Carpenteria per Quadri Elettrici: Scelta e Dimensionamento

Introduzione

La carpenteria per quadri elettrici rappresenta uno degli elementi più importanti nella progettazione di un sistema di distribuzione o automazione elettrica. Sebbene spesso l’attenzione venga concentrata sugli interruttori, sui PLC o sulle apparecchiature di protezione, è proprio la struttura che ospita tali componenti a determinare sicurezza, affidabilità e durata dell’intero quadro.

Una carpenteria correttamente dimensionata protegge le apparecchiature dagli agenti esterni, garantisce il corretto smaltimento del calore, facilita le operazioni di manutenzione e contribuisce al rispetto delle prescrizioni normative.

Le moderne norme CEI EN 61439 attribuiscono infatti un ruolo centrale all’involucro del quadro elettrico, imponendo verifiche relative alla protezione meccanica, al grado IP, alla resistenza agli urti e alle prestazioni complessive del sistema.

In questa guida analizzeremo nel dettaglio cos’è la carpenteria di un quadro elettrico, quali tipologie esistono, come scegliere il materiale corretto, come dimensionarla e quali aspetti normativi considerare per realizzare quadri affidabili e conformi.

Approfondimento: Quadri elettrici: guida completa a tipologie, componenti, funzionamento, normativa e progettazione

Cos’è la Carpenteria di un Quadro Elettrico

Definizione tecnica

Nel linguaggio tecnico, la carpenteria è l’insieme delle strutture meccaniche che costituiscono l’involucro del quadro elettrico.

La norma CEI EN 61439 definisce l’involucro come la parte destinata a fornire:

• protezione contro i contatti diretti;
• protezione meccanica dei componenti interni;
• protezione dagli agenti esterni;
• supporto strutturale per apparecchiature e cablaggi.

In altre parole, la carpenteria è la “struttura portante” del quadro.

Senza una carpenteria adeguata non sarebbe possibile garantire né la sicurezza degli operatori né il corretto funzionamento delle apparecchiature installate.

Quali componenti comprende

La carpenteria di un quadro elettrico non coincide soltanto con la scatola esterna.

È composta da numerosi elementi strutturali progettati per svolgere funzioni specifiche.

Struttura portante

Costituisce lo scheletro del quadro.

Può essere realizzata mediante:

• profili piegati;
• montanti verticali;
• traversi orizzontali;
• telai autoportanti.

Nei grandi armadi industriali la struttura deve sostenere anche centinaia di chilogrammi di apparecchiature.

Porte

Le porte consentono l’accesso alle apparecchiature interne.

Possono essere:

• cieche;
• trasparenti;
• singole;
• doppie;
• con serratura.

La scelta dipende dalle esigenze operative e dal grado di protezione richiesto.

Piastre di fondo

Le piastre di fondo sono le superfici sulle quali vengono fissati:

• interruttori;
• contattori;
• PLC;
• morsettiere;
• sistemi di distribuzione.

Normalmente sono realizzate in acciaio zincato.

Montanti

I montanti permettono il fissaggio di apparecchiature modulari e accessori.

Sono particolarmente diffusi nelle carpenterie componibili utilizzate in ambito industriale.

Sistemi di ventilazione

La dissipazione termica è fondamentale per la durata dei componenti.

La carpenteria può integrare:

• griglie di aerazione;
• ventole;
• filtri;
• scambiatori di calore;
• condizionatori per quadri elettrici.

Sistemi di chiusura

Garantiscono la sicurezza degli operatori e impediscono accessi non autorizzati.

Le soluzioni più diffuse includono:

• serrature a chiave;
• maniglie rotative;
• sistemi a tre punti;
• chiusure di sicurezza industriali.

Funzioni principali

La carpenteria svolge numerose funzioni essenziali per il corretto funzionamento del quadro elettrico.

Protezione meccanica

Urti accidentali, vibrazioni e sollecitazioni possono compromettere le apparecchiature interne.

L’involucro protegge interruttori, relè e dispositivi elettronici da danneggiamenti meccanici.

Protezione contro polvere e acqua

L’ambiente di installazione può essere caratterizzato da:

• polveri industriali;
• umidità;
• pioggia;
• getti d’acqua;
• sostanze corrosive.

Per questo motivo la carpenteria deve garantire un adeguato grado IP.

Sicurezza degli operatori

Una corretta carpenteria impedisce il contatto accidentale con parti in tensione.

Questo aspetto rappresenta uno dei requisiti fondamentali previsti dalle normative sui quadri BT.

Supporto dei componenti elettrici

Ogni apparecchiatura installata all’interno del quadro necessita di un sistema stabile di fissaggio.

La carpenteria deve garantire:

• rigidità strutturale;
• facilità di cablaggio;
• accessibilità per manutenzione;
• possibilità di ampliamenti futuri.

Carpenteria e quadro elettrico: non sono la stessa cosa

Uno degli errori più comuni consiste nel considerare la carpenteria come sinonimo di quadro elettrico.

In realtà il quadro elettrico è un sistema completo composto da:

Elemento	Funzione
Carpenteria (involucro)	Protezione e supporto meccanico
Interruttori	Protezione dei circuiti
Sbarre	Distribuzione della corrente
Cablaggi	Collegamenti elettrici
Morsetti	Connessione delle linee
Apparecchiature di comando	Controllo e automazione

La stessa guida ABB sulla CEI EN 61439 evidenzia che un quadro elettrico è formato dall’insieme dell’involucro e dell’equipaggiamento elettrico interno.

