de lidar com incêndios de veículos elétricos a bordo, navios e suas empresas devem estabelecer mecanismos de comunicação de informações com departamentos de resposta a emergências de portos e terminais. Em caso de ocorrência de incêndios relacionados a baterias de lítio, os veículos ou contêineres envolvidos devem ser comunicados imediatamente e encaminhados para tratamento terrestre o mais rápido possível.
As perspectivas do mercado para a exportação marítima de veículos elétricos de nova energia são promissoras. No contexto atual de insuficiência de capacidade de navios ro-ro, o transporte ro-ro e o transporte em contêiner com múltiplos veículos por contêiner continuarão sendo os modos principais para as exportações marítimas de veículos elétricos. Ao aprender com acidentes passados, identificar riscos e implementar medidas preventivas em áreas como normas técnicas e diretrizes, supervisão de segurança a bordo, equipamentos de prevenção e extinção de incêndios, treinamento de pessoal e exercícios de emergência, a indústria pode avançar na garantia da segurança do transporte marítimo de veículos elétricos de nova energia.
Este esforço envolve uma longa cadeia logística, e qualquer pequena falha na produção, transporte ou gestão pode levar a desastres irreparáveis durante o transporte marítimo. Portanto, garantir a segurança das exportações marítimas de veículos elétricos de nova energia requer o esforço coletivo de fabricantes de veículos elétricos, remetentes, transportadores (incluindo transportadores não navais), declarantes e profissionais de gestão de navios e empresas navieras, assim como a pesquisa e aplicação de várias novas tecnologias.
Os fabricantes de veículos elétricos têm uma responsabilidade especial na mitigação de riscos. Eles devem implementar controles de qualidade mais rigorosos para baterias de íons de lítio, tanto para veículos novos quanto usados, garantindo que atendam aos mais altos padrões de segurança. O desenvolvimento de baterias com maior estabilidade térmica e mecanismos de segurança integrados, capazes de prevenir ou reduzir o descontrole térmico, também é de extrema importância. Além disso, os fabricantes devem fornecer diretrizes claras para o embalamento e preparo de veículos para o transporte marítimo, garantindo que os riscos potenciais sejam minimizados desde a produção.
Os remetentes e transportadores desempenham um papel central na coordenação e supervisão do processo de transporte. Eles devem garantir que todos os documentos relevantes estejam corretos e completos, especialmente as Folhas de Dados de Segurança de Materiais (MSDS) para baterias de lítio e os relatórios de teste UN38.3. A implementação de procedimentos rigorosos de verificação na aceitação de veículos, especialmente veículos elétricos usados, pode ajudar a identificar e excluir cargas de risco. A colaboração com autoridades portuárias e órgãos de inspeção também é essencial para garantir uma operação segura e contínua do transporte.
As autoridades portuárias e os órgãos regulatórios têm a tarefa de desenvolver e fazer cumprir regulamentações claras e abrangentes. Isso inclui não apenas a definição de padrões de segurança para o transporte em si, mas também a supervisão do cumprimento desses padrões por meio de inspeções e controles. A disponibilização de equipamentos e infraestrutura em portos, como áreas de armazenamento especiais para veículos elétricos e equipamentos de inspeção modernos, pode melhorar a eficiência e precisão dos controles de segurança. Além disso, as autoridades devem incentivar a colaboração entre organizações nacionais e internacionais para harmonizar padrões e procedimentos, já que o transporte marítimo de veículos elétricos é uma atividade global.
As empresas navieras devem adotar medidas abrangentes para garantir a segurança a bordo de seus navios. Além da instalação de sistemas avançados de detecção e extinção de incêndios, elas também devem implementar programas regulares de manutenção e inspeção para garantir que todos os sistemas estejam em perfeito funcionamento. O desenvolvimento de planos de emergência detalhados, especificamente adaptados a incêndios de baterias de lítio, e sua atualização contínua com base em novas experiências e tecnologias, também é crucial.
A tripulação dos navios é o último elo na cadeia de segurança. Portanto, seu treinamento e preparo são de extrema importância. Além do treinamento básico em segurança contra incêndios, eles devem ser especializados nas particularidades de incêndios de baterias de lítio, incluindo o uso de extintores especializados e equipamentos. Exercícios regulares de emergência, que simulam cenários realistas, ajudam a tripulação a reagir rapidamente e corretamente em situações de estresse. A capacidade de comunicar e colaborar com equipes de emergência portuárias e unidades de resgate também é um componente essencial do treinamento, para garantir uma resposta rápida a crises.
Novas tecnologias podem contribuir significativamente para a melhoria da segurança. O desenvolvimento de sensores avançados e sistemas de monitoramento capazes de detectar sinais precoces de descontrole térmico em baterias de lítio pode ajudar a prevenir incêndios antes que se espalhem. O uso de inteligência artificial e análise de big data para análise e previsão de riscos pode ajudar a identificar perigos potenciais e adotar medidas proativas. Além disso, pesquisas no desenvolvimento de extintores e sistemas de extinção mais eficazes para incêndios de baterias de lítio são essenciais para melhorar a capacidade de combater esse tipo de incêndio.
A colaboração internacional é indispensável para enfrentar os desafios no transporte marítimo de veículos elétricos. Como os veículos elétricos são exportados e transportados globalmente, os padrões e procedimentos devem ser harmonizados internacionalmente para evitar lacunas de segurança. Organizações como a Organização Marítima Internacional (OMI) desempenham um papel-chave na promoção dessa harmonização e no desenvolvimento de diretrizes globais. O compartilhamento de experiências e melhores práticas entre países e empresas também pode ajudar a melhorar a segurança geral.
Em resumo, garantir a segurança no transporte marítimo de veículos elétricos de nova energia é um desafio multifacetado que requer a colaboração de vários atores. Desde fabricantes até autoridades, desde tripulações até transportadores, cada parte tem um papel crucial a desempenhar para minimizar riscos e prevenir desastres. Com medidas proativas, investimento em pesquisa e treinamento, e uma colaboração internacional mais estreita, a indústria pode superar esses desafios e garantir que o crescimento das exportações de veículos elétricos seja sustentável e seguro.
Gong Fuzhong, Zeng Xuan, Gao Peng (Yantian MSA, Yantian, Guangdong 518000, China)
Revista de Marinha da China
DOI:10.16831/j.cnki.issn1673-2278.2024.07.013