Tutto batterie

Per Voi Una panoramica sul mondo delle batterie.
Guida sulle modalità acquisto e comprensione tecnologica del prodotto.

Batterie.
Le utili, indispensabili, tecnologiche, grandi e piccole batterie. Nel mondo del giardinaggio sia privato che professionale le si trovano ovunque. Facciamo un po' di luce sull'argomento. Oggi il mercato delle batterie è diventato globale, queste vengono offerte anche da piccoli produttori artigianali locali oppure vengono importate da paesi in via di sviluppo. I modelli sono tantissime con fasce di prezzo molto diverse. E' infatti un vero problema scegliere una batteria sicura, durevole e dalle buone prestazioni.
Vediamo come nascono le batterie, la loro produzione.
Presso uno stabilimento che produce batterie è semplice capire cosa significa produzione in serie, produzione su larga scala e toccare con mano la qualità del prodotto nelle varie fasi di lavorazione, ma, non tutti  hanno il privilegio di rotersi recare personalmente all'interno di un sito produttivo, quindi capire la differenza tra un prodotto di fascia alta rispetto uno di importazione di poco prezzo. non è sempre facile. Ma basterà una semplice considerazione: stabilimenti produttivi Italiani hanno capacità di produzione sino a 5 milioni di batterie l'anno, di alta qualità e certificate; la perfezione è d'obbligo anche perché questi prodotti verrano poi forniti a  molti costruttori di auto a livello mondiale.
Quindi acquistare un prodotto non economico, certificato, è sicuramente un aspetto da non sottovalutare per avere certezza di buone prestazioni ed affidabilità massima nel tempo.

Principi di funzionamento, teoria di un accumulatore al piombo.
Nella sua forma elementare, un accumulatore è costituito da un recipiente dimensionato in cui, in una soluzione acquosa di acido solforico, è immerso un elemento composto da due piastre in lega di piombo disposte parallelamente una di fronte all'altra e cosi alternate: piastra positiva di biossido di piombo, separatore isolante micro poroso, piastra negativa di piombo spugnoso. Ogni elemento ha una tensione nominale di 2 volt (indipendentemente dal numero di piastre e dalle dimensioni delle stesse). Per avere tensioni superiori si collegano in serie più elementi, venendo cosi a costituire una “batteria”. L'accumulatore immagazzina energia elettrica, durante la carica, sotto forma di energia chimica e la restituisce durante la scarica sotto forma di energia elettrica, mediante un processo di reazioni inverso. Ciascuna batteria , indipendentemente dalla tecnologia costruttiva, ha una sua carta di identità espressa dalla tensione (Volt V), dalla sua capacità (Ampere Ora Ah), dalla sua corrente di spunto a freddo (Ampere A); Ampere di spunto può essere misurata secondo varie normative internazionali, la più utilizzata è la normativa EN.
Tensione.
L'effettiva tensione di ogni elemento al piombo è circa 2,12 Volt a 25°C di temperatura. Una batteria con 6 elementi è considerata carica se la sua tensione a circuito aperto è compresa fra 12,6 e 12,8 Volt con temperatura ambiente di 20° e 25° C.
Capacità.
Si definisce capacità la quantità di energia in Ah (Ampere Ora) che un accumulatore può fornire ad un circuito esterno. Per le batterie di “avviamento” la capacità è misurata seguendo la normativa EN, che prevede di scaricare la batteria alla temperatura di 25°C con una corrente costante in 20 ore fino al raggiungimento dei 10,5 V (questo tipo di scarica in misurazione viene definita C20); altri tipi di normative possono prevedere la scarica in 5 ore o in 10 ore (C10). Un esempio della normativa; dicendo che una batteria è da 100Ah, si intende che essa può fornire una corrente di 5Ampere per 20 ore, senza che la tensione scenda al di sotto del limite minimo prefissato di 1,75 Volt per elemento. Si deve notare che il valore della capacità diminuisce in modo non proporzionale aumentando l'intensità di scarica: infatti la stessa batteria in C10 erogherà 90 Ah, mentre in C5 arriverà a circa 80Ah.

I fattori che influenzano la capacità di una batteria sono:
-il regime di scarica
-la tensione di scarica
-temperatura
-numero di piastre interne
-età della batteria
-uso e frequanza d'uso della batteria

Corrente di spunto.
La corrente di spunto è importante per valutare la capacità di avviamento di una batteria. La corrente di spunto si misura in Ampere, secondo varie normative EN, SAE, DIN. Queste normative prevedono tutte misurazioni della corrente di spunto a bassa temperatura (-18°C) secondo diversi profili di scarica.
Autoscarica della batteria.
Con autoscarica si intende il fenomeno che dà luogo ad una perdita di carica a circuito aperto. (Quando la batteria non è collegata) L'autoscarica è dovuta ed avviene per reazioni elettrohimiche parassite ed è da considerarsi normale entro certi valori. Queste reazioni aumentano con la temperatura.