Per questo motivo la scelta della carpenteria deve essere effettuata già nelle prime fasi di progettazione, considerando non solo lo spazio disponibile ma anche dissipazione termica, grado IP, accessibilità e future espansioni dell’impianto.

Tipologie di Carpenteria per Quadri Elettrici

La scelta della carpenteria influenza direttamente la flessibilità del quadro, i tempi di assemblaggio, la possibilità di espansione futura e i costi complessivi dell’impianto.

Sul mercato esistono diverse tipologie di carpenterie progettate per applicazioni specifiche.

La soluzione ideale dipende da fattori quali potenza installata, ambiente di utilizzo, numero di apparecchiature e necessità di manutenzione.

Carpenteria monoblocco

La carpenteria monoblocco è costituita da una struttura unica saldata o piegata in fabbrica.

Viene fornita già assemblata e pronta per l’installazione dei componenti elettrici.

È una delle soluzioni più diffuse nei quadri di piccole e medie dimensioni.

Vantaggi

• Maggiore rigidità strutturale
• Costi contenuti
• Installazione rapida
• Buona resistenza meccanica
• Minore numero di componenti da assemblare

Svantaggi

• Limitata possibilità di ampliamento
• Trasporto più complesso per grandi dimensioni
• Minore flessibilità progettuale

Applicazioni tipiche

• Quadri di distribuzione civili
• Quadri servizi ausiliari
• Piccoli quadri industriali
• Impianti terziari

Carpenteria modulare

Le carpenterie modulari sono progettate per consentire l’assemblaggio di più moduli standardizzati.

L’installatore può configurare il quadro in funzione delle esigenze specifiche dell’impianto.

Questa soluzione è oggi tra le più diffuse negli impianti industriali moderni.

Quando conviene utilizzarla

La carpenteria modulare è particolarmente indicata quando:

• sono previsti ampliamenti futuri;
• il numero di apparecchiature è elevato;
• è richiesta elevata flessibilità;
• il quadro può evolvere nel tempo.

Vantaggi

• Elevata scalabilità
• Maggiore personalizzazione
• Facilità di sostituzione delle parti
• Possibilità di espansione futura

Svantaggi

• Costo iniziale superiore
• Maggiore complessità di assemblaggio

Carpenteria componibile

Le carpenterie componibili rappresentano l’evoluzione delle soluzioni modulari.

Sono costituite da telai, pannelli e accessori che possono essere combinati per realizzare armadi di grandi dimensioni.

Sono normalmente utilizzate nei quadri di potenza e nei sistemi di automazione industriale.

Applicazioni industriali

Le carpenterie componibili trovano impiego in:

• impianti manifatturieri;
• industrie di processo;
• impianti energetici;
• centrali fotovoltaiche;
• impianti di trattamento acque;
• infrastrutture critiche.

La possibilità di creare più colonne affiancate consente di gestire potenze molto elevate mantenendo ordine e accessibilità.

Quadri da parete

I quadri da parete sono progettati per essere fissati direttamente alla parete.

Generalmente presentano dimensioni compatte e vengono utilizzati quando lo spazio disponibile è limitato.

Caratteristiche principali

• Ingombro ridotto
• Installazione semplice
• Costi contenuti
• Ideali per impianti civili e terziari

Utilizzi tipici

• Abitazioni
• Uffici
• Piccole attività commerciali
• Locali tecnici

Quadri da pavimento

Quando le dimensioni aumentano e il peso delle apparecchiature diventa significativo si utilizzano carpenterie da pavimento.

La struttura poggia direttamente sul suolo mediante zoccolo o basamento.

Vantaggi

• Elevata capacità di carico
• Maggiore spazio interno
• Migliore gestione dei cablaggi
• Possibilità di installare sistemi sbarre

Applicazioni

• Quadri generali BT
• Quadri di distribuzione industriale
• Centri motore
• Quadri di automazione complessi

Armadi elettrici industriali

Gli armadi elettrici industriali rappresentano la categoria più evoluta delle carpenterie.

Sono progettati per ospitare grandi quantità di componenti e garantire elevati livelli di protezione.

Secondo la CEI EN 61439, l’involucro costituisce una parte fondamentale delle prestazioni complessive del quadro, comprese protezione IP, resistenza meccanica e verifiche costruttive.

Caratteristiche tipiche

• Altezza fino a 2200 mm
• Profondità fino a 1000 mm
• Configurazione multicella
• Possibilità di segregazione interna
• Elevati gradi IP e IK

Settori di utilizzo

• Industria manifatturiera
• Oil & Gas
• Farmaceutico
• Alimentare
• Data center
• Energie rinnovabili

Confronto tra le principali tipologie di carpenteria

Tipologia	Espandibilità	Robustezza	Costo	Applicazioni
Monoblocco	Bassa	Alta	€	Piccoli quadri
Modulare	Media-Alta	Alta	€€	Distribuzione e automazione
Componibile	Molto alta	Molto alta	€€€	Industria e grandi impianti
Da parete	Limitata	Media	€	Civile e terziario
Da pavimento	Alta	Alta	€€	Quadri industriali
Armadio industriale	Massima	Molto alta	€€€	Impianti complessi

Materiali Utilizzati nella Carpenteria

Il materiale della carpenteria influisce su:

• resistenza alla corrosione;
• durata nel tempo;
• peso della struttura;
• grado di protezione ottenibile;
• costo finale del quadro.

La scelta deve sempre tenere conto dell’ambiente di installazione e delle condizioni operative previste.

