Restauro barche: l’impianto elettrico (prima puntata)

di Giacomo Vitale

Quando si effettua un restauro integrale di una barca i lavori da eseguire si dividono in tre gruppi:

• Scafo – coperta – interni – sovrastrutture
• Meccanica
• Impianto elettrico

Queste tre voci sono tutte importantissime e spesso nella mia umile esperienza di recupero di barche interessanti per progetto, esecuzione e rilevanza storica maturata in anni di intensa passione, ho riscontrato spesso gravi lacune sugli impianti elettrici. Le cause sono dovute ad esecuzioni improvvisate senza un progetto preventivo che razionalizzi il tutto ed il ricorso a personale senza la dovuta esperienza come gli impiantisti civili o elettrauto.

Restauro barche: un impianto pericoloso

La foto si riferisce al retro quadro elettrico generale di un impianto  di bordo realizzato in modo maldestro e fuori da ogni normativa RINA vigente che garantisce l’esecuzione di impianti sicuri, con molta attenzione nell’eliminazione dei pericoli in generale, dai più comuni a quelli più rari. Inoltre, quando una imbarcazione ha motori a benzina, per i potenziali pericoli che questo combustibile può creare, occorrono precauzioni particolari ed osservare le relative norme R.I.NA. a tale proposito risulta fondamentale ed irrinunciabile. In una prossima puntata certamente daremo indicazioni in tal senso.

Le due foto in alto si riferiscono ad un vecchio impianto elettrico realizzato originariamente dalla casa costruttrice Riva per il modello definito come “Riva Junior”. Si notano interventi maldestri  e la presenza di molti pericoli dovuti alla vetustà ed alla cattiva manutenzione. Nel caso specifico essendo la motorizzazione a  benzina, i potenziali rischi legati all’uso di questo tipo di carburante rappresentano un notevole fattore di rischio incendi ed esplosioni.

I pericoli evidenti sono:

• Faston senza protezione per le polarità positive e negative
• Scatola dei fusibili aperta con i medesimi che, in caso di interruzione per un cortocircuito genererebbero certamente una scintilla ed in presenza di elevata concentrazione di vapori, aumenterebbero sensibilmente i pericoli di una rovinosa esplosione, con tutte le conseguenze che si possono immaginare.

Nel ricostruire l’impianto secondo lo schema della casa costruttrice è possibile utilizzare due o tre tipi diversi di protezioni:

• Con fusibili a lama disposti in apposita scatola a chiusura ermetica
• Idem come nel precedente caso, ma utilizzando fusibili di vetro
• Protezioni stagne con opportuni interruttori riarmabili
• Protezioni magneto-termiche riarmabili, sempre a tenuta stagna.

In fase di progetto di un nuovo impianto elettrico è  importante razionalizzare il tutto mediante lo studio delle utenze previste per i servizi di bordo delle varie tipologie di unità, oltre al rispetto delle norme R.I.NA. ai fini della sicurezza. Le utenze devono essere classificate per:

• Voltaggio di esercizio (Volt)
• Assorbimento (Ampere)
• Separazione delle linee di diverso voltaggio sia in continua chhe monofase. Ad esempio, se sono presenti a bordo tensioni di 12 – 24V in continua e 220V monofase è importante che esse siano poste in apposite canalizzazioni o tubazioni di materiale antifiamma, separando le tre linee. I materiali delle canalizzazioni non devono generare fumi tossici e fiamme in caso di incendio. L’importante è che queste canalizzazioni garantiscano la separazione delle tre linee di tensione, oltre alla facile individuazione delle medesime, ai fini di una corretta e veloce manutenzione successiva ed in presenza di guasti che negli anni durante l’esercizio potrebbero crearsi.

Esempi e tipi di quadri elettrici semplificati che si possono usare:

Per la 12V continua esistono in commercio pannelli elettrici specifici con le seguenti caratteristiche:

• Pannelli elettrici con protezioni a fusibile in vetro
• Pannelli elettrici con protezioni a fusibili lamellari
• Pannelli elettrici con fusibili automatici riarmabili
• Pannelli elettrici con interruttori automatici magnetotermici

La scelta di quale pannello elettrico utilizzare dipende dal tipo di impianto che si vuole realizzare.

Semplificando: per impianti semplici ed efficienti dalle prestazioni limitate ad alcune utenze, le prime tre soluzioni elencate sono le migliori, anche se va detto che in caso di problemi elettrici che possono generare l’interruzione dei fusibili di vetro o lamellari, si deve avere un minimo di competenza per intervenire al fine di individuare e rimuovere la causa del guasto, oltre alla disponibilità di fusibili di ricambio della stessa porta di quelli che si sono interrotti per un cortocircuito o per un sovraccarico.

E’ molto pericoloso sostituire i fusibili bruciati con altri di portata maggiore perché, nel caso che l’impianto sia stato realizzato con sezioni dei fili ridotte al limite degli assorbimenti delle relative utenze, i medesimi potrebbero incendiarsi con conseguenze molto gravi per l’unità e per la sicurezza dei passeggeri presenti a bordo.

