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FAQIndustria e impianti
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Industria e impianti (31)su
Finestre a infrarossi per quadri elettrici: ispezionare senza aprire
Davvero per fare la termografia bisogna aprire il quadro?
Sì, a meno che non ci siano finestre a infrarossi. La lamiera della portella è opaca all'infrarosso e non lascia passare nulla; anche il vetro comune, trasparente alla luce visibile, è opaco nella banda in cui lavorano le termocamere per manutenzione elettrica. La termocamera misura la radiazione che riceve: se fra sensore e connessione c'è una barriera opaca, misura la temperatura della barriera, non quella del morsetto. Non è un limite dello strumento, è fisica.
Aprire un quadro sotto tensione è un lavoro elettrico?
Sì. L'apertura di una portella che espone parti attive rientra nei lavori su impianti elettrici disciplinati dalla CEI 11-27 e dal Capo III del Titolo III del D.Lgs 81/08. Comporta valutazione del rischio, personale qualificato secondo la norma, DPI adeguati, rispetto delle distanze e una procedura di lavoro definita. Non è un'operazione che si improvvisa perché «tanto è solo per fare una foto».
La finestra a infrarossi peggiora la misura?
La attenua, e va tenuta in conto. Ogni mezzo interposto ha una trasmittanza inferiore a 1: se non la si corregge nei parametri della termocamera, la temperatura letta è sistematicamente più bassa di quella reale. Con una correzione corretta e una finestra di materiale adatto alla banda della termocamera, la misura resta utilizzabile; senza correzione, produce falsi negativi.
Che materiale deve avere la finestra ottica?
Deve essere trasparente nella banda spettrale in cui lavora la termocamera che userai. Le termocamere a microbolometro per manutenzione elettrica lavorano tipicamente in banda lunga (circa 8-14 micrometri); il fluoruro di calcio, molto diffuso come ottica IR, ha il suo limite di trasmissione intorno ai 9 micrometri e degrada già oltre gli 8. Prima di scegliere la finestra bisogna sapere con che strumento verrà usata.
Le finestre a infrarossi sono certificate contro l'arco interno?
La classificazione di tenuta all'arco interno appartiene al quadro come assieme provato, non al singolo componente. Una finestra può essere stata inclusa in una prova di tipo su una specifica apparecchiatura, ma questo non trasferisce automaticamente una classe di tenuta all'arco al componente installato su un quadro diverso. Va verificato con il costruttore del quadro: modificare una portella può invalidare la conformità dell'assieme.
Con le finestre installate posso vedere tutto il quadro?
No. La finestra è un oblò: il campo visivo è ristretto a ciò che si vede attraverso l'apertura, dall'unico angolo consentito. Non puoi spostarti per aggirare un riflesso o per inquadrare una connessione nascosta dietro un componente. Le finestre vanno posizionate in progetto sui punti che si vogliono controllare, non a caso sulla portella.
Quando conviene installarle e quando no?
Convengono dove il controllo è periodico e ripetuto, dove il fermo impianto è costoso o impossibile e dove il rischio associato all'apertura è alto: data center, processi continui, farmaceutico, cabine di trasformazione. Convengono meno su quadri secondari controllati una tantum, su impianti prossimi a rifacimento e dove il quadro deve comunque essere aperto per altre verifiche di manutenzione.
I principi fisici della termografia: trasmissione del calore e radiazione termica
Quali sono i principi fisici alla base della termografia?
La termografia si fonda su tre principi di trasmissione del calore — conduzione, convezione e irraggiamento — e su quattro leggi della radiazione termica: la legge di Planck, che descrive come l'energia emessa si distribuisce sulle lunghezze d'onda; la legge di Stefan-Boltzmann, che lega la potenza totale emessa alla quarta potenza della temperatura assoluta; la legge dello spostamento di Wien, che individua la lunghezza d'onda del picco di emissione; e la legge di Kirchhoff, che stabilisce che una superficie assorbe quanto emette. Una termocamera non misura il calore che circola dentro un corpo: misura soltanto la radiazione infrarossa che la superficie emette e riflette verso l'obiettivo.
Qual è la differenza tra conduzione, convezione e irraggiamento?
La conduzione trasmette calore attraverso la materia in contatto, senza spostamento macroscopico di materia, ed è descritta dalla legge di Fourier. La convezione trasmette calore fra una superficie e un fluido in movimento — aria o acqua — ed è descritta dalla legge di Newton. L'irraggiamento trasmette calore mediante onde elettromagnetiche, non richiede alcun mezzo materiale, avviene anche nel vuoto e viaggia alla velocità della luce. Solo l'irraggiamento è leggibile a distanza da una termocamera: gli altri due si osservano soltanto attraverso l'impronta termica che lasciano sulla superficie.