Lamiera d’acciaio verniciata

È il materiale più utilizzato nella costruzione di carpenterie elettriche.

La struttura viene realizzata in acciaio e successivamente protetta mediante verniciatura a polveri epossidiche.

Vantaggi

• Ottimo rapporto qualità-prezzo
• Elevata robustezza
• Facilità di lavorazione
• Disponibilità di molte dimensioni standard

Svantaggi

• Sensibile alla corrosione in ambienti aggressivi
• Necessita di adeguata protezione superficiale

Applicazioni

• Uffici
• Industrie leggere
• Impianti civili
• Quadri di distribuzione interni

Acciaio inox AISI 304

L’acciaio inox AISI 304 è particolarmente indicato in ambienti umidi o dove siano richiesti elevati standard igienici.

Offre un’eccellente resistenza alla corrosione rispetto alla lamiera verniciata.

Applicazioni tipiche

• Industria alimentare
• Settore farmaceutico
• Impianti di depurazione
• Locali lavaggio

Vantaggi

• Elevata durata
• Facilità di pulizia
• Ottima resistenza alla corrosione

Acciaio inox AISI 316

L’AISI 316 rappresenta il riferimento per gli ambienti più aggressivi.

Grazie alla presenza di molibdeno possiede una resistenza superiore agli agenti chimici e alla salsedine.

Quando sceglierlo

• Zone costiere
• Industria chimica
• Impianti offshore
• Settore navale

Vantaggi

• Massima protezione contro la corrosione
• Durata estremamente elevata
• Ridotta manutenzione

Svantaggi

• Costo significativamente superiore

Poliestere rinforzato

Le carpenterie in poliestere rinforzato con fibra di vetro (GRP) stanno trovando ampia diffusione negli impianti esterni.

Caratteristiche

• Totalmente isolanti
• Resistenti alla corrosione
• Peso ridotto
• Buona resistenza agli UV

Utilizzi

• Quadri stradali
• Distribuzione pubblica
• Impianti fotovoltaici
• Stazioni di pompaggio

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Materiali termoplastici

Le carpenterie termoplastiche vengono impiegate principalmente per quadri di piccole dimensioni.

Sono molto diffuse nei contesti residenziali e commerciali.

Vantaggi

• Leggerezza
• Costo contenuto
• Assenza di corrosione
• Facilità di installazione

Limiti

• Minore robustezza meccanica
• Limitata capacità di dissipazione termica
• Non adatte a quadri industriali di elevata potenza

Come scegliere il materiale corretto

Ambiente	Materiale consigliato
Interno civile	Termoplastico o acciaio verniciato
Uffici e terziario	Acciaio verniciato
Industria standard	Acciaio verniciato o modulare industriale
Industria alimentare	AISI 304
Industria chimica	AISI 316
Ambiente marino	AISI 316
Esterno esposto agli agenti atmosferici	Poliestere rinforzato
Fotovoltaico	Poliestere rinforzato o inox

Grado di Protezione IP: Come Sceglierlo

Uno degli aspetti più importanti nella scelta di una carpenteria per quadri elettrici è il grado di protezione IP.

Questo parametro indica la capacità dell’involucro di impedire l’ingresso di corpi solidi e liquidi che potrebbero compromettere il funzionamento delle apparecchiature interne.

La CEI EN 61439 attribuisce particolare importanza alla corretta scelta del grado IP in funzione dell’ambiente di installazione, poiché la protezione contro polvere, acqua e contatti accidentali è uno dei requisiti fondamentali di sicurezza del quadro elettrico.

Cosa significa IP

La sigla IP (Ingress Protection) è definita dalla norma EN 60529.

È composta da due cifre:

IP XY

Dove:

• X = protezione contro corpi solidi
• Y = protezione contro acqua e liquidi

Prima cifra: protezione contro corpi solidi

Valore	Protezione
0	Nessuna protezione
1	Corpi > 50 mm
2	Corpi > 12,5 mm
3	Corpi > 2,5 mm
4	Corpi > 1 mm
5	Protezione contro polvere
6	Totalmente protetto dalla polvere

Seconda cifra: protezione contro liquidi

Valore	Protezione
0	Nessuna
1	Gocce verticali
2	Gocce inclinate
3	Pioggia
4	Spruzzi d’acqua
5	Getti d’acqua
6	Getti potenti
7	Immersione temporanea
8	Immersione continua

Differenza tra IP54, IP55, IP65 e IP66

Sono i gradi di protezione più utilizzati nelle carpenterie industriali.

IP54

Protezione contro:

• polvere in quantità non dannose;
• spruzzi d’acqua provenienti da qualsiasi direzione.

Utilizzo tipico

• quadri installati all’interno;
• locali tecnici;
• impianti industriali puliti.

IP55

Offre una protezione superiore contro l’acqua.

Protegge infatti anche contro i getti d’acqua a bassa pressione.

Utilizzo tipico

• industrie leggere;
• magazzini;
• ambienti con lavaggi occasionali.

IP65

Rappresenta uno dei livelli più richiesti nei quadri industriali moderni.

Garantisce:

• totale protezione contro la polvere;
• protezione contro getti d’acqua.

Utilizzo tipico

• installazioni esterne;
• impianti fotovoltaici;
• ambienti polverosi;
• officine.

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IP66

È uno dei livelli più elevati normalmente impiegati nelle carpenterie industriali.

Garantisce:

• totale protezione contro la polvere;
• protezione contro getti d’acqua molto potenti.

