هل بطّانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية المصنوعة من الألياف الزجاجية فعّالة في حالات الانفلات الحراري لبطاريات الليثيوم؟

تستمر وتيرة اعتماد المركبات الكهربائية في الازدياد المتسارع عبر أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا. ومع تزايد عدد المركبات الكهربائية على الطرق وفي مواقف السيارات، يواجه متخصصو السلامة من الحرائق تحدياً جديداً يتمثل في حرائق بطاريات الليثيوم-أيون التي تختلف سلوكياتها عن حرائق الوقود التقليدية. وقد برزت بطانية إطفاء الحرائق المصنوعة من الألياف الزجاجية بطانية حريق Ev كأحد أكثر الأدوات مناقشةً في التعامل مع هذه الحوادث. لكن السؤال لا يزال قائماً: هل هي فعّالةٌ حقاً؟

كيف يختلف الاندفع الحراري لبطاريات الليثيوم-أيون عن حرائق المركبات العادية

الكيمياء الكامنة وراء حرائق البطاريات غير القابلة للسيطرة

يبدأ الانفلات الحراري في خلية بطارية ليثيوم-أيون عندما تتجاوز درجات الحرارة الداخلية حوالي ١٥٠°م (٣٠٢°ف). وعند هذه العتبة، ينهار الفاصل بين الأنود والكاثود، مُحفِّزًا تفاعلًا طاردًا للحرارة يطلق الأكسجين من مادة الكاثود نفسها. وعلى عكس حريق البنزين الذي يحتاج إلى أكسجين خارجي للاستمرار في الاحتراق، فإن البطارية أثناء الانفلات الحراري تُولِّد مؤكسدًا خاصًا بها. وقد ترتفع درجات الحرارة فجأةً لتتجاوز ١٠٠٠°م (١٨٣٢°ف) خلال ثوانٍ، ويتسرب التفاعل من خلية إلى أخرى في ظاهرة تُعرف بالانتشار.

وهذا السلسلة الكيميائية ذاتية الاستدامة تجعل حرائق بطاريات الليثيوم صعبة الإخماد بشكل استثنائي. كما أن الحريق ينتج غازات سامة — مثل فلوريد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة — ويمكن أن يشتعل مجددًا بعد ساعات أو حتى أيام من إخماده الظاهري.

لماذا تفشل أساليب الإطفاء التقليدية

طُفايات الحريق التقليدية — سواء كانت مائية أو رغوية أو كيميائية جافة أو ثاني أكسيد الكربون — تعالج اللهب الخارجي، لكنها لا تستطيع إيقاف التحلل الكيميائي الداخلي داخل خلايا البطارية. ويتطلب استخدام الماء كميات هائلة وتطبيقًا مستمرًا، غالبًا ما تصل إلى آلاف اللترات لكل حادث. وقد أبلغت فرق الإطفاء في حالات موثَّقة متعددة عن اشتعال المركبات مجددًا بعد سحبها إلى مراكز الخردة، وذلك بالضبط لأن التفاعل الحراري الجذري لم يُقاطَع تمامًا.

وهنا تصبح عملية العزل، بدلًا من الإخماد، الاستراتيجية العملية. بطانية حريق Ev تمثل هذه الطريقة تحولًا في التفكير التكتيكي — من القمع النشط إلى العزل السلبي.

آلية عمل بطانية إخماد حرائق المركبات الكهربائية

علم المواد — ولماذا تكتسب أنسجة الألياف الزجاجية أهميةً بالغة

أداء عالي بطانية حريق Ev يُصنَع من نسيج ألياف زجاجية منسوجة، وعادةً ما تكون ألياف الزجاج من النوع E، والتي تتمتع بمقاومة مستمرة لدرجات الحرارة تتراوح بين ٥٥٠°م و٦٠٠°م (١٠٢٢°ف إلى ١١١٢°ف)، ومقاومة قصيرة المدى للذروة تتجاوز ١٠٠٠°م. ويوفِّر ركيزة الألياف الزجاجية الحاجز الحراري الأساسي، بينما تحسِّن الطلاءات المتخصصة — مثل السيليكون أو الفيرميكوليت أو البولي يوريثان — انعكاس الحرارة وتحسِّن سلامة النسيج عند درجات الحرارة القصوى.

