Batteria auto

Caratteristiche

Ogni autovettura è dotata di una particolare batteria che, in gergo tecnico, è definita come “accumulatore di carica elettrica”. Questo dispositivo consente l’avvio del motore grazie all’accumulo di energia elettrica all’interno di celle collegate in serie fra loro; questi elementi, dette celle elettrolitiche, sono sei. Le celle sono sistemate all’interno di un contenitore in materiale plastico che svolge il doppio ruolo di proteggere le celle da urti e vibrazioni e di contenere un particolare liquido (la soluzione elettrolita) che consente il funzionamento della batteria. Le batterie per l’autotrazione forniscono al sistema una corrente pari a 12 Volt.

Le batterie utilizzate nelle autovetture sono dispositivi ricaricabili che talvolta vengono definite come batterie SLI (Starting, messa in moto del motorino di avviamento; Lighting, accensione delle luci; Ignition, avvio del motore). Esistono anche altri tipi di batterie che vengono anche utilizzate per la trazione, e che sono montate nei veicoli elettrici.

A seconda delle dimensioni del mezzo può essere presente più di una batteria. È questo il caso, ad esempio, dei trattori e dei grossi camion dotati di motori diesel che possono avere due diverse batterie montate in serie (per un totale di 24 V) oppure diverse batterie collegate fra loro in parallelo per potenze maggiori.

Sono numerose le tipologie di batterie per auto, ciascuna di esse con una propria modalità di funzionamento e caratterizzata da vantaggi e svantaggi. Fra le diverse tipologie utilizzabili dai mezzi di trasporto troviamo le batterie al piombo-acido, le AGM (Absorbed Glass Mat), le batterie al nichel-zinco e le cosiddette ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activities ovvero batterie Na-NiCl₂).

Per lo smaltimento delle batterie il punto di riferimento è il COBAT (Consorzio Obbligatorio per le Batterie al Piombo Esauste e i Rifiuti Piombosi) che si occupa della raccolta, del trattamento e del riciclo di pile, batterie, accumulatori ed apparecchiature elettriche o elettroniche non più utilizzabili. Il Consorzio si basa su un capillare sistema di raccolta sull’intero territorio italiano e risponde ai più moderni standard di sicurezza a livello nazionali ed europeo; il COBAT possiede inoltre certificazioni di qualità e relative al rispetto dell’ambiente. Sul sito è possibile raccogliere informazioni sul punto di raccolta più vicino, con la possibilità di registrarsi ed avvalersi di un pratico servizio di ritiro a domicilio della propria batteria esausta.

Batterie al piombo-acido

Il tipo di batteria per auto senza dubbio più diffuso è quello al piombo-acido. Ciascuna cella elementare è composta da un numero variabile di lamine di piombo (Pb) piuttosto sottili che costituiscono l’anodo (carica negativa) e da lamine in biossido di piombo (PbO₂) che costituiscono il catodo (carica positiva). Questi sottili elementi sono separati tra loro da altre lamine realizzate in materiale isolante, ed il tutto si trova in immersione all’interno di una soluzione costituita da acqua e da acido solforico (H₂SO₄). La concentrazione dell’acido solforico è precisa e funzionale alle funzioni che deve svolgere la batteria. Le celle elettrolitiche sono, nel loro insieme, collegate a morsetti riconoscibili per il segno “+” o “-” e che, rispettivamente, costituiscono il polo positivo e negativo della batteria. L’indicazione relativa alla polarità è facilmente distinguibile dall’esterno dal momento che dal contenitore in plastica fuoriescono i collegamenti che permettono di unire la batteria all’impianto elettrico dell’autovettura.

La differenza di potenziale fra anodo e catodo generata dagli accumulatori per automobili è di 12.70 V (2.12 V per ciascuna delle sei celle in serie), valore che dopo il funzionamento scende a 12 V complessivi. La grande diffusione di questo tipo di batteria è motivata dal fatto che, a fronte di prezzi di acquisto piuttosto contenuti, la quantità di corrente erogabile è decisamente elevata. Queste batterie sopportano in genere anche le temperature basse e sono affidabili anche nei climi più freddi.

Purtroppo c’è da ricordare che le batterie per auto al piombo-acido presentano anche una resistenza limitata alla scarica totale, e necessitano di periodiche operazioni di manutenzione. Le batterie al piombo-acido contengono rilevanti quantità di piombo, un elemento fortemente inquinante e che deve essere smaltito correttamente. Inoltre la soluzione di acido solforico contenuta nella batteria si trova allo stato liquido, e può causare problemi di inquinamento in caso di fuoriuscite accidentali.

