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Le batterie rappresentano il cuore del sistema elettrico: ci permettono di avviare il motore e di far funzionare tutte le altre apparecchiature elettriche (luci, strumenti, radio, frigo, ecc.) della nostra imbarcazione.

Questi due campi d’impiego differiscono notevolmente tra loro: l’avviamento del motore richiede fortissime correnti (fino a 700-900 Ampere) per pochi secondi, mentre le altre apparecchiature richiedono correnti di qualche Ampere, ma per diverse ore.

Di conseguenza, le batterie per avviamento devono essere diverse da quelle usate per i servizi e la differenza sta essenzialmente nella loro costruzione interna.

Le prime batterie sono state costruite industrialmente nella seconda metà del secolo scorso e da allora sono stati fatti solo pochi significativi progressi per migliorarne le prestazioni: sono state introdotte le batterie al gel e, nell’ultimo decennio, le batterie sigillate e ad elettrolito immobilizzato (AGM); in ultimo ed ancora in fase semi-sperimentale quelle al Litio.

La tensione a massima carica di una cella elementare è di 2.13V a 25°C; le batterie a 12V sono formate da 6 celle, dunque, avremo una tensione totale di 12.78V a batteria. Questo è il valore che indica la tensione di ricarica, cioè il voltaggio che ci dice che la batteria “sta bene”.

Senza dilungarci in altri discorsi teorici, esaminiamo quali sono le caratteristiche che devono avere le batterie da installare a bordo, valutando prima cosa ci offre oggi il mercato a livello di tecnologia costruttiva e poi quali sono le tipologie adatte all’avviamento e quali ai servizi.

 

La tecnologia costruttiva divide le batterie in:

  • tradizionali (cioè con tappi di rabbocco per l’acqua distillata);
  • sigillate (dette anche senza manutenzione);
  • al gel (l’elettrolito è immobilizzato in una massa gelatinosa);
  • AGM/V o ad acido trattenuto (l’elettrolito viene immobilizzato in spugne di materiale sintetico).

 

Batterie AGM a sinistra e batterie al Gel a destra

 

Per le imbarcazioni, il tipo tradizionale con elettrolito liquido è da evitare, a causa del potenziale rischio di fuoriuscita di acido in caso di forti inclinazioni e della delicatezza del contenitore esterno in caso di forti urti. Richiedono inoltre manutenzione periodica con il rabbocco di acqua distillata.

Le sigillate non sono altro che batterie tradizionali cui è stata aggiunta una riserva extra di acqua pari al 10% circa, vengono poi sigillate ermeticamente (salvo un piccolo foro per l’eventuale fuoriuscita dei gas). L’elettrolito esce così solo in caso di rottura del contenitore, ma non in caso di ribaltamenti. Queste batterie, come del resto quelle tradizionali, devono tassativamente lavorare in piano. Sono una buona soluzione grazie al loro rapporto qualità/prezzo.

Le batterie al gel e quelle ad acido trattenuto sono basate su un principio sostanzialmente identico, ma l’elettrolito non è più allo stato liquido, bensì ridotto a uno stadio gelatinoso o cremoso e risulta molto meno pericoloso in caso di fuoriuscita. Le batterie al gel o ad acido trattenuto possono funzionare in tutte le posizioni (anche capovolte) e non sviluppano gas venefici o esplosivi durante la ricarica; inoltre, l’acqua al loro interno non evapora, quindi sono esenti da ogni manutenzione. Sono il miglior compromesso tra costo, durata e affidabilità.

Il dato più significativo da tenere in considerazione per le batterie per uso ciclico è il numero di utilizzi (cicli di carica – scarica), rapportato alla profondità di scarica.

 

Il diagramma sottostante spiega meglio l’importanza di questo dato:

Disegno 3. Cicli di carica e scarica

 

 

L’etichetta della batteria riporta informazione sul tipo e sulla capacità

 

La percentuale di scarica indica quanta capacità in percentuale abbiamo estratto dalla batteria (o gruppo di batterie) prima di iniziare la ricarica. Le tre curve rappresentano la vita utile delle batterie: per fare un esempio pratico, considerando una scarica del 40% (cioè abbiamo tolto 120Ah dal gruppo servizi di 300Ah), avremo un totale di 300 cicli per le batterie ad acido, di quasi 500 per le batterie al gel e di circa 1200 per le batterie ad acido trattenuto (AGM/V).