تتمتَّع الألياف الزجاجية بعدة خصائص تجعلها مناسبةً بشكل فريد لهذا الاستخدام: فهي لا تشتعل، ولا تذوب إلا عند درجات حرارة تفوق بكثير ١٢٠٠°م، وتظل تحافظ على سلامتها البنائية مدة كافية لاحتواء حريق البطارية. كما أن التصنيع المنقوش يشكِّل ورقة مرنة ومتينة في آنٍ واحد، يمكن توزيعها على أشكال المركبات غير المنتظمة، مما يمنع دخول الأكسجين المحيط إلى مكان الحريق.

إحداث نقص الأكسجين واحتواء الحرارة كاستراتيجية مزدوجة

بمجرد نشره فوق مركبة كهربائية مشتعلة، يعمل البطّانية من خلال آلية اثنتين في وقت واحد. أولاً، تفصل البطّانية اللهب جسديًا عن الأكسجين الجوي. وعلى الرغم من أن هذه الآلية لا تستطيع إيقاف التفاعل الكيميائي الداخلي للانفجار الحراري — الذي يُنتج أكسجينه الخاص — فإنها تمنع الاشتعال الخارجي للإلكتروليت المُقذوف والبلاستيكيات المشتعلة والمكونات الأخرى القابلة للاشتعال في المركبة، والتي كانت ستؤدي إلى تفاقم الحريق.

ثانياً، تحتوي البطّانية على الحرارة المشعة وتمنع انتشار اللهب إلى المركبات المجاورة أو هياكل المباني أو الأفراد. وفي سيناريوهات وقوف السيارات المتعددة المركبات — مثل المرائب تحت الأرض، وأسطح العبّارات، أو مراكز اللوجستيات — تُعتبر وظيفة الاحتواء هذه، من الناحية العملية، أكثر أهمية من إطفاء الحريق نفسه. إذ يمكن أن يؤدي حريق واحد في مركبة كهربائية داخل هيكل وقوف سيارات مكتظٍ إلى سلسلة من الحرائق الكارثية في عدة مركبات؛ وبذلك توفر البطّانية النافذة الزمنية الحاسمة اللازمة لإخلاء الموقع والتدخل المهني لإطفاء الحريق.

الفعالية في العالم الحقيقي — ما تكشفه البيانات الميدانية

دراسة حالة لتطبيق نظام في مرآب وقوف السيارات الأوروبي

أطلقت سلطة وقوف السيارات البلدية في مدينة شمال أوروبية بطانية حريق Ev مجموعات من النظام عبر ثلاثة مستويات تحت الأرضية لمرآب الوقوف بعد أن حدد تقييم المخاطر أماكن شحن المركبات الكهربائية (EV) باعتبارها النقطة الأكثر عُرضةً لحدوث الحرائق في المر facility. وأشار التقييم إلى كثافة صفوف المركبات، وقلة التهوية، والصعوبة الموثَّقة في إخماد حرائق بطاريات الليثيوم باستخدام نظام الرشاشات المائي الموجود في المبنى وحده.

خلال السنة الأولى من التشغيل، وقعت حادثة تسرّب حراري في مركبة هجينة قابلة للشحن أثناء شحنها في المستوى B2. وقام أفراد الأمن، الذين تدربوا وفقًا لبروتوكول الطوارئ الجديد الخاص بالمنشأة، بفرد البطانية المصنوعة من الألياف الزجاجية خلال ٩٠ ثانية من اكتشاف الدخان. ونجحت البطانية في احتواء اللهب المرئي وامتداد الدخان لمدة ١٢ دقيقة — وهي فترة كافية لوصول فرقة الإطفاء وتقييم الوضع وبدء استراتيجية تبريد منضبطة باستخدام خرطوم مائي تم إدخاله من أسفل حافة البطانية.

أدى الحادث إلى تلفٍ محدودٍ في المركبة الوحيدة فقط. ولم تُظهر المركبات المجاورة — التي كانت متوقفة على مسافة أقل من ١٫٥ متر على جانبي المركبة المتضررة — أي أثرٍ للتلف الناتج عن الحرارة. وبقي هيكل موقف السيارات نفسه قابلاً للتشغيل بعد إتمام عملية التهوية، مما تجنّب ما كان قد يؤدي إلى إغلاقٍ قد يستمر لعدة أيام.

