Proposta di modifica per l'allegato C della Guida CEI 121-5 a proposito della verifica termica del quadro

Voglio solo segnalare come non sia accettabile la proposta che un documento di grande valenza come una guida nazionale proponga come esempio al suo pubblico che una verifica, che si attua mediante l’esame del risultato di una disequazione, sia considerata positiva, quando il suo membro calcolato risulta inferiore rispetto a quello fisso di solo uno 0,5% circa del valore di ciascuno dei due membri sotto verifica. 

Nel caso dell’Allegato C di CEI 121-5 la disequazione recita : 420 W (potenza dissipabile dall’involucro che si intende usare per il quadro) maggiore di 417,73 W (potenza calcolata come totale potenza dissipata all’interno del quadro dai componenti previsti).
Oltre alle molteplici considerazioni negative, più o meno importanti, che si possono produrre, basti quella che propongo di seguito per dimostrare che quanto proposto dalle guide deve sempre essere valutato con spirito critico da chi le usa.
Il calcolo della potenza dissipata nei conduttori all’interno del quadro è basato sull’assunzione che la conducibilità elettrica vale 56 m /(ohm . mm2) e questo valore, anche se non esplicitamente dichiarato, deve essere riferito a 20 °C. In realtà ogni costruttore di cavi definisce per essi la resistenza per km a 20 °C ed è questo valore a cui si deve guardare prudenzialmente. Per esempio nel caso di un conduttore da 1,5 mm2 la resistenza massima per km a 20 °C consentita dalla norma tecnica sui conduttori è pari a 13,7. La resistenza massima per km a 20 °C che invece risulta applicando il valore della conducibilità elettrica assunto dalla guida nell'Allegato C risulta 11,9. Il primo valore supera il secondo di circa il 15%. Se si può estendere la validità di questo risultato anche alle sezioni di cavo superiori, un calcolo prudente della potenza da dissipare all’interno del quadro, anche solo di un terzo della potenza complessiva da dissipare calcolata, cioè pari a 417,73/3 W, restituirebbe un valore pari a circa 438 W (417,73 + 0,15 x 417,73/3), ben maggiore di 420 W. 

Il quadro proposto non risulterebbe a norma. Serve pertanto un involucro con una prestazione superiore.

Io ritengo che delle ipotesi più puntuali andrebbero enunciate nelle guide o almeno dei calcoli più prudenti andrebbero proposti per rispetto del rango dell’ente, che le pubblica, e dei lettori che le acquistano e che ad esse si affidano. 

La regola d'arte è e rimarrà sempre qualcosa in più della norma tecnica?
Forse qualche esperto, che si sta adoperando alla pubblicazione della nuova edizione della guida CEI 121-5, relativa alla costruzione a regola d'arte dei quadri elettrici, può  considerare di migliorare l'allegato C? 

Da molti mesi si è chiusa la fase di inchiesta pubblica della guida e siamo in attesa della pubblicazione della nuova edizione, si spera, migliorata.

Ho scritto anche un articolo sempre in Elettroyou ( EY ) che tratta un importante limite della guida CEI 121-5, che si può leggere in  https://www.electroyou.it/gtedeschi/wiki/un-buco-normativo-nella-norma-cei-en-iec-61439-1-nella-verifica-termica-dei-quadri-elettrici. 

CEI 121-5, ATTENZIONE ! La verifica termica presentata nell’allegato C appare fuorviante.

 

A parte il buco normativo di non poco conto, che abbiamo voluto segnalare martedì 5 maggio 2026 in questo blog con il titolo  “Verifica termica prevista dalla norma CEI EN IEC 61439-1 e 2 zoppa?”, altre situazioni negative possono essere riscontrate e sono a chiedere in proposito se è giusto preoccuparsi di farlo, come sto tentando di fare.

