Piccolo prontuario sugli accumulatori al piombo

[IZØYES (Calindro)]

Piccolo Prontuario sulle batterie al piombo
Essendomi trovato nelle condizioni di dovere acquistare una batteria nuova per i servizi del camper e
volendo fare un acquisto consapevole, non snobbando le economiche batterie auto, ma volendo capire il
motivo dei costi superiori e non di poco delle AGM, mi sono messo a studiare e a chiedere qui e li fino ad
arrivare a parlare con dei tecnici presso fabbriche di batterie che si sono rivelati molto gentili.

Del resto lo studio degli accumulatori al piombo giova anche a quei radioamatori appassionati
di spedizioni dove QRP o meno la disponibilità dell'energia gioca un ruolo determinante, visto
che le batterie Li Ion o Li Po4 costano somme tutt'altro che esigue.

Alla fine credo di essere riuscito ad ottenere una piccola cultura che sono qui a condividere solo per i l
gusto di potere essere utile a qualcuno creando una guida che io non ho trovato o almeno non sono stato
capace. Pazienza, come si dice, chi non ha buona testa ha buone gambe. Iniziamo.
Le batterie erroneamente vengono distinte in queste categorie , piombo acido, AGM e GEL.
NO, è sbagliato !

Le batterie si classificano in 2/3 TIPOLOGIE DI USO

BATTERIE DA AVVIAMENTO
Sono le comuni batterie che usiamo nelle auto, sono batterie che alimentano la piccola elettronica di bordo
e devono fornire solo una grossa corrente per pochi secondi per fare avviare il motore termico dell'auto.
Dopodiché l'alternatore provvederà a generare la corrente necessari ai servizi.
Costruttivamente hanno molte piastre di piombo sottili poiché facendo "fettine fine di piombo" avremo
tante facce esposte all'acido. Quindi con così tanta superficie esposta avremo grosso scambio di elettroni
e quindi una grossa corrente istantanea ( LO SPUNTO).
Purtroppo a parità di volume facendo molte piastre di piombo e lasciando tra ognuna di queste spazio per
l'acido in queste batterie non ci sarà molto piombo.
Siccome è la quantità del piombo (massa) che permette la fornitura di corrente in modo costante , queste
batterie non hanno la capacità di erogare correnti importanti in modo continuo, ma come detto, solo spunti
di pochi secondi generalmente 6 o 7 volte la loro capacità . Per cui una 100Ah mediamente darà uno spunto
di circa 600 / 700 A.

BATTERIE DA TRAZIONE LEGGERA O AD USO CICLICO
Sono le batterie utilizzate nei muletti elettrici, nelle macchine da golf, nelle carrozzelle per disabili, in auto
elettriche, nei camper e nelle barche per i servizi di bordo ecc.
Sono batterie che costituiscono l' unica fonte energetica del sistema dove sono installate.
Quindi non devono fornire correnti elevate di spunto perché non devono avviare motori termici ma
devono fornire correnti, anche importanti , per tutto il ciclo di lavoro della macchina durando ovviamente
un tempo lavorativamente accettabile.
Costruttivamente, hanno piastre di piombo molto spesse quindi hanno poche facce immerse nell'acido.
Questo è il motivo per cui non hanno grossi spunti, pesano molto di più delle batterie da avviamento ma,
avendo una grossa massa di piombo, sono capaci di erogare correnti importanti a ciclo continuo.
BATTERIE TAMPONE O DA UPS.
Praticamente uguali a quelle da trazione leggera come caratteristiche ma con una piccola differenza.
Essendo batterie che devono essere sempre pronte e probabilmente mai usate passano tutta la loro vita
sotto carica. (pensate ud un UPS). Spesso vengono costruite in modo un pochino più robusto e
rigorosamente sigillate in quanto non possono emettere esalazioni all'interno di una apparecchiatura
elettrica dove ci sono contatti o relè in media tensione .
Analizziamo ora la TIPOLOGIA COSTRUTTIVA

BATTERIA AD ACIDO LIBERO.
Sono batterie con piastre di piombo immerse in acido liquido che "SCIACQUA" all'interno del contenitore.
Durante la carica il calore prodotto fa evaporare parzialmente l'acqua contenuta nella soluzione e anche un
pochino di acido. Questo è il motivo per cui ogni tanto vanno rabboccate aggiungendo acqua distillata per
rimpiazzare quella evaporata.
Va detto che l'evaporazione di acqua e acido non è raccomandabile nei posti dove stazionano persone per
cui tali batterie vanno posizionate fuori dell'abitacolo oppure in contenitori sigillati che sfogano
all'esterno. Inoltre, queste batterie, per evitare fuoriuscite di acido devono lavorare obbligatoriamente in
posizione verticale. Alcune batterie vengono dichiarate " SENZA MANUTENZIONE" poiché sigillate.
Teoricamente non ci dovrebbe essere perdita di soluzione data la ricombinazione dei gas . Infatti questi
non potendo uscire data la sigillatura, condensano e si rimescolano con l'acido.
Un po' come lasciare una bottiglia d'acqua al sole tappata. L'acqua evapora e forma goccioline sulla
bottiglia poi queste non potendo uscire si condensano e la bottiglia resta piena.
BATTERIE AGM (absorbed glass mat)
Sono batterie nelle quali l'acido e presente in una "spugna imbevuta" quindi, non essendoci liquido che si
muove ma solo una spugna intrisa, questi accumulatori possono lavorare in qualunque posizione.
Inoltre sono sigillati, quindi a ricombinazione dei gas, per cui non emettono vapori e possono essere
messi in ambienti chiusi e in presenza di persone.