القيود وبروتوكول النشر الصحيح

تعتمد الفعالية اعتمادًا كبيرًا على سرعة النشر وطريقة تنفيذه. فاستخدام البطانية بعد أن يشتعل الحريق بالكامل في المركبة يُحقِّق عوائدَ متناقصةً باستمرار. أما النافذة المثلى لنشر البطانية فهي خلال الدقيقتين أو الثلاث دقائق الأولى من ظهور اللهب المرئي — عندما لا يزال الحريق محصورًا في منطقة حزمة البطارية.

يُوصى بشدة باستخدام اثنين من الأشخاص عند نشر بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية. وعادةً ما تتراوح أوزان بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية بين ٢٠ و٣٠ كجم للأحجام القياسية، ويقتضي البيئة ذات درجة الحرارة العالية أن يقترب المشغلون من الجهة المقابلة لاتجاه الرياح، وأن يستخدموا قفازات مقاومة للحرارة، وأن يحافظوا على مسافة آمنة من جوانب المركبة حيث قد تتجه تدفقات اللهب الأفقية الناتجة عن تنفيس البطارية. وتؤكد برامج التدريب التي تقدّمها شركات مثل شاندونغ روندي للمواد المركبة على إجراء تمارين واقعية قائمة على السيناريوهات بدلًا من الاعتماد على التعليم النظري وحده.

اختيار بطانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية المناسبة للاستخدام في الأساطيل والمرافق

المواصفات الرئيسية التي تحدد الأداء

محترفو الشراء الذين يقومون بتقييم بطانية حريق Ev يجب أن يفحصوا عدة معايير فنية تتجاوز درجة الحرارة المذكورة في المواصفات. فالسماكة المادية — التي تتراوح عادةً بين ٠٫٦ مم و١٫٧ مم — ترتبط ارتباطًا مباشرًا بمدة احتواء الحرارة والمتانة الميكانيكية. وبطانية بسماكة ١٫٧ مم من النوع الثقيل توفر مدة احتواء أطول بكثير مقارنةً بالأنواع الأقل سماكةً، لا سيما عند استخدامها لتغطية مركبات مشتعلة ذات حواف حادة في الهيكل.

إن الانتهاءات الحافة مهمةٌ أيضًا. فالحواف المُخيَّطة مزدوجةً باستخدام خيوط كفلار أو ألياف زجاجية مقاومة لدرجات الحرارة العالية تمنع التآكل أثناء النشر السريع. وتتيح الحلقات المدمجة للإمساك، والمُوضعَة عند نقاط متعددة حول محيط البطانية، وضعها بشكلٍ أكثر أمانًا وسرعةً بواسطة فرق مكوَّنة من شخصين.

يجب أن تشمل عملية التحقق من الشهادات تصنيف EN 13501-1 الخاص بالحريق للنسيج، وكذلك، عند الاقتضاء، الامتثال لمعايير المنظمة البحرية الدولية (IMO) في سيناريوهات النشر البحرية. وتُنتج شركة شاندونغ روندي للمواد المركبة، وهي شركة مصنِّعة مقرُّها جينينغ في الصين، بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية (EV)، والتي تخضع لاختبارات طرف ثالث للتحقق من مقاومتها للحرارة وسلامتها الميكانيكية في ظل ظروف نشر مُحاكاة.

الفحص والتخزين وتدريب عمليات النشر

تتطلب بطانيات الألياف الزجاجية فحصًا بصريًّا دوريًّا للتحقق من تمزُّق النسيج أو تفكُّك الطبقة المغطِّية أو التلوُّث بالزيوت والمواد الكيميائية التي قد تُضعف أدائها. ويقلِّل تخزينها في خزانةٍ مُشار إليها بوضوح وسهلة الوصول قرب مناطق شحن المركبات الكهربائية (EV) من زمن استرجاعها أثناء الحوادث.