Principali avarie.
Solfatazione è uno dei processi che spesso porta alla perdita di funzionalità della batteria. Quando si chiede energia alla batteria in fase di scarica, la reazione chimica che avviene trasforma le materie attive in solfato di piombo. Se la batteria resta nello stato scarico per molto tempo, questo solfato modifica la sua struttura formando, sulle piastre, dei cristalli molto duri. Quando si torna poi a caricare la batteria, questo strato funge da isolante e non permette a questa parte delle piastre di ricaricarsi, rendendole quindi inefficaci per l'accumulatore stesso.
Sovraccarica o eccesso di carica provocata da un cattivo funzionamento dell'impianto di ricarica o dall'uso di caricabatterie esterni mal funzionanti. Lo stato di sovraccarico della batteria può provocare il danneggiamento interno della stessa in quanto corrode le griglie che supportano le materie attive.

Tecnologie costruttive, due gruppi principali.
-Batterie di tipo aperto, tradizionali a ridotta manutenzione e quelle senza manutenzione.
-Batterie di tipo Gel e AGM. Sigillate e con acido regolato da valvole.

Partiamo dalle prime, tradizionali a ridotta manutenzione. Si tratta delle tradizionali batterie ad acido con tappi di rabbocco. Oggi, sono tutte a ridotta manutenzione in quanto, grazie alla riduzione della percentuale di antimonio presente nelle leghe; le moderne batterie tradizioni hanno un ridotto consumo di acqua e un basso rilascio di gas. Il consumo di acqua è legato ad un processo di rezioni parassite in fase di carica che trasformano l'acqua in ossigeno ed idrogeno, gas anche pericolosi per la salute.
Le esalazioni della batterie, il rilascio di gas all'esterno, oggi è stato drasticamente ridotto anche se non eliminato del tutto data la tecnologia tradizionale dell'accumlatore stesso.
Batterie tecnologiche senza manutenzione e sigillate. Sono batterie tradizionali a bassissimo consumo di acqua che non necessitano di rabbocco. Sono completamente stagne salvo una piccola apertura di sfiato. Il miglioramento di questo prodotto ed il vantaggio principale è che non presentano fuoriuscita di liquido, ideali quindi in caso di uso con forti scuotimenti o angoli di lavoro ed inclinazioni particolari. In queste batterie le griglie invece di essere di piombo-antimonio sono in piombo-calcio che offre numerosi vantaggi come : bassa autoscarica, bassissimo consumo di acqua, nessuna manutenzione.

Batterie GEL, AGM. Accomulatori al GEL esistevano già da tempo, dagli anni 30 e venivano utilizzati nei mezzi militari dell'esercito tedesco. Le batterie AGM risalgono agli anni 90, ma solo negli ultimi anni queste tecnologie si sono evolute diventando affidabili. Nelle batterie GEL l'elettrolito è immobilizzato in una massa gelatinosa, mentre in quelle AGM è assorbito all'interno del separatore, che è costruito da un panno spugnoso in fibra di vetro. Entrambe queste tecnologie, quindi non presentano acido libero all'interno, risultando cosi molto più sicure in caso di rotture accidentali del contenitore.
La costruzione di batterie al Gel e AGM è molto più sofisticata e difficile, quindi sono pochi nel mondo gli stabilimenti che le producono. In particolare il brevetto delle batterie al Gel è della tedesca Sonnenschein.

Vantaggi delle batterie tradizionali.
-vasta gamma di scelta
-più economiche
-più leggere a parità di capacità
-meno sensibili a sovraccarica

Svantaggi della batterie tradizioni.
-in fase di carica emettono gas pericolosi
-possono essere montate solo orizzontalmente
-richiedono un controllo periodico del livello dell'elettrolito
-hanno una minore attitudine all'uso continuo in cicli di carica-scarica
-durata inferiore rispetto GEL e AGM
-più soggette all'invecchiamento
-autoscarica maggiore
-minore efficienza di ricarica per la presenza di reazioni parassite

