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Dimensionamento estrutural é essencial para o sistema de fixação dos painéis

É sempre recomendável solicitar ao fornecedor das estruturas o memorial de cálculo dos produtos

Autor: 14 de março de 2022Artigos técnicos
Dimensionamento estrutural é essencial para o sistema de fixação dos painéis

O projeto deve levar em conta a força da ação do vento a que estão sujeitas as estruturas

Fabricantes de estruturas metálicas para a fixação de módulos fotovoltaicos devem realizar o dimensionamento dos materiais de acordo com os limites e as condições das normas técnicas da ABNT, além de normas internacionais, dentre as quais podemos destacar:

ABNT NBR 8800 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios
ABNT NBR 14762 – Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio
ABNT NBR 6123 – Forças devidas ao vento em edificações
ABNT 6122 / 2019 – Projeto e execução de fundações
EUROCODE 9: Design of aluminium structures – Part 1-1: General structural rules.

No caso das estruturas de solo, estas devem ser projetadas de acordo com  a ABNT NBR 8800 e ABNT 6123 – Forças devidas ao vento em edificações e normas anteriormente citadas.

O projeto deve levar em conta a força da ação do vento a que estão sujeitas as estruturas. Na Figura 1 encontra-se o gráfico de isopletas (curvas de velocidade do vento) encontrado na norma NBR 6123/1998. A Figura 2 demonstra como são feitos os cálculos com base na NBR 6123, para se encontrar a carga incidente de ventos em cada região do Brasil.

Figura 1 – Gráfico de isopletas da velocidade básica dos ventos. Fonte: NBR 6123/1998, pág. 6

Figura 1 – Gráfico de isopletas da velocidade básica dos ventos. Fonte: NBR 6123/1998, pág. 6

Figura 2 – Cálculo da velocidade básica do vento – item 4.2 – NBR 6123. Fonte: Memorial de cálculo estrutural da  SSM

Figura 2 – Cálculo da velocidade básica do vento – item 4.2 – NBR 6123. Fonte: Memorial de cálculo estrutural da SSM

É sempre recomendável solicitar ao fornecedor de estruturas o memorial de cálculo dos produtos, para que o cliente tenha a segurança de contar com estruturas que vão suportar a ação do vento. 

O dimensionamento deve ser orientado pela norma NBR 8800 / 14762 e também deve ser realizado com o apoio de um software de análise estrutural, para se realizar a análise dos deslocamentos máximos, que precisam respeitar o anexo C da NBR 8800 e anexo A da NBR 14762:2010.

Figura 3 – Tela do software Metálicas 3D, usado na análise de deslocamentos máximos das estruturas fotovoltaicas. O exemplo mostrado é de um projeto com 120 módulos. Fonte: SSM Solar

Figura 3 – Tela do software Metálicas 3D, usado na análise de deslocamentos máximos das estruturas fotovoltaicas. O exemplo mostrado é de um projeto com 120 módulos. Fonte: SSM Solar

Na Figura 3 realizou-se o dimensionamento de uma estrutura de solo para 120 módulos. O objetivo do estudo, realizado no software Metálicas 3D, foi analisar o deslocamento devido às cargas (peso próprio + painéis fotovoltaicos). O deslocamento máximo obtido foi de 11,54 mm, enquanto o limite normativo seria de 20,41 mm.

Além da necessidade de utilizar ferramentas de dimensionamento e observar normas técnicas, com todos os cálculos apresentados em memorial, deve-se atentar para a qualidade dos materiais empregados. A SSM Solar, por exemplo, emprega alumínio estrutural da série 6000. As Figuras 4 e 5 ilustram trechos de um memorial de cálculo estrutural produzido pela SSM Solar.

Dimensionamento estrutural é vital para sistema de fixação de painéis

Figura 4 – Deslocamentos máximos do perfil em alumínio – neste caso estamos trabalhando no vão máximo da estrutura SSM. O gráfico mostra os deslocamentos devido às cargas (peso próprio + painéis fotovoltaicos + sobrecarga normativa). Imagem obtida com a ferramenta Metálicas 3D. Fonte: SSM Solar

Figura 4 – Deslocamentos máximos do perfil em alumínio – neste caso estamos trabalhando no vão máximo da estrutura. Fonte: SSM Solar

Figura 5 – Deslocamentos máximos do perfil em alumínio – neste caso estamos trabalhando no vão máximo da estrutura. Fonte: SSM Solar

Após a realização da leitura das normas e dos cálculos com ferramentas de software, passa-se à fabricação dos perfis. Todos esses procedimentos são necessários e devem ser cuidadosamente respeitados até que a estrutura seja entregue ao cliente. O correto projeto das estruturas garante que o cliente não tenha surpresas na construção e no comissionamento da usina solar. 

As Figuras 6 e 7 ilustram uma usina de solo construída com estruturas da SSM solar, que passaram por todos os procedimentos de projeto e análise estrutural, garantindo-se a máxima segurança da obra e o retorno do investimento para o cliente.

Dimensionamento estrutural é vital para sistema de fixação de painéis

Figura 6 – Usina solar do Grupo NDTV. Foram utilizados 5.840 módulos de 450 W. Foto: Nexen/Divulgação

Dimensionamento estrutural é vital para sistema de fixação de painéis

Figura 7 – Execução da usina solar do Grupo NDTV. Foto: SSM Solar do Brasil

Além de todos os cuidados com o projeto e a fabricação, é importante verificar a garantia fornecida pelo fabricante. A SSM Solar do Brasil, por exemplo, com base em todos os cálculos e todas as verificações apresentadas e executadas por uma equipe de engenharia, oferece 30 anos de garantia para as estruturas, tempo compatível com a expectativa de vida dos módulos fotovoltaicos. 

Finalmente, é importante verificar se o fornecedor realiza o acompanhamento do processo de montagem in loco das estruturas, prestando todo o suporte necessário para desenvolvimento do processo.

Gustavo Lopes

Gustavo Lopes

Engenheiro de Estruturas Metálicas e Estruturas para Painéis Solar na SSM Solar do Brasil.

2 comentários

  • Fábio Serra disse:

    Boa Tarde!
    Engº Gustavo, muito bom material sobre estrutura de painéis fotovoltaicos. Isso nos faz um alerta aos cuidados em relação as estruturas que suportam os painéis fotovoltaicos, pricipalmente de Usinas, que geralmente possuem uma quantidade de painéis maiores e encontram-se em terrenos com muita areia(terra fofa). Gostaria de lhe parabenizar e saber se existe algum artigo mais detalhado arespeito do tema.
    Grato.
    Engº Eletricista Fábio Serra

  • Claudio de Souza Rodrigues disse:

    Parabéns ao Engº. Gustavo Lopes por alertar sobre as cargas incidentes sobre as estruturas em função da colocação de painéis fotovoltaicos que são instalados sobre estruturas existentes.
    Como os painéis são “leves”, temos difundido o conceito que as estruturas existentes “suportam” os mesmos.

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