أكثر جوانب فعالية البطانية إهمالًا هو تدريب الطاقم. فالبطانية المخزَّنة في حالة ممتازة لكنَّها تُنشر بشكل غير صحيح توفِّر حمايةً محدودةً فقط. وينبغي لمدراء المرافق جدولة تمارين عملية لنشر البطانيات على الأقل مرتين سنويًّا، وتضمّ هذه التمارين سيناريوهات النهار والظروف ذات الإضاءة المنخفضة لتعكس ظروف الطوارئ الفعلية.

---

الأسئلة الشائعة

ما درجة الحرارة التي تتحملها بطانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية المصنوعة من الألياف الزجاجية؟

تتحمل بطانية إطفاء الحرائق الخاصة بالمركبات الكهربائية المصنوعة من الألياف الزجاجية عالية الجودة درجات حرارة مستمرة تتراوح بين ٥٥٠°م و٦٠٠°م (١٠٢٢°ف إلى ١١١٢°ف)، ويمكنها تحمل التعرُّض القصير الأمد لدرجات حرارة تتجاوز ١٠٠٠°م. ويعتمد التصنيف الدقيق على سماكة النسيج، ونوع الطلاء، وجودة التصنيع. وبشكل عام، فإن البطانيات الأكثر سماكة والمغلفة بسيليكون أو فيرميكوليت توفر مقاومة حرارية أعلى.

ما وزن بطانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية القياسية؟

تتراوح أوزان بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية القياسية بين ٢٠ و٣٠ كيلوجرامًا (٤٤ إلى ٦٦ رطلاً) للأحجام المصممة لتغطية مركبة ركاب نموذجية. أما بطانيات المركبات التجارية فهي أثقل وزنًا. ويضمن هذا الوزن كثافة كافية للنسيج لاحتواء الحرارة، لكنه يستلزم استخدام شخصين عند نشر البطانية في حالات الطوارئ.

هل يمكن لبطانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية إخماد حريق البطارية تمامًا؟

لا يمكن لأي بطانية إطفاء حريق أن تُخمِد حدث التدهور الحراري للبطاريات الليثيوم-أيون تمامًا، لأن البطارية تُولِّد الأكسجين داخليًّا بنفسها. وتؤدي البطانية وظيفة احتواء الحريق — أي إخماد النيران الظاهرة، وتقليل انتشار الدخان، ومنع انتقال الحريق إلى المركبات أو المنشآت المجاورة، بينما يتعامل رجال الإطفاء المحترفون مع الحدث الحراري.

أين يجب تخزين بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية؟

يجب تخزين بطانيات إطفاء حرائق المركبات الكهربائية في خزائن مُميَّزة بوضوح وموضعها قرب محطات شحن المركبات الكهربائية، أو مداخل مرائب الوقوف، أو مناطق صيانة الأساطيل. ويجب أن يكون موقع التخزين سهل الوصول إليه خلال ثوانٍ معدودة من اكتشاف الحريق، وأن يكون محميًّا من عوامل الطقس والتعرض للمواد الكيميائية والأضرار الجسدية.

ما تكرار فحص بطانية إطفاء حرائق المركبات الكهربائية؟

يُوصى بإجراء فحص بصري كل ستة أشهر. وتشمل الفحوصات التحقق من سلامة النسيج — مثل البحث عن التمزقات أو الخدوش أو تلف الطبقة الخارجية — بالإضافة إلى التأكد من حالة الغرز على الحواف وحلقات التعامل. ويجب استبدال أي بطانية تم استخدامها فعليًّا في حادث حريق، ولا يجوز إعادة استخدامها مهما بدت حالتها جيدة.

ما المعايير المطبَّقة على بطانيات إخماد حرائق المركبات الكهربائية (EV)؟

ومن أبرز المعايير ما يلي: المعيار الأوروبي EN 13501-1 الخاص بتصنيف منتجات البناء من حيث مقاومتها للحريق، والمعيار الأوروبي EN 1869:1997 الخاص بالمتطلبات العامة لبطانيات إخماد الحرائق، وكود IMO FTP الخاص بالتطبيقات البحرية. كما توفر شهادات إضافية، مثل الاختبارات التي تجريها جهة خارجية معتمدة مثل SGS، تقييمًا مستقلًّا لمطالبات الأداء المحددة من قِبل الشركة المصنِّعة.