Vantaggi delle batterie al GEL e AGM.
-Sicurezza. L'assenza di esalazioni acide. La sicurezza è quindi totale non solo rispetto alla nocività per le persone, ma anche rispetto al pericolo di fuorisciuta di liquido che con questi accomulatori tecnologicamente avanzati non avviene, massima sicurezza. Un altro dato importante per la sicurezza è che queste batterie emettono energia anche in condizioni limite; tipo se vengono completamente sommerse dall'acqua, scantinati, veicoli fuoristrada, ecc...
-Carica rapida. Sono accumulatori ad alta efficienza di ricarica perchè le valvole favoriscono il processo di ricombinazione dei gas, diminuendo la competitività dei gas, diminuendo la competitività dei delle reazioni parassite in fase di ricarica. In caso di necessità possono essere ricaricate oltre il 50% della loro capacità nominale.
-Versatili e di facile installazione. Possono essere installate anche coricate, trovano posto facilmente in spazi difficili, con poca aerazione o in vani bassi e profondi.
-Manutenzione nulla e nessun consumo di acqua. Contrariamente alle batterie sigillate, grazie alla tecnica della ricombinazione queste non hanno bisogno di controlli o rabbocchi; per tutta la vita della batteria saranno prive di manutenzione.
-Bassa autoscarica nel medio periodo. Ideali per mezzi che rischiano di essere lasciati inutilizzati per lunghi periodi di tempo. Per temperature intorno ai 20 °C la batteria perde lo 0,1% della capacità al giorno; tuttavia l'autoscarica aumenta all'aumentare della temperatura dai 35° C in su.
-Lunga durata nel tempo. La durata di una batteria è legata ai cicli di carica /scarica. Queste batterie hanno una lunga durata, seguite dalle AGM e dalle batterie tradizionali. (Le batterie tradizionali hanno una vita media fino a 4 volte meno rispetto le più tecnologiche in Gel). Il vantaggio delle batterie in Gel ed a seguire le AGM è che non soffrono di fenomeni degenerativi come: il consumo di acqua, la caduta di materia attiva, l'alta autoscarica, il deterioramento dei separatori, che permettono la formazione di cortocircuiti nelle piastre e da ultimo l'uso di particolari additivi nella loro composizione chimica che ne favoriscono il riciclaggio.

Svantaggi delle batterie in Gel e AGM.
-Peso superiore. Se confrontate a parità di capacità risultano più pesanti.
-Costo iniziale. Sono batterie tecnologicamente avanzate e costano sensibilmente di più rispetto le tradizionali; ma se ben usate il rapporto costo/durata è più conveniente. Durano 4 volte di più.
-Minore tolleranza alle tensioni si carica. Se non vengono caricate con idonei caricabatterie si rischia di ridurne di molto la durata. Si consiglia sempre l'uso di caricabatterie elettronici automatici, ne esistono anche di economici utili allo scopo.

Ma, come controllare una batteria di tipo tradizionale a liquido.
Per prima cosa è necessario un controllo fisico, bisognerà pulire l'esterno della batteria e controllare che non sia danneggiata. Non deve presentare segni di corrosione, sporcizia, inoltre tutti i morsetti ed i terminali dovranno essere in buono stato e ben chiusi.
Il passo sucessivo suggerisce di riportare a livello l'elettrolito usando dell'acqua distillata. In seguito metteremo sotto carica la batteria usando un carica-batterie con riduzione automatica del tasso di carica; questo strumento ci permetterà di non superare un tasso di carica superiore a 1/10 Ampere per ogni Ampere di capacità della batteria.
Una volta caricata completamente si andrà a verificare il peso specifico di ogni elemento, servendosi di un idrometro per batterie. Le letture non dovranno superare 1,225 (tenendo conto della temperatura).
Quindi se i valori raccolti degli elementi fossero alterati oltre lo 0,05 tra un elemente e l'altro o se tutti gli elementi avessero un valore a inferiore a 1,225 dovremmo sostituire la batteria con una nuova.
In breve:
-Controllo fisico, la batteria deve essere in buono stato esternamente.
-Livello dell'elettrolito al massimo.
-Carica della batteria con un carica-batterie.
-Verifica del peso specifico di ogni elemento della batteria con un idrometro compensato.
-Lettura dei valori: se tutti gli elementi sono inferiori allo 1,225 batteria da cambiare.
-lettura dei valori: se tra gli elementi c'è una differenza superiore allo 0,050 batteria da cambiare.
Prova della tensione sotto carico, prova veloce:
-Collegate un voltmetro ai morsetti della batteria rispettandone la polarità + e -
-Staccate il cavo della candela e posizionate la chiave in start
-Il voltmetro deve indicare almeno 9 Volt o più durante la fase di avviamento. (batteria da 12 Volt)
-Se misurate una valore inferiore ai 9 Volt la batteria è da cambiare.

foto strumenti utili per semplici diagnosi: 1 carica-batterie, 2 idrometro, 3 voltmetro

Come controllare le batterie in Gel...
Per prima cosa è necessario un controllo fisico, bisognerà pulire l'esterno della batteria, controllare che non sia danneggiata e che non presenti segni di cedimento come gonfiore o crepe. Non deve presentare segni di corrosione, sporcizia, inoltre tutti i morsetti dovranno essere in buono stato e ben fissi ed ancorati.
Il passo sucessivo suggerisce l'uso di uno strumento elettronico per il controllo e la verifica dello stato delle batterie.