Utilizzo tipico

• impianti chimici;
• installazioni marine;
• ambienti particolarmente gravosi.

Tabella comparativa IP54-IP66

Grado	Polvere	Acqua	Applicazione
IP54	Protetto	Spruzzi	Interno industriale
IP55	Protetto	Getti leggeri	Industria leggera
IP65	Totale	Getti d’acqua	Esterno e fotovoltaico
IP66	Totale	Getti potenti	Ambienti gravosi

Ambienti interni

Per installazioni in ambienti controllati normalmente sono sufficienti:

• IP30
• IP40
• IP54

La scelta dipende principalmente dalla presenza di polvere e dal rischio di contatti accidentali.

Negli uffici e nei locali tecnici il grado IP54 rappresenta spesso il miglior compromesso tra protezione e costo.

Ambienti esterni

Quando il quadro viene installato all’aperto occorre considerare:

• pioggia;
• umidità;
• raggi UV;
• escursioni termiche;
• polvere trasportata dal vento.

Nella maggior parte dei casi si consiglia almeno:

IP65

In presenza di condizioni particolarmente severe può essere necessario passare a:

IP66

Ambienti industriali aggressivi

Alcuni ambienti richiedono livelli di protezione molto elevati.

Tra questi:

• cementifici;
• segherie;
• industrie alimentari;
• impianti chimici;
• industrie metallurgiche.

In questi contesti la protezione IP deve essere valutata insieme al materiale della carpenteria.

Un quadro IP66 in acciaio inox AISI 316 rappresenta spesso la soluzione più affidabile per ambienti estremamente aggressivi.

Grado IP e dissipazione del calore

Un errore frequente consiste nel scegliere il massimo grado IP possibile senza considerare la ventilazione.

Aumentando la tenuta dell’involucro diminuisce infatti lo scambio termico con l’ambiente esterno.

La guida tecnica ABB sulla CEI EN 61439 evidenzia che esiste una stretta relazione tra grado IP e riscaldamento interno del quadro, aspetto che deve essere verificato durante la progettazione.

Per questo motivo, nei quadri di elevata potenza, vengono spesso installati:

• ventole filtrate;
• scambiatori aria-aria;
• scambiatori aria-acqua;
• condizionatori per quadri elettrici.

Grado IK e Resistenza agli Urti

Oltre alla protezione contro acqua e polvere, una carpenteria deve garantire adeguata resistenza agli urti meccanici.

Questa caratteristica viene identificata dal grado IK.

La CEI EN 61439 considera infatti anche la resistenza meccanica dell’involucro come una delle verifiche fondamentali del quadro elettrico.

Cos’è il grado IK

Il grado IK indica la capacità della carpenteria di resistere agli urti meccanici senza subire danni che possano compromettere la sicurezza o il funzionamento del quadro.

L’energia dell’urto viene espressa in Joule (J).

Maggiore è il valore IK, maggiore sarà la robustezza dell’involucro.

Tabella completa IK00-IK10

Grado IK	Energia d’urto
IK00	Nessuna protezione
IK01	0,15 J
IK02	0,20 J
IK03	0,35 J
IK04	0,50 J
IK05	0,70 J
IK06	1 J
IK07	2 J
IK08	5 J
IK09	10 J
IK10	20 J

IK07: utilizzo civile e terziario

Le carpenterie con grado IK07 sono generalmente sufficienti per:

• uffici;
• abitazioni;
• locali tecnici protetti.

Offrono una buona protezione contro urti accidentali di lieve entità.

IK08: lo standard industriale più diffuso

Molte carpenterie industriali da parete vengono fornite con grado IK08.

Questo livello rappresenta un ottimo compromesso tra:

• robustezza;
• costo;
• peso della struttura.

È adatto per:

• officine;
• magazzini;
• stabilimenti produttivi.

IK09: ambienti industriali impegnativi

Il grado IK09 viene spesso richiesto quando il quadro è esposto a:

• movimentazione merci;
• carrelli elevatori;
• attrezzature pesanti.

La maggiore resistenza riduce il rischio di deformazioni dell’involucro.

Quando scegliere IK10

IK10 rappresenta il massimo livello normalmente disponibile nelle carpenterie industriali standard.

È consigliato in presenza di:

• aree pubbliche;
• infrastrutture critiche;
• impianti energetici;
• industrie pesanti;
• ambienti soggetti a urti frequenti.

Esempi pratici

Un armadio installato:

• in una cabina elettrica industriale;
• lungo una linea produttiva;
• vicino a carrelli elevatori;

dovrebbe preferibilmente avere un grado IK10.

Relazione tra grado IK e materiale

Materiale	IK tipico
Termoplastico	IK07-IK08
Poliestere rinforzato	IK08-IK10
Acciaio verniciato	IK08-IK10
Acciaio inox AISI 304	IK09-IK10
Acciaio inox AISI 316	IK09-IK10

La scelta finale deve sempre considerare contemporaneamente:

• ambiente di installazione;
• rischio di urti;
• grado IP richiesto;
• condizioni operative.

Come Dimensionare una Carpenteria per Quadro Elettrico

Il corretto dimensionamento della carpenteria è una delle attività più importanti nella progettazione di un quadro elettrico.

Un armadio sottodimensionato può causare:

• surriscaldamento;
• difficoltà di cablaggio;
• problemi di manutenzione;
• impossibilità di espansione futura;
• mancata conformità normativa.

Al contrario, una carpenteria eccessivamente grande aumenta inutilmente costi, peso e ingombri.

