Introduzione

I Gruppi di Continuità – UPS sono le sentinelle silenziose dei nostri data center e delle nostre infrastrutture critiche. Tuttavia, il loro cuore pulsante, ovvero il banco batterie al piombo-acido a ricombinazione di gas (VRLA, o “ermetico”), ha un ciclo di vita limitato. La sua degradazione è inevitabile, ma non imprevedibile.

Aspettare che un UPS emetta un fastidioso “beep” di allarme o, peggio, che fallisca nell’erogazione di energia durante un blackout, non è una strategia. È un rischio calcolato che nessun professionista serio può permettersi.

In questo articolo, analizziamo i primi segnali tecnici e misurabili che indicano l’inizio della fine per una batteria VRLA. Intervenire su questi indicatori consente di pianificare la sostituzione, prevenire downtime costosi e garantire l’integrità del carico protetto.

1. L’ aumento dell’impedenza Interna (o Resistenza in CA)

Questo è il parametro più rivelatore e spesso il primo a degenerare.

• Cosa è: l’impedenza interna è l’opposizione che la batteria presenta al passaggio della corrente alternata. In una batteria nuova, è molto bassa.
• Perché aumenta: con l’invecchiamento, si verifica la solfatazione delle piastre: i cristalli di solfato di piombo (un normale prodotto della scarica) diventano grandi, duri e non riconvertibili completamente in carica. Questi cristalli isolano il materiale attivo, riducendo la superficie di reazione e aumentando drasticamente la resistenza interna.
• Come si misura: con un tester di impedenza dedicato per batterie. Questo strumento fornisce un valore in milliohm (mΩ). Non è un dato rilevabile con un semplice multimetro.
• Segnale di allarme: un aumento dell’impedenza superiore al 20-30% rispetto al valore nominale di una batteria nuova è un chiaro indicatore di degrado avanzato, anche se la tensione a vuoto sembra normale.

2. Il crollo della capacità (Ah) in prove di scarica controllate

La capacità nominale, espressa in Ampere-ora (Ah) è la ragion d’essere della batteria.

• Cosa è: la quantità di energia che la batteria può effettivamente erogare a una determinata corrente fino a una tensione di cut-off.
• Perché si riduce: la solfatazione e la corrosione delle griglie positive, un processo normale ma accelerato da temperature elevate, riducono progressivamente la quantità di materiale attivo disponibile per le reazioni elettrochimiche.
• Come si misura: eseguendo una prova di scarica controllata. Utilizzando un apposito carico resistivo (load bank), si scarica il banco batterie a una corrente prestabilita (es. C/8, ovvero la capacità nominale divisa per 8 ore) e si misura il tempo impiegato per raggiungere la tensione di fine scarica.
• Segnale di allarme: quando la capacità misurata scende sotto l’80% della capacità nominale, la batteria ha superato la fine della sua vita utile ed è a rischio di fallimento imminente sotto stress reale.

3. L’ aumento della temperatura a riposo e in carica

Il calore è il killer numero uno delle batterie VRLA.

• Cosa è: una temperatura della batteria anomala, specialmente in condizioni di carica di mantenimento (float).
• Perché aumenta: un’impedenza interna elevata, o la presenza di microcortocircuiti interni, causati da dendriti, fanno sì che parte dell’energia in carica venga dissipata in calore invece che convertita in energia chimica. Questo innesca un circolo vizioso: il calore accelera la corrosione delle griglie e l’evaporazione dell’elettrolita, peggiorando ulteriormente le condizioni della batteria.
• Come si misura: con una termocamera a infrarossi è possibile individuare “punti caldi” (hot spots) su una singola cella o su una batteria all’interno di un banco. Un semplice termometro a contatto può fornire una misura generale.
• Segnale di allarme: temperature superficiali costantemente superiori a 5-10°C rispetto alla temperatura ambiente in condizioni di float, o differenze di temperatura marcate tra celle dello stesso banco.

4. L’ incapacità di mantenere la tensione di mantenimento (Float)

L’ elettronica dell’UPS lavora costantemente per mantenere una tensione di float costante (tipicamente 13,5 – 13,8V per batterie da 12V).

• Cosa è: una batteria che, pur collegata al caricatore dell’UPS, fatica a stabilizzarsi alla tensione di mantenimento.
• Perché succede: batterie con alta autoscarica o con celle in cortocircuito interno “assorbono” costantemente corrente senza mai raggiungere uno stato di carica stabile. Questo costringe il carica batteria a lavorare sempre al massimo, talvolta senza successo.
• Come si misura: monitorando la corrente di carica di mantenimento e la tensione della batteria con un analizzatore di rete o un multimetro datalogger. Se dopo un ciclo di carica completo la corrente di float non scende a pochi milliampere e la tensione oscilla o non si stabilizza, la batteria è compromessa.
• Segnale di allarme: una corrente di float anormalmente alta e persistente che non accenna a ridursi dopo 24-48 ore dalla fine della carica.

5. Deformazioni fisiche (rigonfiamento) del contenitore

Un segnale visivo inconfondibile e pericoloso.

• Cosa è: un rigonfiamento del contenitore in plastica della batteria.
• Perché succede: é causato da una pressione interna eccessiva. Questo può derivare da una ricombinazione inefficiente dei gas o, più spesso, da una eccessiva sovracarica che provoca l’elettrolisi dell’acqua e la generazione di ossigeno e idrogeno più velocemente di quanto il sistema possa ricombinarli.
• Come si verifica: ispezione visiva periodica.
• Segnale di allarme: qualsiasi deformazione, anche minima. Una batteria gonfia è un pericolo per la sicurezza, in quanto vi é il rischio di rottura del contenitore con conseguente fuoriuscita di acido, e deve essere sostituita immediatamente.

Conclusioni e Best Practice

I guasti alle batterie non sono eventi istantanei, ma processi graduali. La chiave per prevenirli risiede in un piano di manutenzione predittiva che vada oltre la semplice sostituzione “a calendario”.

Investire in strumenti di monitoraggio avanzati e in ispezioni periodiche eseguite da personale qualificato non è un costo, ma l’unica assicurazione per la continuità operativa della vostra infrastruttura.

Non aspettare che sia l’oscuramento a testare le tue batterie. Contatta i tecnici specializzati di ON LITE per una verifica completa del tuo sistema UPS.