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Tecnica e manutenzione / Le batterie al piombo
Le batterie al piombo

Le batterie al piombo

La batteria al piombo comunemente usata nelle applicazioni nautiche è un insieme (una “batteria” per l'appunto) di elementi costituiti dagli elettrodi e dalla soluzione elettrolitica nella quale gli elettrodi sono immersi; quando si collega un carico ai terminali gli elettrodi e la soluzione elettrolitica interagiscono chimicamente tra di loro fornendo come prodotto una corrente elettrica ad una data tensione.

 

Ogni elemento di cui sono composte le batterie ha una tensione a piena carica di circa 2,1V o superiore e le più comuni batterie sono composte da 6 elementi collegati in serie che forniscono ai terminali una tensione complessiva a piena carica di 12,6V o superiore.
 

Quando la batteria viene collegata ad un carico ed eroga corrente elettrica inizia il processo di scarica e la tensione si abbassa finché si arriva ad una situazione di scarica totale in corrispondenza della quale la batteria non è più in grado di erogare corrente.
 

Di seguito una tabella con la tensione a circuito aperto di piena carica e alle varie % di scarica per le varie tecnologie di batterie. La tensione a circuito aperto si misura con la batterie scollegata dal carico da almeno 4h.
 

Carica

(%)

Acido liquido

(V)

Gel

(V)

AGM

(V)

100

12,6 o sup.

12,85 o sup.

12,80 o sup.

75

12,40

12,65

12,60

50

12,20

12,35

12,30

25

12,00

12,00

12,00

0

11,80

11,80

11,80

 

In funzione del tipo e dello stato dell'elettrolita, le batterie possono essere realizzate in Acido liquido allo stato libero, in acido assorbito AGM (Absorbed Glass Mat) o al Gel.
 

Gli elettrodi sono solitamente costituiti da piastre a base di polvere Piombo arricchita da altri componenti chimici.
 

Il tipo di applicazione cui è destinata la batteria determina le caratteristiche costruttive del contenitore, delle piastre e della soluzione elettrolitica.


1) Come si misurano le prestazioni di una batterie al piombo
 

Capacità

Grandezza che rappresenta le dimensioni della batteria considerata come “serbatoio di energia”.
 

Misurata convenzionalmente in Ampere/ora (Ah) è la corrente costante in A che può erogare in totale la batteria in un dato intervallo di tempo fino ad un livello di scarica di 1,75 V per elemento (10,5V per una batteria a 12V).
 

Per gli usi automobilistici e marini tale intervallo di tempo è convenzionalmente fissato in 20 ore ed identificato dalla sigla C20 cioè capacità in 20h.
 

Ad esempio una batteria da 100Ah C20 è in grado di erogare 5A costanti per 20 ore.
 

Riserva di capacità


Misurata in minuti rappresenta la capacità di alimentare nel tempo un carico elettrico.
 

Secondo gli standard USA viene convenzionalmente definita RC (Reserve Capacity) il tempo in minuti per il quale la batteria può erogare a 80 °F (27 °C) una corrente di 25 A fino ad un livello di scarica di 10,5V (per le batterie a 12V).
 

Corrente di spunto
 

Rappresenta la capacità di fornire energia sotto forma di corrente di “spunto” in Ampere necessaria all’avviamento di un motore e viene misurata in modi diversi in relazione allo standard usato.
 

Secondo gli standard USA viene convenzionalmente definita CCA (Cold Cranking Ampere) la corrente che una batteria è in grado di erogare per 30 sec a 0° F (-17,8 °C) mantenendo almeno una tensione di 1,2V per elemento (7,2V in totale per una batteria a 12V).
 

Altri standard oltre al SAE sono DIN, IEC, EN e differiscono tra di loro per le modalità e le condizioni di misura.
 

Ogni motore ha le sue specifiche necessità di energia per l'avviamento che dipendono da vari fattori quali le dimensioni, i carichi collegati all'albero motore, le condizioni generali, l'anzianità di servizio e, soprattutto in tempi recenti, l'assorbimento dei sistemi di controllo elettronici.
 

Nel manuale d'uso dei motori sono riportate le specifiche minime che deve avere la batteria per garantire l'avviamento in ogni condizione d'uso in cui l'utilizzatore può trovarsi.
 

A titolo di esempio si riportano le specifiche previste dal produttore per alcuni motori fuoribordo:
 

Modello                                                         

CCA                 

RC

MERCURY Verado 225hp

800

135

SUZUKY DF 150hp

512

160

YAMAHA F 30hp

380

124

 

Oltre alle sopra descritte caratteristiche quantitative che misurano le prestazioni di un accumulatore ne esistono altre qualitative che indicano l'adeguatezza di una batteria alle varie applicazioni e condizioni di uso.
 

Resistenza ad impieghi ciclici
 

Rappresenta la capacità di erogare livelli di corrente medio-bassi per periodi lunghi permettendo alla batterie di sopportare scariche lunghe e “profonde”.E' la caratteristica principale di una batteria destinata ai servizi di bordo.
 

Versatilità di impiego
 

Rappresenta la capacità di una batteria di fornire una sufficiente corrente di spunto e al contempo una moderata resistenza ad impieghi ciclici. E’ un compromesso tra le due diverse caratteristiche. E' la caratteristica principalmente ricercata sulle imbarcazioni di piccole dimensioni con batterie destinate ad impiego ibrido avviamento/servizi di bordo.
 

Resistenza allo sversamento
 

Rappresenta il livello di resistenza a perdite o sversamenti accidentali di liquido. Un’alta resistenza oltre a fornire una maggiore sicurezza rende la batterie idonea a impieghi specifici come ad esempio in prossimità di persone o apparecchiature elettroniche, ad applicazioni particolari come il settore nautico o ancora a modalità di installazione non convenzionali.
 

Ermeticità
 

Caratteristica tipica delle batterie sigillate Gel e AGM che risultano quindi esenti da sversamenti e da produzione di gas, senza necessità di alcuna manutenzione anche se destinate ad applicazioni cicliche e installabili anche inclinate rispetto al piano di normale appoggio.
 

Vita utile in applicazioni cicliche


Indica la quantità di cicli di scarica “profonda” e di successiva ricarica che una batteria è in grado di sostenere senza un apprezzabile decremento delle prestazioni iniziali.

 

2) Come si sceglie una batteria
 

Dato che le caratteristiche sopra descritte determinano l'adeguatezza di una batteria all'applicazione cui la vogliamo destinare è in base a queste che dobbiamo effettuare la nostra scelta.
 

Purtroppo però molte caratteristiche non possono essere contemporaneamente presenti nella stessa batteria e quindi considerando l'applicazione prevalente e le condizioni d'uso dobbiamo necessariamente operare una scelta in termini di tecnologia, dimensioni e tipo.
 

Di seguito è riportata una tabella riepilogativa che aiuta ad orientarsi tra le varie opzioni possibili.

 

 

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Fonte: Giovanni Rallo e Nautica Report
Titolo del: 15/08/2020 07:00

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