L’obiettivo è trovare il giusto equilibrio tra spazio disponibile, dissipazione termica, accessibilità e future esigenze operative.

Spazio occupato dagli interruttori

La prima fase consiste nel determinare l’ingombro delle apparecchiature.

Ogni componente occupa una determinata superficie sulla piastra di fondo o sulle guide DIN.

Tra i principali elementi da considerare troviamo:

• interruttori modulari;
• interruttori scatolati;
• contattori;
• inverter;
• PLC;
• alimentatori;
• morsettiere;
• trasformatori.

Ad esempio, un interruttore scatolato da 630 A può avere dimensioni dell’ordine di circa 260 mm di altezza e oltre 140 mm di larghezza, occupando una porzione significativa del quadro.

Metodo pratico

Una buona regola consiste nel:

1. disporre tutti i componenti sul layout;
2. aggiungere le canaline;
3. verificare gli spazi di cablaggio;
4. controllare le distanze minime del costruttore.

Solo successivamente si sceglie la carpenteria definitiva.

Riserva per ampliamenti futuri

Uno degli errori più comuni consiste nel progettare il quadro “a misura”.

In ambito industriale è sempre opportuno prevedere spazio disponibile per future modifiche.

Regola pratica

Si consiglia di mantenere una riserva libera pari ad almeno:

20-30% dello spazio disponibile

Questo consente di:

• aggiungere nuovi circuiti;
• installare strumenti di misura;
• inserire nuovi PLC;
• ampliare la distribuzione.

Esempio pratico

Supponiamo che il layout iniziale occupi:

• 700 mm di larghezza;
• 1600 mm di altezza.

Applicando una riserva del 30%:

Larghezza minima consigliata

700 × 1,30 = 910 mm

In questo caso risulta più appropriato scegliere una carpenteria da:

1000 mm

anziché una da 800 mm.

Dissipazione del calore

La temperatura interna rappresenta uno degli aspetti più critici nella progettazione del quadro.

Tutti i componenti elettrici generano calore durante il funzionamento.

Se il calore non viene smaltito correttamente possono verificarsi:

• invecchiamento precoce;
• scatti intempestivi;
• riduzione della vita utile;
• guasti elettronici.

La CEI EN 61439 richiede la verifica dei limiti di sovratemperatura del quadro attraverso prove, calcoli o regole di progetto.

Potenza dissipata

Ogni apparecchiatura riporta normalmente la potenza dissipata.

La potenza totale del quadro è:$$P_{tot}=P_1+P_2+P_3+\cdots+P_n$$Ptot​=P1​+P2​+P3​+⋯+Pn​

Dove:

• $P_1$P1​ = dissipazione primo componente
• $P_2$P2​ = dissipazione secondo componente
• $P_n$Pn​ = dissipazione totale

Esempio

Componente	Potenza dissipata
PLC	20 W
Alimentatore	15 W
Inverter	120 W
Contattori	25 W
Interruttori	20 W

Totale:$$P_{tot}=20+15+120+25+20$$Ptot​=20+15+120+25+20 $$P_{tot}=200W$$Ptot​=200W

Con dissipazioni di questo livello potrebbe essere necessaria ventilazione forzata.

Canaline e passaggio cavi

Molti progettisti inesperti calcolano esclusivamente lo spazio occupato dai componenti.

In realtà una parte importante del quadro è destinata ai cablaggi.

Le canaline devono consentire:

• posa ordinata dei cavi;
• separazione potenza/controllo;
• facilità di manutenzione;
• modifiche future.

Regola pratica

La sezione occupata dai cavi non dovrebbe superare:

40-50% della capacità utile della canalina

In questo modo rimane spazio sufficiente per:

• dissipazione termica;
• aggiunte future;
• manutenzione.

Accessibilità per manutenzione

La CEI EN 61439 pone grande attenzione alla possibilità di operare in sicurezza sul quadro.

Una carpenteria correttamente dimensionata deve consentire:

• accesso agli interruttori;
• sostituzione dei componenti;
• serraggio morsetti;
• verifiche periodiche;
• ampliamenti futuri.

Distanze consigliate

In linea generale è opportuno prevedere:

Elemento	Spazio consigliato
Sopra interruttori	50-100 mm
Sotto interruttori	50-100 mm
Tra componenti principali	20-50 mm
Canaline laterali	80-120 mm

Le indicazioni definitive devono comunque seguire le prescrizioni dei costruttori.

Esempio completo di dimensionamento

Supponiamo di dover realizzare un quadro di automazione con:

• 1 PLC
• 2 inverter da 7,5 kW
• 10 contattori
• 4 alimentatori
• 80 morsetti

Il layout iniziale occupa:

• larghezza 750 mm
• altezza 1500 mm

Aggiungendo:

• 30% di espansione futura
• spazio canaline
• ventilazione

la carpenteria più idonea diventa:

Parametro	Valore
Larghezza	1000 mm
Altezza	2000 mm
Profondità	400-600 mm
Tipologia	Armadio da pavimento
Grado IP	IP55-IP65

Questo approccio riduce il rischio di dover sostituire completamente il quadro dopo pochi anni.

Carpenteria e Norma CEI EN 61439

La carpenteria non è soltanto un elemento meccanico.

Secondo la CEI EN 61439 costituisce una parte integrante delle prestazioni del quadro elettrico e contribuisce direttamente alla conformità normativa.

L’involucro deve infatti soddisfare precisi requisiti relativi a:

• sicurezza;
• protezione meccanica;
• dissipazione termica;
• protezione IP;
• resistenza agli urti;
• tenuta al cortocircuito dell’insieme.