Tuttavia, per i quadri elettrici che sono in commercio, oltre a quelli dotati di protezione mediante fusibili a vetro ed a lamina, vi sono anche quelli con interruttori magnetotermici, che scattano automaticamente in caso di sovraccarico o corto circuito e  che si possono riarmare, cioè sollevare ripristinando il servizio, solo dopo aver rimosso la causa del sovraccarico o del corto. Meno precisi sono quelli non magnetotermici, definiti automatici riarmabili e che si basano sullo stesso principio di utilizzo, ma dove è importante che la sezione dei cavi utilizzata per le utenze sia assolutamente di sezione corretta, meglio se maggiore a quella prevista, secondo gli assorbimenti.

Di seguito un esempio di progettazione di un impianto elettrico di bordo che ho realizzato per una barca offshore degli anni ’60:

Questi schemi sono importanti per avere una panoramica globale di tutte le parti fondamentali dell’impianto elettrico di base necessarie per i servizi fondamentali di bordo come:

• la ricarica delle batterie dalla banchina
• la ricarica delle batterie ausiliarie con gli alternatori dei motori mediante l’utilizzo di partitori di carica che dividono e bypassano equamente la tensione di ricarica delle batterie di avviamento e delle batterie dei servizi, impedendo il livellamento della ricarica verso la batteria più scarica, che ne comprometterebbe la durata ed il rendimento negativamente.

Inoltre, avevo  previsto in opzione un inverter per avere la 220 V monofase ad onda sinusoidale pura e per una portata massima continua di 2 Kw, ma in riferimento a questa voce l’aggiunta di ulteriori apparecchiature, nel caso specifico per avere una piccola disponibilità della 220 V monofase a bordo senza l’aggiunta di generatori a scoppio e basandosi come fonte di energia su batterie stazionarie ad alto amperaggio, tutto questo è una comodità, ma nello stesso tempo anche una complicazione tecnica per una serie di motivi che non sto qui ad elencare, poiché a mio modo di vedere tutto quello che non c’è  a bordo non si rompe e non crea problemi, secondo la vecchia teoria di Renato “Sonny” Levi che condivido assolutamente.

In sintesi è positivo avere un ottimo inverter ad onda sinusoidale pura a bordo, ma la sua portata massima in Ampere deve essere adeguata alla capacità massima delle batterie stazionarie dedicate ai servizi di bordo. Il rischio è che in caso di un utilizzo intenso si rischia di scaricare le batterie dei servizi mettendo in crisi la sicurezza delle utenze elettriche di bordo. Va detto che gli inverter di ottima fattura e progetto, onde evitare questo problema, quando il voltaggio delle batterie stazionarie scendono al di sotto del valore di sicurezza, l’inverter stesso di disconnette automaticamente dalle batterie dei servizi.

Un ottimo accorgimento è quello di avere sul quadro elettrico di controllo dedicato all’inverter, sia un voltometro che un amperometro con i quali monitorare il voltaggio delle batterie stazionarie (V) e gli assorbimenti (I). Tutto questo comporta comunque una specifica preparazione di chi deve manovrare tali impianti, oltre alla dovuta manutenzione periodica, irrinunciabile ed indispensabile a garantire un ottimo servizio senza rovinosi crasch, con conseguenti danni all’impianto ed alla tasca.

A tale proposito e secondo il mio punto d vista da marinaio, si dovrebbe andare in barca per divertirsi navigando o comunque fermandosi all’ancora nei posti più belli. Tuttavia avere tante comodità a bordo è un errore che non permette di godersi la bellezza dei luoghi ameni in cui ci si trova, facendo assomigliare sempre più una barca ad una villa sul mare, tradendo in pieno lo scopo e lo spirito con cui si dovrebbe andar per mare e lascio ai lettori  sensibili ed intelligenti a tale tema  le opportune deduzioni.

Ritornando all’impianto elettrico da progettare e realizzare a bordo per la distribuzione dei servizi a 12 o 24 Volt,  è opportuno scegliere le utenze desiderate, calcolando gli assorbimenti e la sezione dei cavi da utilizzare. Non mi formalizzo in inutili e complicati calcoli per la determinazione della sezione minima dei cavi dedicati ai servizi, ma si osservano quelli indicati di seguito, magri anche aumentando al valore successivo le loro sezioni, semplifico il tutto tra la gioia di chi ci legge e che vuole cercare in modo semplice di non incappare in errori, riuscendo comunque a gestire correttamente l’impianto elettrico di un barca.

