Informazioni essenziali e sicurezza

Informazioni essenziali e di sicurezza per batterie moto e powersport.

Quali sono le funzioni di una batteria?

Le batterie hanno 3 funzioni:

1. Fornire energia elettrica per avviare il motore
2. Erogare corrente aggiuntiva quando il sistema di carica non riesce a far fronte alle necessità elettriche
3. Fare le funzioni di uno stabilizzatore di tensione per il sistema di carica.

Struttura e chimica della batteria

Una batteria è un dispositivo che converte energia accumulata tramite processo chimico in energia elettrica.

Che cosa c’è dentro il monoblocco di una batteria?

La struttura della batteria è suddivisa in sezioni (celle). Una batteria a 12 volt è costituita da 6 celle che producono poco più di 2 volt ciascuna, per un totale si circa 12,7 volt. Una batteria a 6 volt è costituita invece da 3 celle, per una tensione totale di poco superiore a 6 volt.

Capacità di una batteria

La dimensione e il numero di piastre di piombo all’interno di ciascuna cella hanno una relazione diretta con la capacità della batteria e con la sua abilità di avviare un motore di varie dimensioni. Le performance di avvio a freddo aumentano in maniera proporzionale all’aumento della superficie conduttiva. La capacità di generare corrente della batteria è direttamente proporzionale alla quantità di materia attiva (piombo) sulle sue piastre.

Chimica delle batterie

Durante la scarica o la ricarica di una batteria, ioni (con carica positiva o negativa) sono trasferiti dai gruppi positivi e negativi di piastra delle celle. Le piastre sono isolate l’una dall’altra da un separatore permeabile, elettricamente isolante, che permette il trasferimento di ioni. Mentre gli ioni si spostano da una piastra all’altra, cambia anche il rapporto tra acido e acqua. Durante la scarica della batteria, il rapporto tra acido e acqua si modifica, comportando una riduzione del peso specifico della soluzione elettrolitica. Il peso specifico è un indicatore dello stato di carica della batteria. Ad esempio, un peso specifico di 1,160 indica che la batteria è al 50% di carica. Tale processo è invertito quando una batteria viene ricaricata.

Il peso specifico aumenta quando il rapporto tra acido e acqua torna a propendere in favore dell’acido. La misura del peso specifico può essere condotta soltanto su batterie di tipo convenzionale, poiché queste sono dotate di valvole di riempimento che permettono l’accesso all’elettrolita.

Durante la fase di scarica, quando il peso specifico diminuisce (più acqua, meno acido), si produce solfato di piombo, che inizia a ricoprire le piastre delle celle, riducendo la superficie disponibile per le reazioni chimiche. Benché tale processo sia normale all’interno della batteria durante la scarica, è necessaria una ricarica tempestiva per invertire il processo e aumentare la superficie utilizzabile delle piastre. Senza una ricarica, il solfato di piombo continua a svilupparsi e può diventare impossibile da scomporre. Se la batteria diventa troppo scarica, è probabile che si verifichi avaria.

Oltre alla solfatazione, anche la corrosione risulta più evidente quando la batteria è scarica. L’effetto sulle piastre e sui conduttori interni alla batteria è ulteriormente incrementato dalla riduzione di peso specifico dell’elettrolita. Con l’andare del tempo, tale effetto comporta una diminuzione delle performance della batteria. Morsetti corrosi possono avere integrità sufficiente da sostenere accessori a basso consumo, ma potrebbero non essere sufficienti a fornire un passaggio per la forte scarica di corrente necessaria per l’avviamento del motore. In casi estremi, può causare il guasto di connessioni tra celle e saldature, che portano all’improvvisa avaria della batteria.

Altra condizione critica per una batteria scarica è il congelamento dell’elettrolita. Infatti, in questa condizione, l’elettrolita (composto prevalentemente da acqua) si congela vicino allo 0. Tale fenomeno si verifica in batterie in stato di scarica profonda, a causa dell’aumento della percentuale di acqua nell’elettrolita. Tale processo è causato da condizioni di basso peso specifico dell’elettrolita. Una batteria Yuasa in stato di carica completa presenta un range di temperature operative tra: -10°C e 60°C (14°F e 140°F).

Sicurezza delle batterie

Maneggiare batterie comporta una serie di fattori di rischio, ad esempio gas potenzialmente esplosivi e acido solforico corrosivo. Seguire la seguente lista di sicurezza in 8 punti aiuta a tenere sotto controllo i potenziali rischi.