Requisiti normativi

La CEI EN 61439 si applica ai quadri BT con tensione nominale fino a:

• 1000 V in corrente alternata;
• 1500 V in corrente continua.

La norma stabilisce requisiti relativi a:

• costruzione;
• prestazioni;
• sicurezza;
• verifiche;
• documentazione.

Verifiche di progetto

La norma ha sostituito il vecchio concetto di quadro AS e ANS introducendo il quadro conforme tramite verifiche di progetto.

Le verifiche possono essere effettuate mediante:

1. prove di laboratorio;
2. calcoli;
3. regole di progetto.

Tra gli aspetti verificati rientrano anche:

• involucro;
• protezione IP;
• grado IK;
• sovratemperature;
• tenuta dielettrica.

Verifiche individuali

Ogni quadro deve inoltre essere sottoposto a verifiche finali prima della messa in servizio.

Queste verifiche consentono di accertare che il quadro assemblato corrisponda al progetto.

Tra i controlli più comuni:

• ispezione visiva;
• verifica serraggi;
• continuità dei circuiti di protezione;
• verifica isolamento;
• prove funzionali.

La guida ABB dedica un intero capitolo alle verifiche individuali previste dalla CEI EN 61439.

Marcatura del quadro

Al termine delle verifiche il quadro deve essere identificato mediante targhetta riportante almeno:

• costruttore;
• matricola;
• tensione nominale;
• corrente nominale;
• riferimento normativo;
• anno di costruzione.

La documentazione tecnica deve essere conservata e resa disponibile all’utilizzatore.

Carpenteria e conformità: un concetto spesso sottovalutato

Molti installatori considerano la carpenteria una semplice “scatola metallica”.

In realtà la CEI EN 61439 considera l’involucro parte integrante delle prestazioni certificate del quadro.

Una modifica non autorizzata alla carpenteria può alterare:

• grado IP;
• grado IK;
• dissipazione termica;
• caratteristiche dielettriche;

con possibili conseguenze sulla conformità dell’intero quadro elettrico.

Carpenteria per Quadri Elettrici Industriali

Negli impianti industriali la carpenteria assume un ruolo ancora più importante rispetto agli impianti civili e terziari.

Oltre a proteggere le apparecchiature elettriche, deve garantire:

• continuità di servizio;
• resistenza agli agenti ambientali;
• facilità di manutenzione;
• modularità;
• possibilità di ampliamento.

Nei contesti produttivi un fermo macchina causato da un quadro elettrico mal progettato può generare costi elevatissimi.

Per questo motivo la scelta della carpenteria deve essere effettuata considerando non soltanto le esigenze attuali ma anche l’evoluzione futura dell’impianto.

Settore manifatturiero

Le industrie manifatturiere utilizzano normalmente carpenterie modulari o componibili installate a bordo macchina oppure in sale elettriche dedicate.

Le principali criticità sono:

• polvere;
• vibrazioni;
• urti accidentali;
• elevate temperature ambientali.

Caratteristiche consigliate

Parametro	Valore consigliato
Materiale	Acciaio verniciato
Grado IP	IP55-IP65
Grado IK	IK08-IK10
Ventilazione	Naturale o forzata

Impianti fotovoltaici

I quadri elettrici per impianti fotovoltaici sono spesso installati all’esterno.

La carpenteria deve quindi resistere a:

• pioggia;
• raggi UV;
• escursioni termiche;
• umidità;
• polveri.

Materiali più utilizzati

• Poliestere rinforzato con fibra di vetro
• Acciaio inox AISI 304
• Acciaio inox AISI 316

Caratteristiche consigliate

Parametro	Valore
Grado IP	IP65-IP66
Grado IK	IK08-IK10
Resistenza UV	Necessaria
Corrosione	Elevata

Quadri di automazione

I quadri di automazione ospitano generalmente:

• PLC;
• inverter;
• alimentatori;
• moduli I/O;
• sistemi di comunicazione industriale.

La dissipazione termica rappresenta spesso il parametro più critico.

Aspetti da considerare

• Separazione tra potenza e segnali
• Canalizzazione ordinata
• Facilità di manutenzione
• Possibilità di ampliamento

Configurazione tipica

Caratteristica	Valore
Profondità armadio	400-600 mm
Grado IP	IP54-IP65
Ventilazione	Spesso necessaria
Espansione futura	30% minimo

Settore alimentare

Le industrie alimentari impongono requisiti particolarmente severi.

Le operazioni di lavaggio frequenti possono compromettere rapidamente carpenterie non idonee.

Soluzioni consigliate

• Acciaio inox AISI 304
• Superfici lisce
• Assenza di punti di ristagno
• Guarnizioni resistenti ai detergenti

Gradi di protezione consigliati

Ambiente	IP consigliato
Produzione alimentare	IP65
Lavaggi frequenti	IP66
Zone ad alta igiene	IP66-IP69

Impianti chimici

Gli impianti chimici rappresentano uno degli ambienti più aggressivi per una carpenteria.

Le sostanze corrosive possono deteriorare rapidamente anche strutture di elevata qualità.

Materiali consigliati

• Acciaio inox AISI 316
• Poliestere rinforzato
• Carpenterie trattate anticorrosione

Caratteristiche richieste

• Elevata resistenza chimica
• Tenuta stagna
• Ridotta manutenzione
• Protezione IP elevata

Accessori per Carpenterie Elettriche

Una carpenteria moderna non è costituita soltanto dall’involucro principale.