BATTERIE al GEL
Sono batterie similari alle AGM in cui un additivo rende l'acido gelatinoso per cui non serve lo spazio della
spugna di fibra di vetro per trattenere fermo l'elettrolita. Hanno tutte le caratteristiche sovrapponibili
alle batterie AGM e ne costituiscono un alternativa costruttiva. La mancanza della spugna che di per sé è
inerte e non prende parte alla reazione chimica conferisce , a parità di grandezza della batteria, una
capacità elettrica leggermente superiore. Tuttavia il calore prodotto da eccessi di carica elettrica potrebbe
fare solidificare un pochino il gel che perderebbe così una parte delle sue caratteristiche chimiche.
Adesso è facile capire che una batteria da avviamento , normalmente prodotta con acido libero, potrà
essere realizzata in tecnologia AGM, mentre una batteria da trazione leggera normalmente prodotta AGM
in realtà può essere fatta anche ad acido libero.

NON CONFONDIAMO LA DESTINAZIONE DELLA BATTERIA CON LA SUA TECNOLOGI A COSTRUTTIVA

Due parole sui costi.
Le batterie AGM costano di più delle sorelle ad acido libero per un paio di motivi:
Hanno più piombo in quanto tendenzialmente fatte per "trazione leggera" e sono al momento meno
diffuse delle acido libero. L'economia di scala ci insegna che produrre tanto e standard fa abbassare i costi.
Altro parametro da tenere presente . Paragonare batteria AGM di qualità con batterie ad acido
libero anch'esse di qualità. Poiché spesso le batterie AGM essendo un segmento di nicchia
specializzato che non fa numeri enormi vengono prodotte solo da case "famose" e costruite con un
certo livello di qualità da cui ne deriva un determinato prezzo.
Le sorelle ad acido libero, data l'enorme diffusione, vengono prodotte anche da case che fanno
prodotti di qualità inferiore pur di offrire un prodotto economico in un mercato molto ampio.
Quindi spesso accade che confrontiamo una batteria scadente ad acido libero con una buona AGM
e diciamo che quest'ultime costano il doppio o il triplo, ma non è così.

Se confrontiamo batterie di pari qualità vedremo che la differenza di prezzo si assottiglia molto.
In ultimo rispondo a coloro che dicono " ma a parità di ampere le batterie sono tutte uguali, 100
ampere sono 100 ampere e basta ! "
NO, NON è VERO !

Analizziamo una batteria auto recante un'etichetta " 12V 100Ah (700A) ".
Spieghiamone il significato semplicemente.

