Uçaklarda Elektronik Cihazların Güvenli Kullanımı

Özellikle yaz aylarında birçok insan tatil yerlerine uçakla seyahat ediyor. Yolcular genellikle dizüstü bilgisayarlar, tabletler, taşınabilir şarj cihazları ve e-kitap okuyucuları gibi çeşitli elektronik cihazları yanlarında taşıyorlar. Bunlar güvenlik riski oluşturabilir: Bu tür taşınabilir elektronik cihazlardaki lityum iyon piller, koltuklar arasına sıkıştığında veya şarj sırasında aşırı ısındığında ısınabilir ve şişebilir. Aşırı durumlarda, yolcuları ve mürettebat üyelerini riske atabilecek sıcak, zehirli ve yanıcı gazlar yayabilirler. Taşınabilir elektronik cihazlarla ilgili olaylar artış gösteriyor. Amerikan Federal Havacılık İdaresi (FAA), uçakta lityum iyon pilin aşırı ısınması, duman çıkarması veya alev almasıyla ilgili haftada bir ila iki olay bildirmektedir.

Son dönemdeki bu olay artışı nedeniyle, Avrupa Birliği Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA) desteğiyle LOKI-PED projesi başlatıldı. Proje, Fraunhofer Yüksek Hızlı Dinamikler Enstitüsü, Ernst-Mach-Institut (EMI) ve Fraunhofer Yapı Fiziği Enstitüsü (IBP) tarafından Airbus Operations GmbH ile işbirliği içinde gerçekleştirildi. PED'lerin neden olduğu duman ve yangının sonuçları, Fraunhofer EMI'deki TEVLIB pil test merkezi, kabin yangın testi için bir A320 maketi ve Avrupa'da türünün tek örneği olan Fraunhofer IBP Uçuş Test Tesisi gibi çeşitli test tesisleri kullanılarak araştırıldı. A320 maketi ve Fraunhofer IBP'deki uçuş test tesisi, uçaklara özgü kabin havalandırması türüne sahip gerçekçi uçak ortamlarıdır. Deneyler, sayısal simülasyonlar ve ardından gelen risk değerlendirmesi için temel oluşturdu. Bu faaliyetler arasında, diğer hususların yanı sıra, patlayıcı maddelerle ilişkili ana risklerin tanımlanması, oluşan yanma gazlarının özelliklerini belirlemek için tasarlanmış deneyler, patlayıcı maddelerin sayısı ve enerji içeriğiyle ilgili risk değerlendirmesi, yangın söndürücüler ve özel torbalar gibi acil durum önlemleri ve ek karşı önlemlerin değerlendirilmesi ve düzenleyici boşlukların belirlenmesi yer almaktadır. EASA, çalışmanın sonuçlarını internet sitesinde yayınlamıştır.

Projenin ilk aşamasında, araştırmacılar Fraunhofer EMI'deki TEVLIB pil test merkezinde ve A320 prototipinde pil aşırı kullanım testleri gerçekleştirdiler. Bu testlerde dizüstü bilgisayarlar, tabletler ve akıllı telefonlar, termal kaçışa neden olacak şekilde ısıtıldı. Bu, lityum iyon pilin yanarak hücredeki tüm kimyasal enerjiyi çok kısa sürede serbest bırakması sürecidir. Pil hücresindeki dahili bir kısa devre, sıcaklıkta ani bir artışa neden olur. Bu, bir hücrede oluşan ısının komşu hücrelere yayılmasına ve ardışık termal kaçış olaylarına yol açan bir zincirleme reaksiyonu başlatır.

Pillerin enerji içeriği, ısı ve gaz salınımını belirler.

Fraunhofer EMI'de proje yöneticisi olan Simon Holz, "Bir taşınabilir elektronik cihazın (PED) aşırı ısınması durumunda ne kadar ısı ve gaz açığa çıktığı, pillerin enerji içeriğine bağlıdır" diyor. Şu anda gemilere takılabilen PED'lerin kapasitesi 100 watt-saat (Wh) ile sınırlıdır. Mevcut dizüstü bilgisayar modelleri bu eşiğe çok yaklaşıyor ve yeni pil teknolojisinin bu sınırı aşması çok muhtemel. Simon Holz, "Bu nedenle, riski en aza indirmek için tasarlanan kılavuzların ve önlemlerin bilimsel olarak kanıtlanmış değerlendirmelerini yapmak gereklidir. Testlerimiz ve simülasyonlarımızda, PED'ler için 100 Wh sınırının yeterli olmaya devam ettiğini gösterebildik" diye belirtiyor.

Salınan gazlar sağlıkla ilgili eşik değerleri aşmamaktadır.