Esistono numerosi accessori che migliorano funzionalità, sicurezza e affidabilità del quadro.

Piastre di montaggio

Le piastre di montaggio costituiscono la base di fissaggio delle apparecchiature.

Generalmente sono realizzate in:

• acciaio zincato;
• acciaio verniciato;
• acciaio inox.

Vantaggi

• Facilità di cablaggio
• Elevata robustezza
• Possibilità di preassemblaggio

Sistemi di ventilazione

Quando la dissipazione interna aumenta è necessario favorire lo scambio termico.

Le soluzioni più diffuse comprendono:

• griglie di aerazione;
• ventilatori filtrati;
• estrattori.

Filtri e ventole

Le ventole consentono di evacuare il calore generato dalle apparecchiature.

I filtri impediscono invece l’ingresso di:

• polvere;
• fibre;
• particelle contaminanti.

Quando utilizzarli

Generalmente quando la dissipazione supera alcune centinaia di watt oppure quando la temperatura interna rischia di superare i limiti ammessi dai costruttori.

Condizionatori per quadri

Quando la temperatura ambiente è particolarmente elevata la semplice ventilazione può non essere sufficiente.

In questi casi vengono utilizzati:

• condizionatori industriali;
• scambiatori aria-aria;
• scambiatori aria-acqua.

Applicazioni tipiche

• acciaierie;
• cementifici;
• impianti fotovoltaici;
• ambienti esterni esposti al sole.

Sistemi di chiusura e sicurezza

Le chiusure svolgono un ruolo fondamentale nella protezione degli operatori.

Le soluzioni più diffuse includono:

• serrature a chiave;
• chiusure a doppia aletta;
• maniglie rotative;
• sistemi a tre punti.

Nei quadri industriali moderni possono essere presenti anche:

• interblocchi meccanici;
• microinterruttori porta;
• controlli di accesso elettronici.

Errori da Evitare nella Scelta della Carpenteria

Molti problemi riscontrati durante la vita utile di un quadro derivano da errori effettuati nella fase di selezione della carpenteria.

Vediamo i più frequenti.

Grado IP insufficiente

È probabilmente l’errore più comune.

Una carpenteria installata in ambiente polveroso con protezione IP inadeguata può causare:

• accumulo di polvere;
• guasti prematuri;
• perdita dell’isolamento.

Esempio

Installare un quadro IP40 all’esterno è quasi sempre una scelta errata.

Mancanza di ventilazione

Molti quadri vengono progettati considerando solo lo spazio disponibile.

Il risultato è un armadio che lavora costantemente a temperature elevate.

Le conseguenze possono essere:

• riduzione della vita degli inverter;
• guasti dei PLC;
• interventi intempestivi delle protezioni.

Dimensionamento troppo ridotto

Un quadro pieno al 100% già al momento dell’installazione rappresenta un problema annunciato.

Le modifiche future diventeranno costose e complesse.

Regola pratica

Lasciare sempre almeno:

20-30% di spazio libero

Materiale non adatto all’ambiente

Utilizzare acciaio verniciato in ambienti altamente corrosivi comporta spesso:

• ossidazione;
• infiltrazioni;
• costi elevati di manutenzione.

L’ambiente deve sempre guidare la scelta del materiale.

Mancato rispetto delle norme

La carpenteria deve essere parte integrante del processo di conformità del quadro.

Trascurare aspetti come:

• grado IP;
• grado IK;
• verifiche termiche;
• verifiche meccaniche;

può compromettere la conformità alla CEI EN 61439.

Quanto Costa una Carpenteria per Quadro Elettrico?

Il costo dipende da numerosi fattori:

• dimensioni;
• materiale;
• grado IP;
• grado IK;
• accessori;
• marca del costruttore.

I valori riportati di seguito sono puramente indicativi e possono variare sensibilmente in base al produttore.

Quadri da parete

Dimensioni indicative	Prezzo medio
Piccoli quadri IP65	50-150 €
Quadri metallici	150-500 €
Quadri industriali	300-800 €

Armadi industriali

Tipologia	Prezzo indicativo
Monoblocco	500-1.500 €
Modulare	1.000-3.000 €
Componibile industriale	2.000-10.000 €+

Carpenterie inox

Le carpenterie in acciaio inox rappresentano la fascia premium del mercato.

Materiale	Prezzo relativo
Acciaio verniciato	1x
AISI 304	1,5-2x
AISI 316	2-3x

Fattori che influenzano il prezzo

I principali elementi che incidono sul costo finale sono:

• dimensioni;
• spessore della lamiera;
• certificazioni;
• grado IP;
• grado IK;
• ventilazione;
• accessori interni;
• materiale costruttivo.

Come Scegliere la Carpenteria Giusta

La scelta della carpenteria non dovrebbe mai basarsi esclusivamente sul prezzo o sulle dimensioni disponibili.

Una corretta valutazione deve considerare contemporaneamente aspetti elettrici, meccanici, ambientali e normativi.

L’obiettivo è ottenere un quadro sicuro, affidabile e facilmente manutenibile per tutta la sua vita operativa.

1. Valutare l’ambiente di installazione

Il primo parametro da considerare è il luogo in cui verrà installato il quadro.

Le condizioni ambientali influenzano direttamente:

• materiale della carpenteria;
• grado IP;
• grado IK;
• sistemi di ventilazione;
• protezioni anticorrosione.