Le curve del grafico soprastante indicano un importante vantaggio delle batterie per uso ciclico: quello di poter essere scaricate a zero e di poter essere poi ricaricate e utilizzate senza problemi.

Un’altra caratteristica importante delle batterie per uso ciclico è quella che possono essere ricaricate in tempi brevissimi, in quanto sono in grado di accettare correnti di ricarica pari o superiori al 50% della capacità nominale: questo è possibile grazie agli alternatori di potenza.

È importante considerare che le recenti versioni delle batterie per uso ciclico sono in grado di effettuare tranquillamente l’avviamento in caso di necessità, anche se la loro corrente di spunto è mediamente inferiore del 25-30% di quella di un’analoga batteria avviamento.

Per ottenere i cicli di vita sopra indicati è fondamentale che la ricarica di queste batterie sia effettuata con carica-batterie specifici a fasi successive (carica massima – assorbimento – mantenimento) e a valori di tensione variabili secondo le indicazioni del costruttore delle batterie.

 

DIMENSIONAMENTO DELLE BATTERIE

 

Sapere con quante batterie deve essere attrezzata la vostra barca è uno dei dubbi più comuni, risolvibile solo con un’attenta analisi delle vostre esigenze.

Se ormeggiate spesso in porto, può bastare il dimensionamento standard proposto dal cantiere, ma non dovrete abusare di energia appena lascerete il marina, o vi troverete subito con batterie scariche e difficoltà di messa in moto.

Il dimensionamento standard dei cantieri è spesso calcolato sui consumi minimi dell’imbarcazione e sul costo minimo degli impianti ed è bene informarsi sugli spazi possibili per l’aggiunta di batterie, possibilmente nella stessa zona dove sono alloggiate quelle standard. Se cercate più autonomia, qualche notte in baia e lunghe navigazioni, i carichi del frigo, dell’autopilota e degli accessori iniziano a gravare sul gruppo batterie.

La tabella sottostante è un buon riferimento per chi non ama sostare troppo nei marina: si tratta di un esempio di dimensionamento per una crociera in Mediterraneo, a patto di disporre di un buon sistema di ricarica tenuto sempre al massimo della sua efficienza, grazie ad un minimo di manutenzione.

I valori sono intesi con tensione a 12 Volt e aumentano all’aumentare della lunghezza della barca, perché cresce il numero degli accessori, dei posti letto e quindi dei consumi.

 

TABELLA DIMENSIONAMENTO BATTERIE

LUNGHEZZA BARCA CAPACITA’ GRUPPO SERVIZI 12V
[metri] [Ah]
8 100-200
10 300
12 400
14 600
16 800-1000
18 1400

 

Affinché le batterie durino, è basilare ricaricarle correttamente e frequentemente, anche con l’ausilio di un pannello solare, ad esempio nei periodi invernali d’inutilizzo.

Un ultimo consiglio è che non bisogna mai utilizzare oltre il 20% della carica della batteria, perché poi ricaricarla richiede molto tempo se non si dispone di un carica batterie dedicato o alternatore di potenza. Inoltre, l’eccessiva scarica rischia di innescare il processo di solfatazione, che danneggia irrimediabilmente la batteria. Soprattutto non vanno stressate se il banco batterie è sottodimensionato.

Abbiamo dunque visto come la scelta di tipologia e numero di batterie necessarie possa dipendere da numerosi fattori: l’utilizzo per l’avviamento del motore o per i servizi, la dimensione della barca, la frequenza di navigazione e così via. Le batterie al gel e ad acido trattenuto rappresentano a mio avviso il migliore compromesso per costo e durata, ma valutate sempre con attenzione quali sono le vostre esigenze: solo in questo modo potrete individuare come meglio alimentare il sistema elettrico della vostra imbarcazione.

Davide Zerbinati

Davide Zerbinati

Architetto Navale e Ingegnere Nautico specializzato in barche in alluminio è un riconosciuto perito nautico e appassionato velista di seconda generazione, ha collezionato molte miglia in Mediterraneo.
Autore del libro “Lavori a Bordo” e conduttore del serial Tv “Lavori in barca”.
Davide Zerbinati

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