Perché non chiedere che le cose migliorino? Sto esagerando?
La guida CEI 121-5 nell’Allegato C conclude che la verifica termica del quadro in esame è superata in quanto la potenza, che la carpenteria del quadro adottata è in grado di smaltire, è pari a 420 W ( ex costruttore della carpenteria ) e in quanto la potenza dissipata all’interno del quadro ( ex calcoli sviluppati nell’esempio) risulta di 417,73 W, e in quanto quest’ultima risulta inferiore alla prima (420 W).
A me non pare il caso che una guida a carattere nazionale approvi una simile situazione, quasi al limite, in particolare senza precisare le ipotesi/semplificazioni adottate, che, se pur di non grande peso, quanto però nel caso specifico determinanti, non dovrebbero, almeno dal punto di vista generale, formale e didattico, essere trascurate.
Ad esempio se ipotizziamo mediamente pari a 7 W il consumo di targa di un TA da 800 A/5 A (tradizionale, meno costoso), possiamo attribuire ad ogni TA un consumo relativo a 630 A ( In del quadro ) pari a 4,34 W. I TA sono 3, per cui la potenza da mettere in conto è già di 13 W. Una quindicina di watt da smaltire pertanto si dovrebbero metter in conto tenendo conto dei TA e dell’analizzatore di rete. Pertanto la conclusione positiva presentata nell’Allegato C della guida CEI 121-5 sembra fuorviante e non accettabile.
Presentare i risultati dei calcoli in tutta generalità con la precisione del centesimo di watt e accettare la verifica della disequazione con un ridottissimo margine di sicurezza (2,27 W, 0,5%) da un lato e allo stesso tempo dimenticare del tutto la presenza dei TA e dell’analizzatore di rete (3,5 %) già qualifica l’esempio fornito dalla guida non proprio all’altezza dell’ente che lo ha prodotto. Si tenga poi anche conto di quanto l’ambiente normativo suggerisce oggi in proposito e cioè di prevedere la misura di corrente per tutti i circuiti più importanti.
Di un altro contributo alla potenza da dissipare, molto più significativo ai fini della verifica termica, che ci sembra mal/erroneamente valutato (a sfavore della sicurezza !) nell’esempio proposto nella guida, si potrebbe ancora dire e lo diremo.
Tutto ciò dovrebbe giustificare la pretesa di una maggior cura/attenzione nella emissione della guida. Quali sono le ragioni della, a mio avviso, insufficiente qualità del prodotto?

 

COMMENTO AL TESTO DELLA NUOVA EDIZIONE DELLA GUIDA CEI ALL'UTILIZZO DEGLI SPD IN INCHIESTA PUBBLICA

 In www.google.com scrivendo e cliccando su  "cei inchieste pubbliche" compaiono i documenti attualmente in inchiesta pubblica. Il terzo documento è il "Progetto: CEI PRJ-3605 – Guida CEI 81-29

Guida per l’applicazione della Norma CEI EN 62305-2:2024. Valutazione della frequenza di danno F per gli impianti interni e del rischio R per le strutture". La data limite per la presentazione dei commenti  è il 24 giugno 2026.

Cliccando su  "VISUALIZZA"  appare il documento che si può scaricare e commentare. 

L'utilizzo degli SPD diventa sempre più importante e impegnativo nella realizzazione degli impianti elettrici. 

A me sembra però che l'utenza rimanga praticamente, non poco, esclusa dalla definizione dei contenuti della guida come della stessa  Norma CEI EN 62305-2:2024.  A mio avviso molte sono le osservazioni, anche di carattere generale, che si possono fare: esporrò le mie!  

Vorrei sentire in proposito anche quelle dei colleghi.

Verifica termica prevista dalla norma CEI EN IEC 61439-1 e 2 zoppa?

 

I cavi elettrici dei circuiti sollecitati da sovraccarico o da cortocircuito devono risultare appropriatamente protetti da pericolosi riscaldamenti. Le norme tecniche forniscono ai progettisti indicazioni precise per la protezione dei cavi e per rendere accettabile il corrispondente rischio.  Prima però i progettisti devono determinare con cura la portata dei cavi.

Per i quadri elettrici la situazione è solo un po’ più complicata, ma di massima sussiste una analoga procedura da seguire. Per la protezione dei circuiti posti all’interno dei quadri (ma  non per i circuiti da attribuire ai circuiti esterni che ai quadri si connettono) le misure da adottare per la loro protezione sono di massima quelle previste per i circuiti elettrici dalla stessa norma CEI 64-8. Rimane da determinare quella che è la “portata” del quadro, in analogia con la portata dei cavi. Questa “portata” si configura nella capacità più articolata del quadro di svolgere il suo compito di distribuzione della corrente senza che le temperature dei conduttori, degli apparecchi di manovra e protezione, dei materiali isolanti, delle parti accessibili alle persone (strutture di contenimento e organi di manovra), degli strumenti  .., raggiungano temperature pericolose e/o tali da compromettere la corretta funzione loro assegnata[1].