Esempi pratici

Ambiente	Soluzione consigliata
Uffici	Acciaio verniciato IP40-IP54
Officine	Acciaio verniciato IP55
Esterno	IP65 o superiore
Industria alimentare	Inox AISI 304
Industria chimica	Inox AISI 316
Zone marine	Inox AISI 316

2. Considerare la potenza del quadro

Maggiore è la corrente gestita dal quadro, maggiore sarà il volume necessario.

L’aumento della potenza comporta infatti:

• apparecchiature più grandi;
• maggior dissipazione termica;
• sezioni di cavo superiori;
• spazi più ampi per il cablaggio.

La carpenteria deve consentire il corretto smaltimento del calore generato dai componenti interni, aspetto espressamente considerato dalle verifiche previste dalla CEI EN 61439.

3. Verificare il grado IP richiesto

Il grado IP deve essere scelto in funzione dell’ambiente reale e non per eccesso.

Un IP troppo basso espone il quadro a infiltrazioni.

Un IP troppo elevato può creare problemi di dissipazione termica.

Scelta rapida

Applicazione	IP consigliato
Interno civile	IP40-IP54
Interno industriale	IP55
Esterno protetto	IP65
Esterno gravoso	IP66

4. Valutare il grado IK necessario

La resistenza agli urti è spesso sottovalutata.

In molte realtà industriali il quadro è esposto a:

• transpallet;
• carrelli elevatori;
• utensili;
• movimentazione merci.

In questi casi è opportuno orientarsi verso:

IK09 o IK10

5. Prevedere future espansioni

Un impianto industriale difficilmente rimane invariato nel tempo.

Nuove linee produttive, sensori, PLC o inverter richiedono spazio aggiuntivo.

Per questo motivo è buona pratica lasciare:

almeno il 20-30% di spazio disponibile

sia sulla piastra di montaggio sia nelle canaline.

6. Scegliere il materiale corretto

Il materiale deve essere selezionato considerando:

• umidità;
• agenti chimici;
• esposizione esterna;
• requisiti igienici;
• durata attesa.

Schema di scelta

Materiale	Quando utilizzarlo
Termoplastico	Quadri civili
Acciaio verniciato	Industria standard
AISI 304	Alimentare e farmaceutico
AISI 316	Chimico e marino
Poliestere rinforzato	Esterno e fotovoltaico

7. Verificare la conformità CEI EN 61439

La carpenteria non deve essere considerata un semplice contenitore.

L’involucro partecipa direttamente alle prestazioni certificate del quadro elettrico.

Devono essere verificati:

• grado IP;
• grado IK;
• dissipazione termica;
• accessibilità;
• sicurezza meccanica;
• verifiche di progetto.

Solo in questo modo il quadro può risultare conforme ai requisiti della CEI EN 61439.

Checklist Finale per la Scelta della Carpenteria

Utilizza questa tabella come verifica rapida prima della scelta o dell’acquisto della carpenteria per il quadro elettrico.

Categoria	Verifica	✓
Ambiente di installazione	Installazione in ambiente interno	☐
	Installazione in ambiente esterno	☐
	Presenza di atmosfera aggressiva o corrosiva	☐
	Presenza di umidità o condensa	☐
	Presenza di polveri o particelle sospese	☐
Potenza del quadro	Corrente nominale correttamente valutata	☐
	Numero di apparecchiature installate definito	☐
	Potenza dissipata calcolata	☐
	Verificata la necessità di ventilazione o condizionamento	☐
Grado IP richiesto	IP54	☐
	IP55	☐
	IP65	☐
	IP66	☐
Grado IK richiesto	IK08	☐
	IK09	☐
	IK10	☐
Possibilità di espansione	Presenza di spazio libero per futuri ampliamenti	☐
	Canaline dimensionate con margine aggiuntivo	☐
	Predisposizione per moduli o apparecchiature future	☐
Materiale della struttura	Termoplastico	☐
	Acciaio verniciato	☐
	Acciaio inox AISI 304	☐
	Acciaio inox AISI 316	☐
	Poliestere rinforzato con fibra di vetro	☐
Conformità normativa	Conformità alla CEI EN 61439 verificata	☐
	Documentazione tecnica disponibile	☐
	Verifiche di progetto eseguite	☐
	Verifiche individuali (collaudo) eseguite	☐

Valutazione finale

Controllo	Esito
Tutte le verifiche completate	☐ Sì / ☐ No
Carpenteria idonea all’ambiente di installazione	☐ Sì / ☐ No
Dimensionamento adeguato alle future espansioni	☐ Sì / ☐ No
Requisiti CEI EN 61439 soddisfatti	☐ Sì / ☐ No
Scelta approvata per la realizzazione del quadro	☐ Sì / ☐ No

Conclusioni

La carpenteria rappresenta il fondamento strutturale di qualsiasi quadro elettrico.

La sua funzione va ben oltre il semplice contenimento delle apparecchiature, poiché contribuisce direttamente alla sicurezza, alla dissipazione termica, alla protezione contro agenti esterni e alla conformità normativa.

La scelta della carpenteria deve quindi partire da un’analisi accurata dell’ambiente di installazione, delle caratteristiche elettriche del quadro e delle future esigenze dell’impianto.

Materiale, grado IP, grado IK, ventilazione e possibilità di espansione sono fattori strettamente collegati che devono essere valutati nel loro insieme.

Seguendo i criteri illustrati in questa guida sarà possibile progettare quadri elettrici più affidabili, duraturi e conformi alla CEI EN 61439, riducendo al minimo i rischi di guasti, interventi correttivi e costose modifiche future.

Domande Frequenti (FAQ)