Batterie AGM

Le batterie auto di tipo AGM (Absorbed Glass Mat) rappresentano una classe di dispositivi nei quali l’elettrolita non è presente allo stato liquido (come, invece, accade nelle batterie al piombo-acido) ma è contenuto in una matrice costituita da fibre di vetro. Queste sottilissimi fibre di vetro sono intessute fra loro in modo particolare, allo scopo di incrementare la loro superficie e la quantità di elettroliti; tali fibre non sono in alcun modo attaccate dalle sostanze acide con le quali sono a contatto. Nella maggior parte dei casi le batterie auto AGM presentano una forma piatta o rettangolare, ma ne esistono anche di curvilinee o piegate a seconda delle destinazioni di utilizzo.

Le batterie AGM presentano molti pregi: sono innanzitutto compatte ed occupano poco spazio. A causa della loro resistenza nei confronti degli urti possono essere utilizzate in sicurezza anche nel caso di veicoli sottoposti a notevoli sollecitazioni meccaniche, come ad esempio fuoristrada o addirittura mezzi militari. Altri aspetti positivi delle batterie AGM sono rappresentati dalla ottima efficienza anche in condizioni sfavorevoli, come ad esempio il caldo intenso, mentre in caso di rottura l’eventuale fuoriuscita di sostanze acide e nocive è decisamente limitata; non sussistono inoltre problemi relativi al cortocircuito fra una cella e l’altra, dal momento che le fibre di vetro separano fra di loro le piastre.

Questi accumulatori possono anche funzionare perfettamente per 10 anni, e non necessitano di alcuna manutenzione periodica. Le loro prestazioni sono molto interessanti: le correnti di spunto sono decisamente elevate, ed a causa della bassa resistenza interna la loro ricarica avviene più velocemente rispetto alle batterie al piombo-acido; durante la carica la resa amperometrica è elevata, mentre l’autoscarica è bassa.

Questa tipologia di accumulatori presenta però anche alcuni aspetti negativi. Innanzitutto il costo: rispetto alle batterie al piombo-acido, le AGM sono più care ed il loro prezzo lievita nel caso di piastre a spirale.

Manutenzione periodica

Per alcune batterie può essere necessario effettuare piccole operazioni di manutenzione allo scopo di migliorarne l’efficienza e la durata nel tempo. Tipicamente l’operazione più comune consiste nell’aggiunta di acqua per compensare quella perduta durante il fenomeno di elettrolisi che avviene in corrispondenza del ciclo di ricarica. Può infatti accadere che la ricarica prolungata, oppure che avviene in corrispondenza di elevati voltaggi, causi la scissione delle molecole di acqua in idrogeno ed ossigeno, elementi gassosi che fuoriescono poi dalle celle. In caso di eccessiva perdita di acqua il livello del liquido elettrolita si può abbassare sino a lasciare scoperte all’aria la piastre, causandone la perdita di capacità ed il danneggiamento.

I produttori di batterie per auto raccomandano l’utilizzo di sola acqua distillata o demineralizzata, dal momento che le comuni acque di bottiglia o del rubinetto presentano elevate concentrazioni di minerali (come ad esempio sali di calcio e magnesio) che sono in grado di interferire con l’elettrochimica dell’accumulatore, ridurne l’efficienza e diminuirne la durata di vita.

Nella maggior parte dei casi, comunque, queste aggiunte non sono necessarie e ciò avviene soprattutto per i modelli di batterie per autovetture più moderni. In molti casi, addirittura, la batteria è sprovvista dei tappi attraverso i quali effettuare il rabbocco di acqua. Questi dispositivi presentano infatti al loro interno una dotazione extra di elettroliti in grado di compensare le perdite che avvengono naturalmente durante la vita della batteria stessa.

L’acido solforico contenuto nelle batterie non richiede invece alcun rabbocco, dal momento che non viene consumato nemmeno in caso di sovracaricamento.

Di tanto in tanto è necessario controllare i morsetti e, se necessario, stringerli; lo strato protettivo di vaselina che li ricopre deve inoltre essere periodicamente sostituito per evitare l’ossidazione dei terminali. I terminali stessi devono essere mantenuti puliti, poiché lo sporco è in grado di ostacolare il passaggio di corrente elettrica e compromettere le prestazioni della batteria.