Praticamente i progettisti del quadro devono fissare una temperatura o più temperature lungo lo sviluppo verticale del quadro, che non devono essere superate nel suo esercizio ordinario. Ciò si fa in genere calcolando le potenze dissipate dai componenti all’interno del quadro e confrontando la somma di tali potenze con la capacità dell’involucro da adottare di smaltirla (dimensioni, materiale, areazione, … ) contenendo la temperatura interna nei limiti prescritti dalle norme tecniche e tali da garantirne la funzionalità.  

La serie delle norme CEI EN IEC 61439 -1 e 2 e la guida CEI 121-5 forniscono le indicazioni utili per procedere a tale dimensionamento. Le norme e la guida dedicano anche con esempi decine e decine di pagine alle regole da seguire per garantire il dovuto controllo delle temperature, che i componenti all’interno di un quadro possono raggiungere, a significare l’importanza che a questa verifica viene riconosciuta per questioni di funzionalità e di sicurezza.

A noi però sembra in proposito di dover segnalare un importante buco normativo che riguarda proprio l’aspetto sopra richiamato, cioè la verifica termica dei quadri elettrici. 

I documenti normativi, anche se non detto del tutto esplicitamente sostengono la regola che l’interruttore generale del quadro, o più a monte chi per esso, con il contenimento  della corrente nominale InA del relativo circuito possa limitare anche la somma delle correnti dei suoi circuiti derivati, responsabili delle corrispondenti potenze dissipate e quindi garantire il controllo della temperatura interna del quadro.

Il buco normativo consiste nel fatto che la norma nel caso specifico non tiene conto che le correnti nella pratica comune impiantistica sono alternate e possono risultare sfasate tra loro nel tempo e che a parità di corrente limitata nel circuito principale la somma algebrica delle correnti, che percorrono i circuiti derivati. Il riscaldamento del quadro può risultare pertanto ben maggiore di quello previsto dalla norma con la limitazione della sua corrente di alimentazione. La norma ipotizza errando che le correnti in gioco siano tutte in fase tra loro.

Ovviamente maggiori sono gli sfasamenti tra le correnti dei circuiti (forni, gruppi di grossi motori, gruppi di motori frazionari, capacità di rifasamento, … ) maggiore risulta l’entità della potenza dissipata dai circuiti nel quadro[2] rispetto a quella considerata nella verifica eseguita secondo le indicazioni normative[3], cioè a parità di corrente nel circuito di alimentazione e con correnti erogate in fase con essa e tra di loro. Si può peraltro osservare come l’incremento di potenza dissipata da considerare a causa dell’aumento della temperatura di funzionamento dei conduttori, di cui le norme chiedono di tener conto, e l’incremento di potenza dissipata da considerare a causa del possibile sfasamento tra le stesse correnti di carico possano risultare dello stesso ordine di grandezza.

Pertanto non è giustificato il fatto di non dover tener conto della maggior potenza dissipata a causa dello sfasamento sempre possibile tra le correnti erogate dal quadro nelle condizioni che lo vedono alimentato con la sua corrente nominale[4].

L’ipotesi che la limitazione imposta con la prevista taratura dell’interruttore automatico principale possa impedire la possibilità che la temperatura interna al quadro raggiunga valori superiori a quanto previsto con le modalità di verifica indicate nelle norme e nella guida non è verificata, come in passato è stato segnalato. 

Troviamo oggettivamente sorprendente il fatto che la norma e la guida non abbiano considerato che nell’effettuare la verifica termica dei quadri elettrici sia ordinariamente necessario considerare anche l’ordinario sfasamento che sussiste tra le correnti. Le norme e più ancora la guida dovrebbero almeno segnalare il problema.