Qual è il valore della costante di Stefan-Boltzmann?
La costante di Stefan-Boltzmann vale σ = 5,670374419×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴. Dalla revisione del Sistema Internazionale entrata in vigore il 20 maggio 2019 è un valore esatto, perché deriva da costanti fissate per definizione (la costante di Planck, la costante di Boltzmann e la velocità della luce). Nei calcoli pratici si usa la forma arrotondata 5,67×10⁻⁸ W/m²K⁴. La temperatura nella formula va sempre inserita in kelvin: usare i gradi Celsius produce un risultato privo di senso fisico.
Come si calcola il picco di emissione con la legge di Wien?
La legge dello spostamento di Wien si scrive λmax = b / T, dove b = 2,897771955×10⁻³ m·K e T è la temperatura assoluta in kelvin. Nella forma pratica si usa λmax [µm] = 2898 / T [K]. A 20 °C, cioè 293,15 K, il picco cade a 2897,77 / 293,15 = 9,88 µm. A 80 °C (353,15 K) risale a 8,21 µm, a 100 °C a 7,77 µm, a 300 °C a 5,06 µm. È il motivo per cui le termocamere per uso civile e industriale lavorano nella banda 8-14 µm: è la finestra dove gli oggetti a temperatura ordinaria emettono di più.
Perché le termocamere lavorano nella banda 8-14 µm?
Per due ragioni che coincidono. La prima è la legge di Wien: un corpo fra 0 e 100 °C ha il picco di emissione fra circa 10,6 e 7,8 µm, cioè dentro quella banda. Integrando la legge di Planck, una superficie a 20 °C irradia in 8-14 µm circa il 37% di tutta la sua potenza, contro circa l'1% nella banda 3-5 µm. La seconda ragione è l'atmosfera: vapore acqueo e anidride carbonica assorbono fortemente l'infrarosso in alcune regioni dello spettro e ne lasciano libere altre, dette finestre atmosferiche. La 8-14 µm è una di queste. Segnale massimo e aria trasparente si trovano nello stesso intervallo.
Che cos'è un corpo nero e perché serve in termografia?
Il corpo nero è un radiatore ideale: assorbe tutta la radiazione che lo colpisce, non ne riflette né ne trasmette alcuna, ed emette a ogni temperatura il massimo di energia fisicamente possibile. La sua emissivitàEmissivitàRapporto fra la radiazione emessa da una superficie reale e quella emessa da un corpo nero alla stessa temperatura. Varia con materiale, finitura e angolo di vista: impostarla male è la prima causa di misure sbagliate. Rame lucido e… vale 1 per definizione. Non esiste in natura, ma è il riferimento rispetto al quale si misura ogni superficie reale: l'emissività ε di un materiale è il rapporto fra ciò che quel materiale emette e ciò che un corpo nero emetterebbe alla stessa temperatura. In pratica i corpi neri esistono come sorgenti di riferimento calibrate, usate per tarare le termocamere: tutte le leggi della radiazione sono scritte per il corpo nero e ε è il fattore che le riporta al mondo reale.
Perché la temperatura riflessa influisce sulla misura termografica?
Perché la radiazione che arriva all'obiettivo non è tutta emessa dal bersaglio. È la somma di tre contributi: la parte emessa dalla superficie, proporzionale a ε; la parte proveniente dall'ambiente circostante e riflessa dalla superficie, proporzionale a (1−ε); e la parte emessa dall'atmosfera interposta. Se la superficie ha ε = 0,95 la quota riflessa è solo il 5% e conta poco; se ha ε = 0,10, come un metallo lucido, il 90% di ciò che il sensore riceve è ambiente riflesso e la lettura descrive la stanza, non l'oggetto. Per questo la temperatura apparenteTemperatura apparenteValore letto dallo strumento senza correzione dei parametri di misura. La temperatura reale si ottiene correggendo per emissività del materiale, temperatura apparente riflessa dell'ambiente, distanza, umidità e trasmittanza atmosferica. riflessa va misurata in campo e inserita nello strumento: è un dato della fisica della misura, non un'opzione.
Una termocamera vede il calore dentro un oggetto?