1. Non fumare vicino alla batteria, tenere lontane scintille (da elettricità statica o altre fonti) o fiamme libere. Le batterie possono produrre gas idrogeno, che è altamente infiammabile quando si combina con l’ossigeno; in caso di ignizione di tali gas, il monoblocco della batteria può rompersi o esplodere.
2. Nelle batterie convenzionali, allentare i tappi di ventilazione durante la carica e ventilare l’intera area di ricarica. Un accumulo di idrogeno e ossigeno nella batteria può portare a un pericolo d’incendio.
3. Se una batteria si presenta calda al tatto durante la ricarica, interrompere la ricarica e consentire il raffreddamento prima di riprendere il processo. Il calore eccessivo danneggia le piastre e può causare rottura del contenitore.
4. Nelle batterie convenzionali, RIMUOVERE IL TAPPO ERMETICO DAL GOMITO DI VENTILAZIONE. Non risistemarlo una volta rimosso. Se viene lasciato al suo posto, i gas intrappolati nella batteria possono esplodere. Per la stessa ragione, il tubo di ventilazione non deve mai essere piegato o bloccato.
5. Connettere in maniera corretta i contatti del caricabatteria alla batteria: positivo a positivo, negativo a negativo. Scollegare il caricabatteria, o spegnerlo prima di collegare o scollegare i contatti. Tale precauzione minimizza le possibilità di creare scintille quando si connettono o separano i contatti dai terminali della batteria.
6. Indossare sempre occhiali, guanti e abbigliamento protettivi durante la manipolazione di una batteria.
7. Pulire eventuali fuoriuscite di acido immediatamente, utilizzando una soluzione di acqua e bicarbonato per neutralizzare l’acido della batteria (1 parte di bicarbonato per 10 parti di acqua).
8. Assicurarsi che i contenitori pieni di acido siano ben segnalati e che l’area di lavoro sia ben illuminata. In caso di ingestione o di spruzzi agli occhi, intraprendere azioni immediate. L’ingestione di acido solforico può causare ferite interne gravi o persino la morte.

Misure di primo soccorso in caso di contatto con acido solforico:

• Esterno – sciacquare con acqua
• Interno – bere grandi quantità di latte o acqua, seguito da latte di magnesia, olio vegetale o uova sbattute crude. Chiamare immediatamente soccorsi medici
• Occhi – sciacquare per parecchi minuti con acqua, richiedere immediato intervento medico.

Tipi di batterie

Ciascuna serie di batterie Yuasa presenta caratteristiche uniche, che spiegano la differenza di prezzo e performance. Yuasa produce due tipologie di batterie: convenzionali e con elettrolita assorbito (Absorbed Glass Mat – AGM).
Le batterie AGM non presentano tappi di riempimento e sono talvolta indicate come Maintenance Free (senza manutenzione) o VRLA (valve regulated lead acid – al piombo acido regolata da valvole).

Batterie AGM

Le batterie AGM sono più compatte rispetto alle altre tipologie poiché non presentano elettrolita libero. Tale caratteristica le rende più efficienti in termini di volume. Poiché vengono riempite una sola volta, durante l’attivazione, un tappo sigillato copre in maniera permanente le porte di riempimento. Inoltre, non ci sono tubi di ventilazione. Le batterie AGM sono ideali per lo stoccaggio a lungo termine su veicoli che includono: trattorini tosaerba, moto d’acqua, scooter e motociclette che vengono lasciati inutilizzati durante l’inverno.

Le batterie Yuasa AGM non rilasciano gas nell’atmosfera durante il processo di carica/scarica. I gas interni prodotti sono ricombinati all’interno della batteria stessa, senza la necessità di tubi di ventilazione. Una batteria AGM può essere sigillata poiché al suo interno le piastre negative non sono mai completamente cariche, pertanto non producono gas idrogeno. Durante il processo di scarica, le piastre positive generano ossigeno, ma il gas non viene espulso attraverso un tubo di sfiato. Al contrario, esso reagisce con la materia attiva carica delle piastre per trasformarsi in acqua, finché la batteria è carica e l’acqua torna a formare acido. Tale processo è detto tecnologia ricombinante.