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[1] Si osserva anche che nella norma CEI 64-8 i quadri elettrici non risultano oggetto di prescrizioni. Al punto 511.1 si dice “Ogni componente elettrico deve essere conforme alle prescrizioni di sicurezza delle Norme CEI  che  lo  riguardano  e  deve  essere  installato  in  accordo  con  le  prescrizioni  della  presente Norma  e  con  le  istruzioni  fornite  dal  costruttore,  tenendo  conto  in  particolare  delle  condizioni ambientali.” e ancora al punto 526.5 si legge “Si  devono  prendere  precauzioni  per  evitare che  la  temperatura  raggiunta  nel  servizio  ordinario  dalle  connessioni  e  dalle  apparecchiature  danneggi  l’isolamento  dei  conduttori  e  modifichi le prestazioni delle apparecchiature (vedi anche 511.1).”

[2] Per cogliere l’aspetto pratico del fenomeno di cui si tratta, si può facilmente calcolare che due circuiti, per i quali si prevede uno sfasamento tra le correnti di 30 °C, dissipano una potenza superiore di oltre il 7% della potenza messa in gioco negli stessi due circuiti  

-quando percorsi da correnti in fase tra loro e in fase naturalmente con la corrente del circuito di alimentazione e

-quando tali correnti in fase tra loro richiedono dal circuito di alimentazione la stessa corrente che richiede la coppia di correnti tra loro sfasate.

[3] Si fa presente come elemento da non trascurare che a parità di aumento dello sfasamento tra le correnti all'aumentare dello sfasamento aumenta anche l'entità dell'incremento  della corrente e della potenza da considerare. 

[4] Differenze di temperatura di qualche decina di gradi dei conduttori implicano differenze nella potenza dissipata dagli stessi pari al 4%, 8%, 12% rispettivamente per 10 °C di aumento, per 20°C e 30°C.

 

Note critiche all’allegato C di CEI 121-5 “Guida alla normativa applicabile ai quadri elettrici di bassa tensione e riferimenti legislativi”. Parte 1

 L’allegato C della guida si riferisce chiaramente ad un quadro elettrico posto a valle (8 m, utenza n. 11) di un trasformatore in resina da 400 kVA. Noi riteniamo che il contenuto dell’allegato C non sia all’altezza di un documento prodotto dall’ente normativo nazionale per più ragioni.

1.     Nell’allegato C si ammette che per il quadro descritto non sia necessario provare in uno dei modi previsti dalla norma CEI EN 61439-1[1], che esso risulta in grado di resistere al cortocircuito, in quanto la corrente di cortocircuito presunta Icp nel punto di installazione del quadro risulta pari o inferiore a 10 kA (pag. 83), esattamente pari a 9.284 A (pag. 89). A noi risulta che un calcolo prudenziale conduca ad un valore superiore a 10 kA (prese di regolazione della tensione del trasformatore, tolleranza sul valore della tensione di cortocircuito del trasformatore, maggiorazione della tensione impressa del 5%, … ). L’esempio fornito dalla guida risulta fortemente fuorviante per gli utilizzatori della guida meno preparati, indotti a credere che per un quadro posto a valle di un trasformatore da 400 kVA non ci si debba preoccupare di dimostrarne la tenuta al cortocircuito della barratura principale .

2.     Si afferma a pag. 95 che il quadro presenta una Corrente Nominale di Cortocircuito condizionata pari a 17 kA. In base a quale ragione si fornisca tale valore non è chiaro. L’interruttore generale del quadro con In pari a 800 A non è in genere in grado di limitare il primo picco di corrente entro i 17 kA.

3.     Non si è applicata la nota di tab. 1 della norma CEI 61439-1, la quale avverte che in prossimità dei trasformatori MT/BT si deve controllare il valore del fattore di potenza, FdP,  della corrente di cortocircuito, in quanto questo risulta in genere inferiore a quello convenzionale cui sono provati gli interruttori al variare del loro potere di interruzione, PI.  Ciò comporta una scelta errata/da giustificare di tutti gli interruttori, ma in particolare per gli interruttori delle utenze 11 e n. 12, con PI pari a 10 kA, il cui FdP di riferimento per il PI è pari a 0,5 mentre il FdP della Icp è molto inferiore. Comunque per l’utilizzo di tutti gli interruttori a nostro avviso devono essere interpellati i costruttori, in quanto sono impiegati su valori del FdP inferiore a quello di prova, per il quale è garantito il corretto funzionamento. Ciò vale anche per gli interruttori scatolati e per l’interruttore generale. L’esempio prodotto nella guida risulta pertanto fuorviante per gli utenti della guida meno preparati.