Araştırmacılar, termal kaçışı tetikleyerek, yayılan karbondioksit ve karbonmonoksit, formaldehit, hidrojen florür ve hidrojen klorür gibi zehirli bileşikleri de ölçebildiler. Daha sonra, bu ölçülen değerleri karbondioksit tepe konsantrasyonlarıyla ilişkilendirdiler ve gazların ve dumanın zamansal ve mekansal yayılımını tahmin etmek için kabinin doğrulanmış bölgesel simülasyon modelini kullandılar. Sonuçlar, kabin havalandırmasının maruziyeti sağlıkla ilgili eşik değerlerinin altında tuttuğunu gösterdi. Fraunhofer IBP Teknik Müdürü Victor Norrefeldt, “Yanan bir pil zararlı gazlar salar. Ancak simülasyonumuz, kabin havalandırmasının bu gazları o kadar etkili bir şekilde seyrelttiğini gösterdi ki, sağlıkla ilgili eşik değerleri yangın kaynağından iki koltuk ötede bile aşılmıyor. Bu mesafede akut bir tehdit yok” diye açıklıyor. “Testlerimizin bir parçası olarak, uçuş test tesisimizin kabininde beş farklı yere PED emülatörleri yerleştirdik ve dokuz karbondioksit ölçüm sensörü kurduk.” Duman oluşumunun da karbondioksit ilerlemesiyle ilişkili olduğu bulundu. Duman, yangın kaynağının sadece iki koltuk sırası uzağında dağıldı ve yüksek hava değişim oranı sayesinde yoğun duman sadece yanan bataryanın doğrudan yakınında gözlemlenebiliyordu.

Ek güvenlik ekipmanlarını araştırmak

FAA, bir PED'in alev alması durumunda mürettebat üyelerinin atması gereken şu temel adımları belirlemiştir: önce alevleri söndürmek, ardından cihazı alkolsüz bir sıvı kullanarak soğutmak ve son olarak cihazı tamamen su dolu bir kaba batırmak. Yangın söndürücüler ve termal kaçış durumunda lityum iyon pilleri muhafaza etmek için tasarlanmış özel torbalar gibi ek muhafaza ekipmanları sunan üreticiler bulunmaktadır. Şu anda ticari olarak mevcut olan bu güvenlik ekipmanlarından bazıları LOKI-PED projesi kapsamında da test edilmiştir. Bu testler, yangın söndürücülerin performansı, torbaların muhafaza kapasitesi ve solunum maskeleri ve koruyucu eldivenler takılıyken kullanılabilirliği ile ilgili deneyleri içermiştir. Tüm yangın söndürücüler, deneyler sırasında alevleri söndürmek için uygun olduğunu kanıtlamıştır. Bununla birlikte, test edilen torbaların hiçbiri alev ve duman sızıntısı ile ilgili gereksinimleri karşılamamıştır. Havayolu mürettebatı, güvenlik ekipmanlarını test etmek için Fraunhofer uçuş test tesisinin kabin gösterim cihazına davet edilmiştir. Kabin personeli tarafından torbalarla yapılan testler, torbaların tasarımı ve kullanımıyla ilgili bir dizi öneriye yol açmıştır. Çantalar, sap takma veya bağlama bantları gibi herhangi bir montaj gerektirmeden, hemen kullanıma hazır olmalıdır. Simon Holz durumu özetlerken, “Ayrıntılı testlerimizde, hava yolculuğunun güvenli olduğunu daha da doğrulayabildik. Havayollarının kabin personeli, pillerle ilgili yangın olaylarının ele alınması konusunda çok kapsamlı bir şekilde eğitilmiştir. Bununla birlikte, taşınabilir elektronik cihazların uçakta daha güvenli bir şekilde kullanılabilmesi için güvenlik ekipmanları ve prosedürleri daha da optimize edilebilir” diyor.

EASA tarafından yayınlanan sonuçlar, güvenli hava yolculuğunu sağlamak için mürettebatın hızlı müdahalesinin, taşınabilir elektronik cihazlar için pil kapasitesi sınırlarının ve gelişmiş risk yönetimi stratejilerinin önemini vurgulamaktadır. Projenin bilimsel olarak kanıtlanmış bulguları ve önerileri, havayolları, denetleyici otoriteler, kabin ekibi ve yolcular için faydalıdır.

LOKI-PED projesi

Taşınabilir elektronik cihazlardaki lityum piller – Yangın ve duman riski

Hibe girişimi: Horizon Europe (AB programı)

Finansman kurumu: Avrupa Birliği Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA)

Konsorsiyum:
Fraunhofer Yüksek Hız Dinamiği Enstitüsü, Ernst-Mach-Institut, EMI, Freiburg
Fraunhofer Yapı Fiziği Enstitüsü IBP, Holzkirchen
Airbus Operations GmbH, Bremen

Yazar:  

Alina Welsen

Halkla İlişkiler ve İletişim

Fraunhofer Yüksek Hız Dinamiği Enstitüsü, Ernst-Mach-Institut, EMI