Dentro una batteria AGM, i separatori tra le piastre positive e negative sono prodotti in una speciale fibra di vetro resistente al calore e all’acido. Tale design rende le batterie AGM meno soggette a perdite d’acido, grazie alla minore quantità di acido libero contenuta nella batteria. In aggiunta, esiste una valvola di sicurezza interna che entra in funzione in caso di sovraccarico accidentale. La valvola include anche un disco di arresto fiamma che minimizza il rischio di esplosione. I vantaggi di una batteria AGM includono:

• l’assenza di necessità di rabbocco con acqua o controllo dei livelli di elettrolita
• Autoscarica ridotta, poiché le griglie delle piastre sono prodotte con una speciale lega di piombo-calcio che conserva la carica più a lungo di qualunque altro tipo di batteria
• Attivazione semplice e rapida, grazie alle particolari fiale con inserimento a pressione

La maggior parte delle batterie Yuasa AGM sono disponibili sia in versione pre-attivata (pronte per l’installazione) o in forma di batteria secca con un pacchetto d’acido. Le batterie GYZ e YTZ sono disponibili soltanto in versione pre-attivata. I numeri identificativi per modelli venduti scarichi terminano con “BS” a significare “acido incluso” (bottle supplied) (cioè YTX14-BS, YTX20HL-BS, ecc.).

Quando si pensa di installare sul veicolo una batteria con tecnologia AGM, assicurarsi che il circuito di ricarica eroghi una tensione corretta (compresa tra 14.0 e 14,8 Volt). Se la tensione di carica fosse inferiore si suggerisce di installare nuovamente una batteria convenzionale.

Batterie convenzionali

Le batterie convenzionali offrono buoni livelli di performance e durata, ma a un prezzo contenuto. Yuasa produce due tipologie di batterie convenzionali: Conventional (YuMicron) e Conventional ad alte prestazioni (YuMicron CX).

Tali modelli presentano caratteristiche comuni che Yuasa adotta su tutte le sue batterie. Terminali sigillati resistenti alla corrosione, coperture e contenitori in polipropilene e struttura a tenuta stagna. In aggiunta, condividono caratteristiche di progettazione, come gli speciali separatori e una struttura con partizione interna. Le batterie Yuasa YuMicron presentano una maggiore potenza di spunto (fino al 30%) rispetto alle batterie convenzionali standard. La superficie reattiva sulle piastre nella tipologia YuMicron è aumentata grazie all’utilizzo di separatori sottili, di alta tecnologia, che creano spazio per ulteriori piastre dentro ogni cella.

Le batterie YuMicron utilizzano inoltre speciali connettori tra celle, che minimizzano la resistenza interna e incrementano ulteriormente la capacità di avviamento, nonché un Glass Mat resistente alle vibrazioni. La differenza tra le batterie YuMicron e YuMicron CX consiste nel materiale utilizzato nelle piastre. Le batterie convenzionali e YuMicron utilizzano piastre al piombo-antimonio, mentre le YuMicron CX utilizzano piombo-calcio. L’utilizzo della tecnologia piombo-calcio fornisce migliori performance di avviamento a freddo, riduce la perdita d’acqua (fino al 66% rispetto al design convenzionale) e la velocità di autoscarica, in modo da assicurare una maggiore durata della carica.

Capacità nominali

Le batterie Powersports sono classificate in base agli Ampere-ora (Ah) e/o Capacità di spunto a freddo (CCA). Il valore di Ah indica la capacità della batteria di fornire una specifica quantità di corrente per un determinato periodo di tempo.

Il valore di Ah è calcolato su una batteria completamente carica, con una tensione a circuito aperto di 13,0V, e si considera completamente scarica quando la tensione raggiunge 10,5 volt a 25°C (77°F). La capacità di ampere-ora è segnalata sul monoblocco in due modi: Capacità a 10 ore e 20 ore.

Maggiore è la superficie delle piastre di una batteria, maggiore è la capacità di ampere-ora. Anche la temperatura ha un effetto sul valore di Ah, in quanto temperature più basse rallentano le reazioni chimiche in atto all’interno della batteria. Una batteria presenta capacità di Ah inferiore a temperature fredde, rispetto alle temperature più calde.

Il valore della CCA indica l’efficienza nella produzione di corrente a basse temperature. Come per Ah, anche il valore della CCA dipende dal numero di piastre e dalla loro superficie totale. Il valore di CCA rappresenta la scarica in Ampere che una batteria nuova, in stato di carica completa, può generare a -18°C (0°F) per un breve tempo. In generale, i requisiti di corrente per l’avviamento di un motore aumentano in proporzione alle sue dimensioni, e di pari passo aumenta la CCA richiesta.