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[1] CEI EN 61439-1, Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione – Prescrizioni generali

Quando un quadro elettrico non provato al cortocircuito può essere installato?

 

Pare che secondo la norma tecnica applicabile un quadro elettrico non provato al cortocircuito possa essere installato

a)    quando la corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione è minore di 10 kA, 

oppure

b)    quando ha in ingresso un dispositivo di protezione che limita a 17 kA la corrente di picco in corrispondenza del suo potere di interruzione o in corrispondenza della corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione,

oppure

c)     quando è installato a monte del quadro un dispositivo di protezione in grado di limitare a 17 kA la corrente di picco della corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.

A me sembra errata questa formulazione in quanto le due condizioni a) e b) o a) e c) devono essere soddisfatte contemporaneamente. Almeno se vogliamo dare una giustificazione tecnica alla disposizione normativa. Ciò in quanto spesso non vale la regola che, quando la corrente di cortocircuito è pari a 10 kA, la corrente di picco corrispondente è inferiore a 17 kA. Ciò è vero solo se il fattore  della corrente di cortocircuito è inferiore o uguale a 0,5. Ricordo che 0,5 è il valore del fattore di potenza convenzionale con cui vengono testati gli interruttori automatici di protezione per determinarne il potere di interruzione per la classe di potere di interruzione fino a 10 kA. La realtà impiantistica non rispetta certo questa convenzione.

E’ significativo al fine di dare ragione alla mia non trascurabile affermazione esaminare con attenzione il caso descritto nell’allegato C della guida CEI 121-5 in vigore. Esso descrive un quadro con In pari a 630 A, per il quale la guida non prevede, a mio avviso erroneamente, la necessità di eseguire le prove di corto circuito. Faremo questo esame prossimamente e dimostreremo come l'esempio possa risultare fuorviante per gli utenti della norma e della guida.

9. IL PUNTO DELLA SITUAZIONE NELLA SELEZIONE DEGLI INTERRUTTORI DI PROTEZIONE DI BT IN CONDIZIONI DI APPLICAZIONE FUORI STANDARD

 

Conclusioni

 

Importante problema di sicurezza quasi sconosciuto da segnalare

Il problema[1] trattato riguarda la sicurezza delle persone e degli impianti e non dovrebbe essere trascurato. L’alta frequenza, con cui il problema si presenta, e le pesanti responsabilità collegate richiederebbero su di esso maggior attenzione da parte dell’ambiente normativo.

Ai progettisti, ai quadristi, agli installatori, ai collaudatori e ai verificatori devono essere fornite indicazioni precise ed affidabili[2] sulla procedura da seguire per risolvere almeno la maggioranza dei casi critici, che si possono presentare e che riguardano sezioni di impianti elettrici importanti. Ciò deve avvenire in tempi brevi[3]. La sorgente di rischio, che abbiamo descritto, deve entrare a far parte dell’elenco dei rischi[4]. Non prenderlo in considerazione significa non ispirarsi al principio di precauzione.

 

Contenuto della modifica da apportare nei documenti normativi

Il testo ambiguo e tardivo[5] presente nel commento all’art. 5.33.3.2 di CEI 64-8 e la procedura descritta nelle ultime pagine in CEI 121-5 dovrebbero essere modificati necessariamente[6] prescrivendo il ricorso all’approvazione dei costruttori per l’uso degli interruttori di protezione nei casi critici in queste note considerati. Non sembra possibile oggi l’adozione di una soluzione diversa.

Per aiutare i progettisti a non cadere in errore nella selezione degli interruttori, suggeriamo ai normatori di inserire nel commento all’art. 533.3.2 della stessa norma CEI 64-8 una tabella, che riporti i fattori di potenza convenzionali, cui i progettisti possano agevolmente riferire i poteri di apertura e di chiusura[7] in cortocircuito nominali degli interruttori da utilizzare[8] senza l’autorizzazione dei costruttori.  