No. La radiazione infrarossa che una termocamera raccoglie proviene da uno strato superficiale estremamente sottile del bersaglio, dell'ordine di frazioni di millimetro nella maggior parte dei materiali opachi. Ciò che accade all'interno è visibile solo se e quando modifica la distribuzione di temperatura della superficie, per conduzione o per convezione: un difetto profondo lascia un'impronta superficiale attenuata, allargata e ritardata rispetto all'evento reale. Da qui discendono due conseguenze operative: serve un gradiente termico perché il difetto si manifesti, e un componente dentro un involucro chiuso non è misurabile finché il suo calore non raggiunge la superficie esterna.
Ispezione termografica del fotovoltaico: drone o da terra, e cosa cambia nel report
Il drone è sempre meglio del rilievo da terra?
No. Il drone è la scelta obbligata quando l'impianto è esteso, in copertura o difficilmente accessibile, e quando serve una mappatura completa in una finestra di condizioni favorevoli che dura poche ore. Il rilievo da terra resta superiore quando serve dettaglio ravvicinato su una cella, quando bisogna abbinare la misura termica a misure elettriche sul campo, e su impianti piccoli dove il volo aggiunge complessità senza aggiungere informazione.
Che risoluzione serve alla termocamera per un'ispezione valida?
La IEC TS 62446-3IEC TS 62446-3Specifica tecnica che definisce condizioni, procedure e criteri di valutazione per l'ispezione a infrarossi degli impianti fotovoltaici: soglie di irraggiamento, modalità di ripresa e classificazione delle anomalie. fissa un criterio geometrico, non un numero di pixel del sensore: ogni cella deve essere risolta da almeno 5×5 pixel. Su una cella da 156 mm significa una dimensione di pixel a terra non superiore a circa 3 cm. Un detector 640×512 con ottica standard ci arriva volando basso; un 320×240 deve dimezzare la quota. Il sensore da solo non dice nulla: conta la combinazione sensore, ottica e quota.
Che differenza c'è fra termocamera radiometrica e non radiometrica?
Una termocamera radiometrica registra un valore di temperatura calibrato per ogni pixel e permette di rimisurare l'immagine dopo il volo, correggendo emissività e riflesso. Una non radiometrica produce solo un'immagine colorata, riscalata automaticamente sul contenuto del fotogramma: mostra dove c'è un contrasto, non quanto vale. Con una non radiometrica non si può calcolare un ΔTDelta TDifferenza fra la temperatura del punto in esame e quella di un riferimento: un componente identico nelle stesse condizioni, oppure l'ambiente. La gravità di un'anomalia si valuta sul delta T, non sul valore assoluto, perché è il delta… e quindi non si può classificare un'anomalia.
Ogni quanto va rifatta l'ispezione termografica del fotovoltaico?
Dipende da quale obbligo ti riguarda, e le due periodicità in circolazione non coincidono. La IEC TS 62446-3 indica un intervallo di almeno una volta ogni quattro anni come buona pratica manutentiva. La linea guida antincendio DCPREV 14030 del 1° settembre 2025 chiede invece verifiche documentate almeno ogni due anni per gli impianti a servizio di attività soggette ai controlli di prevenzione incendi. Chi ricade nel secondo caso segue il biennale.
Perché il ΔT va normalizzato a 1.000 W/m²?
Perché la stessa differenza di temperatura misurata a irraggiamento diverso descrive difetti di gravità diversa. Dieci gradi di scarto misurati a 650 W/m² indicano un difetto più severo degli stessi dieci gradi misurati a 950 W/m². La normalizzazione riporta il valore alle condizioni di riferimento e rende confrontabili rilievi eseguiti in giornate diverse. Senza il dato di irraggiamento registrato da un piranometro, la normalizzazione non è possibile.
Chi deve firmare il report di un'ispezione termografica su fotovoltaico?
Per l'ispezione dettagliata, quella con misura di temperatura e classificazione delle anomalie, serve un operatore termografico certificato di 2° livello secondo UNI EN ISO 9712UNI EN ISO 9712Norma che definisce qualificazione e certificazione del personale addetto alle prove non distruttive. Prevede tre livelli: il primo esegue, il secondo imposta, interpreta e firma, il terzo sviluppa procedure e qualifica il personale. La…. È il livello che, nello schema di certificazione, abilita alla scelta della tecnica, alla valutazione dei risultati e alla firma del rapporto. Il pilota del drone acquisisce i dati; la diagnosi la firma il termografo.
La termografia trova tutti i difetti dei moduli?