Elenco delle utenze principali previste a bordo di una imbarcazione da diporto  da circa sei metri in poi ed i relativi valori delle protezioni:

• Pompa sent. poppa – fusibile o protez. aut. :15 A – sezione cavo 1,5 –  2,5 mmq
• Pompa sent. centro – valore fusibile o protez. aut.: 15 A -sezione cavo 1,5 – 2,5 mmq
• Autoclave – Valore fusibile o protezione aut.: 15A sez. cavo 1,5 – 2,5 mmq
• Blower (per motori a benzina) protezione: 15A sezione cavo 2,5 mmq
• VHF: protezione 10A – sez. cavo 2,5 mmq
• GPS: protezione 10A -sez. cavo 1,5 mmq
• Autoradio: 10 – 15 A – sez. cavo 1,5 mmq
• WC elettrico: protezione 30 A + relé di potenza 30A – sezione cavo 4 mmq
• Luci di via: protezione 10A – sezione cavo 1,5 mmq
• Luce fonda: protezione 7,5A – sez. cavo 1,5 mmq
• Protezione  relè parallelo batterie avviamento: protezione 7,5A – sezione cavo bobina di eccitazione 2,5 mmq – sezione cavo da collegare ai positivi delle due batterie di avviamento  da 35 a 50 mmq, secondo i casi
• Tromba 12 – 24 V: protezione 10A – sezione cavo 1,5 mmq
• Luci cabine: protezione 10 – 15A – sezione cavo 1,5 mmq
• Caricabatterie: protezione 15A automatico 220V sezione cavo 1,5 mmq – sezione cavo uscite 12V per batterie varia la sezione secondo intensità di corrente disponibile da 4 mmq a 35 mmq interponendo un sezionatore sulle uscite in bassa tensione
• Boiler: protezione 15A automatico 220V – sezione cavo 2,5 mmq
• Frigorifero 12 V – 3oA – sez. cavo 6 mmq; oppure 24V – 20A sez, cavo 4 mmq

Oltre alla stima delle utenze che si prevede di utilizzare come dall’elenco sopra descritto con i relativi assorbimenti, è importantissimo calcolare la portata della batteria dei servizi che si intende utilizzare.

Spesso si vede in piccoli e medi impianti sulle barche di varie stazze, che essi sono realizzati senza l’utilizzo di batterie dedicate solo ai servizi, utilizzando invece le batterie di avviamento dei motori.

Questa scelta non è sempre valida e deve essere valutata attentamente.

Infatti, in questa ultima condizione, se si pone la barca  alla fonda in qualche bella cala è importante anche in questo caso che i servizi di bordo siano sempre monitorati con amperometro e voltometro, per scongiurare che si scarichino le batterie dei motori impedendone poi l’avviamento. A mare in mancanza dell’opportuna quantità di corrente delle batterie di avviamento non ci sono altre possibilità per avviare i motori.

Risulta quindi determinante saper calcolare la quantità di corrente assorbita dai servizi presenti a bordo. Nel caso non vi siano batterie dedicate ai servizi di bordo è consigliabile per quelli più gravosi utilizzarli solo quando necessario e con i motori in moto. Si evita così  così il rischio di scaricare le batterie di avviamento e non riuscire a riavviare i motori. E’ questo un sistema comunque antieconomico ed inquinante… Quindi per una barca con un solo motore è irrinunciabile montare una batteria specifica per i servizi, che non deve essere di avviamento, ma stazionaria. Nella prossima puntata spiegherò il perché di questo importante dettaglio.

Infatti, mi capita spesso di vedere barche dotate di un solo motore con relativa batteria di avviamento affiancata da un’altra batteria di varie capacità, poste entrambe in parallelo senza alcuni accorgimenti indispensabili che servono per prolungare la loro vita ed efficienza, oltre che salvaguardare le tasche dei diportista che con empiriche installazioni sono costretti a cambiare le batterie di bordo con molta frequenza…

Concludendo, per le  imbarcazioni dotate di doppia motorizzazione e quindi di due batterie di avviamento, se i servizi presenti a bordo sono minimi (esempio: una pompa di sentina e luci di via) si può optare alla rinuncia dell ‘aggiunta di una ulteriore batteria per l’uso dei soli servizi, cercando di ripartirli equamente in fase di progetto tra le due batterie.

Tuttavia, è indispensabile tenere sotto controllo gli assorbimenti e la ricarica delle due batterie di avviamento. Consiglio comunque di avere sempre a bordo un booster che, in caso di crisi delle batterie, permetta comunque di avviare i motori. E’ anche molto importante, sempre in caso di doppia motorizzazione, quindi di doppia batteria di avviamento, avere a disposizione il parallelo delle batterie mediante un apposito interruttore che comanda un teleruttore (relé di potenza) capace di sopportare l’amperaggio delle due batterie, così che avviato il primo motore, si possa avviare anche il secondo senza ricorrere al booster.

Quanto appena descritto comporta una buona conoscenza, nonché una buona dose di esperienza da parte del diportista, altrimenti meglio lasciar perdere e non esitare a chiedere aiuto, dando molta rilevanza alle fasi preventive di controllo da fare effettuare ad un serio professionista elettronauta. Errori dovuti alla cattiva esecuzione ed inesistente manutenzione degli impianti elettrici di bordo, oltre alla totale ignoranza relativa al loro uso possono generare seri problemi non facilmente rimediabili in mare. Infine, gli incendi a bordo delle imbarcazioni sono causati proprio dall’impianto elettrico mal realizzato e non dalla fiamma di un fornello a gas o di una sigaretta. Nel nostro paese ogni anno circa una cinquantina di barche da diporto si perdono perché distrutte dal fuoco causato da cattivi impianti elettrici.

Fine prima puntata