Ovviamente 12 V è la tensione di lavoro , 100Ah indica la capacità ed è questa frutto spesso di
equivoci che ora approfondiremo, mentre 700A è la corrente massima erogabile dalla batteria ma
per pochi secondi , meglio conosciuta come "spunto". Questo valore fondamentalmente è legato
alla ampiezza della superficie a contatto tra piombo e soluzione acida e la resistenza interna della
batteria che rappresenta un limite invalicabile nell'erogazione della corrente.
La capacità della batteria ( i famosi 100Ah) viene generalmente valutata secondo uno standard
di scarica denominato "C20". Ciò significa che quella capacità quantificata in 100Ah è valida se
scaricata in 20 ore. Precisamente , applicando un carico (consumo) di 5A la batteria sarà capace di
erogarli per 20 ore fino al suo esaurimento. Quindi 5 X 20 = 100 Fin qui tutto quadra.
Per esaurimento si intende convenzionalmente quando la tensione scende di un 10%.
Nelle batterie classiche 12V si considerano scariche quanto la tensione è di 10.8V
TUTTAVIA spesso cadiamo in un comune equivoco , pensare che chiedendo 100A alla batteria
questa me li potrebbe dare per un ora. Del resto 100 X 1= 100 o no?
NO ! Durerebbe solo pochi minuti, ma perché ?
Durerebbe molto meno poiché dobbiamo dare alla batteria il tempo di generare la corrente con gli
scambi chimici al suo interno, dobbiamo darle quindi il tempo necessario per lavorare. La batteria
ci potrà dare solo corrente relativa agli scambi ionici immediatamente disponibili , in pratica la
corrente "già pronta". Se entrassimo in un bar chiedendo di mangiare immediatamente perché sta
arrivando l'autobus il barista potrebbe solo darci il panino già fatto in esposizione ma non avrebbe
tempo di farcene uno a richiesta. Del resto, se andassimo in 100 persone ad un ristorante vuoto , il
ristoratore non sarebbe in grado di farci mangiare tutti insieme nonostante abbia in magazzino
tutto il necessario.
Tuttavia, se 200 persone arrivassero diluite durante tutto il giorno potrebbero essere tutte servite.
Invece le batterie da TRAZIONE LEGGERA a differenza delle sorelle DA AVVIAMENTO sono adatte
a dare correnti importanti per tempi prolungati avendo, come già detto, una quantità maggiore di
piombo. Anche questa, come l'altra, non potrebbe reggere una carico di 100A per un'ora pur
essendo una 100Ah ma potrebbe erogarli magari per mezz'ora o comunque per un tempo molto
superiore .
Facendo il paragone del ristorante è come se il ristoratore avesse più cuochi e più camerieri e quindi
almeno 50 persone le farebbe magiare insieme.
Concludendo la capacità di una batteria da trazione si equivale a quella di una batteria da
avviamento SOLO SE UTILIZZATA IN 20 ORE cioè con un consumo orario pari al 5% della sua
capacità, ma In caso di consumi superiori le batterie da trazione dureranno di più.
In ultimo c'è da dire che negli anni appena passati sono iniziate a comparire batterie "ibride" cioè
capaci di grossi spunti ma anche di elevate correnti.
Sono le batterie da avviamento costruite con tecnologia AGM. Questo per rispondere alle
nuove auto dotate di dispositivo Start&Stop che prevede che ogni qualvolta l'auto si fermi il
motore si spenga , riavviandosi poi quando si rilascia il pedale del freno.
Questi motori usando il motorino di avviamento molto frequentemente hanno bisogno oltre che
dello spunto anche di una capacità elevata di "rigenerazione" della corrente per soddisfare
un'operazione ( l'avviamento) che da occasionale diventa così ciclica.
Concludendo qualche cenno veloce.
Le acido libero sono economiche , sopportano meglio scariche profonde che comunque andrebbero
evitate e hanno una posizione di lavoro fissa . Se inutilizzate per tempi lunghi il solfato di piombo
può accumularsi creando dei cristalli che aumentando la resistenza elettrica interna della batteria
ne pregiudicano il corretto funzionamento. Questo fenomeno è noto come solfatazione.
Per le loro caratteristiche sono adatte ad essere batterie da avviamento.
L e AGM come pure le GEL, per la loro tipologia costruttiva hanno una bassa auto scarica (minore
del 3% mese) non gradiscono scariche profonde, sono per questo più delicate e possono lavorare in
qualunque posizione. La forma non liquida dell'elettrolita non le predispone al fenomeno della
solfatazione . Non emettono esalazioni essendo ermetiche.
Inoltre anche se ho trovato pareri un po' discordanti , le batterie ermetiche dovrebbero essere
caricate ad una tensione un pochino inferiore alle aperte in quanto l'aumento fisiologico di
temperatura provocato dalla carica non potrà trovare sfogo all'esterno come accade per batterie
"classiche con i tappi" che infatti in piena fase di carica emettono quel caratteristico odore acido.
Per le loro caratteristiche vengono utilizzate come batterie da trazione leggera o uso servizi.
Spero di avere fatto chiarezza e di essere stato utile e soprattutto ora dovreste sapere con sicurezza
la batteria da scegliere più appropriata al vostro uso.
P.S. Uso comunemente per abitudine la parola batteria, tuttavia sarebbe più corretto parlare di
accumulatore.
IZØYES
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[r5000]

73 a tutti, complimenti, sintesi chiara e perfetta, resta poco da aggiungere, corrente e tensione di carica,  l'autoscarica, la solfatazione, la manutenzione per mantenere efficiente la batteria e da "piccolo prontuario" diventa il testo di riferimento per chi vuole usare bene le batterie al piombo che se usate correttamente hanno ancora molto da dire rispetto alle batterie al litio ecc...

[IZØYES (Calindro)]

73 a tutti, complimenti, sintesi chiara e perfetta, resta poco da aggiungere, corrente e tensione di carica,  l'autoscarica, la solfatazione, la manutenzione per mantenere efficiente la batteria e da "piccolo prontuario" diventa il testo di riferimento per chi vuole usare bene le batterie al piombo che se usate correttamente hanno ancora molto da dire rispetto alle batterie al litio ecc...

Grazie. Ma la ho scritto di getto in modo "potabile" per spiegare a chi non sa le differenze per una scelta consapevole. Una specie di Bignami. Buonanotte e grazie ancora del complimento.

inviato LG-H850 using rogerKapp mobile

[IZØYES (Calindro)]

Grazie. Ma la ho scritto di getto in modo "potabile" per spiegare a chi non sa le differenze per una scelta consapevole. Una specie di Bignami. Buonanotte e grazie ancora del complimento.

inviato LG-H850 using rogerKapp mobile

Ciao ho aggiornato modificando il testo il prontuario sulle batterie.