Sostituzione

La sostituzione della batteria di un’autovettura è un’operazione tutto sommato semplice, ma che può riservare qualche rischio, soprattutto per chi non è molto pratico di motori: in questo caso è bene rivolgersi ad un elettrauto o ad una persona competente, per evitare spiacevoli incidenti. In questo modo, oltretutto, si potrà direttamente smaltire la vecchia batteria nel modo più corretto.

Per sostituire la batteria dell’auto è bene consultare il libretto di manutenzione relativo al proprio veicolo, tenendo presente che in alcuni casi i sistemi elettronici possono resettarsi al momento del distacco totale dall’alimentazione e che in seguito sarà necessario ripristinarli.

Il sistema di bloccaggio della vecchia batteria deve essere rimosso, e così la protezione di plastica. Successivamente si procede allentando i morsetti ma senza scollegarli; per evitare che l’alimentazione si interrompa è necessario collegare in parallelo la nuova e la vecchia batteria utilizzando gli appositi cavetti per accumulatori. La pinza del cavetto rosso deve essere collegata al polo positivo del nuovo accumulatore, ed al corrispondente morsetto della vecchia batteria; la stessa operazione deve essere eseguita per il cavetto nero, da collegare invece al polo negativo. In questo modo è possibile rimuovere la vecchia batteria staccandola dai morsetti senza alcun rischio per l’impianto elettrico; bisogna prestare attenzione ed evitare che i cavetti tocchino le parti metalliche del veicolo oppure altro materiali conduttori.

La vecchia batteria ora può essere estratta dal suo alloggiamento e sostituita con la batteria nuova. Una volta correttamente inserita, i morsetti vanno stretti bene e, accertatisi del loro corretto collegamento, è possibile rimuovere i cavetti precedentemente impiegati per il collegamento in parallelo. La nuova batteria va infine assicurata al sistema di bloccaggio dell’alloggiamento, facendo attenzione che non si possa muovere.

Infine, prima di richiudere il cofano dell’auto, è consigliabile spalmare sia sui morsetti che sui poli della batteria un leggero strato di olio di vaselina che proteggerà i contatti dall’ossidazione dovuta all’aria.

Smaltimento

Le batterie auto esauste rappresentano una seria minaccia per l’ambiente, dal momento che contengono pericolosi metalli inquinanti come mercurio, piombo, manganese, cromo, zinco, cadmio e rame. Fra di essi il mercurio, anche se presente in minime quantità, è senza dubbio il più pericoloso perché un solo grammo di questo elemento è in grado di inquinare oltre mille di litri di acqua; da non trascurare sono anche gli effetti del piombo, in grado di causare danni cerebrali, al sistema nervoso e in altre diverse funzionalità dell’organismo.

Per essere certi che la batteria esausta del nostro autoveicolo non causi inquinamento ambientale o danni alle persone è necessario provvedere al suo smaltimento controllato. Normalmente gli elettrauto e chi si occupa di manutenzione delle autovetture ha un contratto con il Consorzio Obbligatorio per le Batterie al Piombo Esauste e i Rifiuti Piombosi (COBAT, vedi paragrafo iniziale) ed è obbligato al conferimento delle batterie esauste. Il COBAT si occuperà del successivo smaltimento e del riciclaggio delle componenti inquinanti come, ad esempio, il piombo che è possibile riutilizzare.

I privati che provvedono da soli alla sostituzione della batteria della propria autovettura sono tenuti ad uno smaltimento responsabile della stessa. Per fare ciò è possibile rivolgersi direttamente al COBAT, che fornirà indicazioni relative ai più vicini centri di smaltimento o raccoglitori autorizzati. In alternativa ci si deve rivolgere agli sportelli comunali preposti alla gestione dei rifiuti. È bene ricordare che lo smaltimento della batteria non comporta alcun costo per l’utente, dal momento che già nel prezzo di vendita è compresa la tassa sullo smaltimento dei rifiuti speciali.

È superfluo, ma vale la pena ricordarlo, che l’abbandono nell’ambiente delle batterie esauste rappresenta un atto di inciviltà e di irresponsabilità, considerando anche il fatto che il loro corretto smaltimento non costa nulla. L’abbandono è inoltre punito ai sensi del Decreto Legislativo n. 22 del 1997.