No, e un report onesto lo dichiara. Micro-cricche non ancora evolute, PID in fase iniziale, snail trail e delaminazioni incipienti possono non produrre alcun contrasto termico misurabile. Per questi la tecnica elettiva è l'elettroluminescenza, eventualmente affiancata a misure di curva I-V. La termografia è la tecnica di screening più rapida ed efficace sul campo, non un esame esaustivo.
Serve un patentino per volare sull'impianto?
Sì. In Italia le operazioni con droni seguono il quadro europeo EASA con vigilanza ENAC: per aeromobili senza pilota di massa pari o superiore a 250 g in categoria «aperta» il pilota deve possedere l'attestato di competenza corrispondente alla sottocategoria di impiego, e l'operatore deve essere registrato. Un impianto industriale può inoltre ricadere in condizioni che richiedono valutazioni operative aggiuntive. È un requisito di legittimità del rilievo, non un dettaglio burocratico.
Ogni quanto si fa la termografia agli impianti elettrici: la periodicità per contesto
Esiste un obbligo di legge di fare la termografia ai quadri elettrici?
No. Nessuna norma di legge italiana impone in via generale l'indagine termografica sugli impianti elettrici ordinari. Il DPR 462/01 impone le verifiche periodiche degli impianti di messa a terra e di protezione dalle scariche atmosferiche, che sono un'altra cosa; l'art. 86 del D.Lgs 81/08 impone al datore di lavoro controlli sull'impianto elettrico ma non prescrive né il metodo né la periodicità. La termografia è un intervento aggiuntivo: è proprio questo che la rende valorizzabile nel modello OT23 INAIL.
Ogni quanto va fatta la termografia a un quadro elettrico di bassa tensione?
Il riferimento più diffuso nella pratica industriale è annuale sui quadri principali e sui nodi di distribuzione, con estensione a 24-36 mesi sulle utenze secondarie a basso carico e riduzione a 6 mesi sui nodi critici o con storico di anomalie. Non è una periodicità di legge ma una scelta di piano di manutenzione, che va motivata e messa a verbale.
Il DPR 462/01 obbliga alla termografia ogni due o cinque anni?
No, ed è l'equivoco più frequente. Le periodicità biennale e quinquennale del DPR 462/01 riguardano le verifiche degli impianti di messa a terra e di protezione dalle scariche atmosferiche eseguite da organismi abilitati, non l'indagine termografica. La termografia non sostituisce quelle verifiche e quelle verifiche non contengono la termografia.
Ogni quanto si fa la termografia in una cabina MT/BT?
La pratica corrente è annuale sui componenti accessibili in esercizio - sbarre, isolatori, terminali cavo, connessioni del trasformatore, quadro BT generale - inserendo il rilievo nel programma di manutenzione della cabina previsto dalla Norma CEI 78-17. Il vincolo reale è l'accessibilità: senza finestre a infrarossi molte parti in media tensione non sono ispezionabili in sicurezza con la cabina in servizio.
Che differenza c'è fra periodicità obbligatoria e periodicità consigliata?
Una periodicità obbligatoria discende da una norma di legge e la sua omissione è una violazione sanzionabile. Una periodicità consigliata discende da una norma tecnica, da una guida o dalla buona prassi, e la sua omissione non è una violazione, ma rileva sul piano della diligenza e in caso di sinistro. Le periodicità della termografia elettrica appartengono quasi sempre alla seconda categoria.
Cosa scatta l'esigenza di anticipare un controllo termografico?
Cinque situazioni: una modifica o un ampliamento dell'impianto, un aumento stabile del carico, un intervento di manutenzione che ha toccato connessioni, un'anomalia già classificata e non ancora risolta, un evento esterno rilevante come allagamento, fulminazione o incendio limitrofo. In tutti questi casi il rilievo va fatto a valle dell'evento, senza aspettare la scadenza del piano.
Serve ripetere il controllo se l'ultima campagna non ha trovato nulla?
Sì, perché la termografia fotografa uno stato istantaneo e non un andamento garantito nel tempo. Un serraggio corretto oggi può degradare con i cicli termici e le vibrazioni dei mesi successivi. Un esito negativo è un buon motivo per non ridurre l'intervallo, non per allungarlo oltre il piano.
La periodicità la decide il termografista o il datore di lavoro?
La decide il datore di lavoro insieme a chi redige il piano di manutenzione, perché è una scelta di gestione del rischio e di continuità di servizio. Il termografista fornisce l'elemento tecnico: quali punti sono critici, in quali condizioni il rilievo è valido, quali anomalie richiedono un ricontrollo ravvicinato.