 

Una più equilibrata ripartizione in ambito normativo delle influenze dei diversi portatori di interessi

Per quanto abbiamo potuto osservare nei non pochi anni trascorsi si auspicano presso il CEI interventi orientati a garantire un processo di formazione dei contenuti normativi più aperto alle osservazioni esterne e più equilibrato nell’assegnare il dovuto peso alle esigenze di tutti i diversi portatori di interessi in particolare in contrapposizione a quello dei costruttori di interruttori di protezione e di quadri elettrici[9]. Di ciò in particolare i progettisti dovrebbero farsi carico nel pretendere presso gli enti normatori risposte più tempestive, attente e precise da parte dei costruttori.

 

Perché non investire le università del compito di partecipare ai lavori di validazione dei contenuti delle norme tecniche?

 L’ambiente universitario potrebbe garantire competenze e terzietà nella procedura di formazione delle norme tecniche. L’ambiente universitario è depositario di ottime risorse e capacità per condurre importanti analisi scientifiche, necessarie anche per valutare con occhio meno coinvolto di altri portatori di interessi il rapporto costi/benefici delle novità tecnologiche con continuità “obbligatoriamente”[10] proposte nel mercato.

 

 

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[1] Il problema del possibile utilizzo improprio e insicuro degli interruttori elettrici di protezione.

[2] L’importanza del problema non merita come risposta l’ambiguo testo del commento ad un articolo di norma, nè alcune righe delle ultime pagine di una guida. Il tutto peraltro senza una comprensibile giustificazione tecnica.

[3] Già circa 45 anni or sono chi scrive ha segnalato il problema, di cui si tratta (TR 2500 kVA a perdite ridotte), senza aver trovato presso i costruttori adeguata assistenza.

[4] Alcuni incidenti potrebbe trovare spiegazione in una errata selezione degli interruttori per quanto si è prospettato. L’aspetto considerato in queste note dovrebbe entrare in futuro nella check-list dei collaudatori, dei verificatori, quando chiamati a pronunciarsi sulla realizzazione a regola d’arte dei quadri elettrici, come in quella dei periti dei tribunali, quando chiamati ad approfondire le cause di contestazioni o incidenti più o meno gravi.

[5] La frettolosità e la superficialità, con cui sembra si sia affrontato il problema, quando fu preso in considerazione presso il CEI, sembrano comprovate anche dal fatto che nella prima versione del commento all’art. 533.3.2, presente anche nell’ultima edizione di CEI 64-8, se ne limita l’ambito di interesse ai soli valori del fattore di potenza della corrente di cortocircuito inferiori a 0,2: un evidente errore. Infatti, se è vero che al valore 0,2 corrispondono applicazioni in quadri elettrici connessi a nodi di più elevata potenza, è anche vero che per valori superiori del fattore di potenza, da riferire a classi di interruttori caratterizzati da valori inferiori di Icu, i gradienti delle energie in gioco da smaltire all’interno degli interruttori e i gradienti dei picchi di corrente Icm dagli stessi da sostenere, al variare rispettivamente di Icu e di Icm, sono ben maggiori di quelli da riferire al valore convenzionale estremo (0,2). Quindi tutte le situazioni, cioè anche quelle relative alle classi di interruttori con Icu inferiori, sono da considerare parte del problema, in quanto sussistono per esse livelli di rischio non molto diversi. L’errore è stato segnalato e il testo sarà probabilmente modificato.

[6] I progettisti non sono tenuti a conoscere il dettaglio della norma CEI EN 60947-2, che tratta degli interruttori di protezione.

[7] C’è da chiedersi per quale motivo molti anni fa è stata eliminata nei cataloghi, che descrivevano le prestazioni degli interruttori, l’indicazione dei fattori di potenza al di sopra dei quali i poteri di chiusura e di apertura erano da riferire. Qualche anno fa tale indicazione continuava a non comparire.

[8] Ciò non sembra ad es. necessario si debba chiedere per quanto attiene alla tensione di esercizio, cui riferire i poteri di chiusura e di apertura degli interruttori, in quanto la corrispondenza continua ad essere correttamente trattata nei cataloghi dei costruttori.

[9] Ad esempio nella determinazione della composizione dei Gruppi di Lavoro preposti all’approfondimento di determinati argomenti.

[10] Si sa che l’applicazione delle norme tecniche non è obbligatoria, ma che non applicarle è pericolosissimo.