La instalación de sistemas fotovoltaicos en los tejados de los edificios brasileños ha crecido espectacularmente debido a todos los beneficios que aporta la energía solar.
Entre ellas, ahorro en la factura energética, previsibilidad de gastos, cuestiones medioambientales, mejora de la imagen de la empresa y retorno de la inversión garantizado, entre otras ventajas.
Sin embargo, los edificios a menudo no están preparados para recibir la carga adicional de los paneles solares, ya que sus techos y estructuras no fueron diseñados o construidos adecuadamente.
Contextualizando el problema
Las estructuras de construcción deben soportar las siguientes cargas:
- Propio peso;
- Peso de las tejas;
- Utilities (cargas agregadas por conductores eléctricos, bandejas portacables, tuberías de agua y refrigeración, etc.);
- Sobrecarga (carga agregada por personas y equipos que trabajarán momentáneamente en el techo, elementos que cuelgan de estructuras – como pancartas);
- Cargas adicionales (paneles fotovoltaicos);
- Acción del viento.
Contrariamente a la creencia popular, también hay que tener en cuenta la acción de los vientos. De hecho, en la mayoría de los casos el viento es la carga más importante que tendrá que soportar la estructura.
El estandar ABNT NBR 6123 – Fuerzas debidas al viento en edificios Determina las consideraciones que se deben realizar debido a las fuerzas que ejercen los vientos sobre las edificaciones.
Más detalles sobre estándares y cuestiones que deben evaluarse se pueden encontrar en el artículo. Evaluación previa de cubiertas antes de instalar sistemas fotovoltaicos.
El remedio para garantizar que la instalación del panel no se convierta en una pesadilla para el propietario y la empresa instaladora es hacer que un especialista competente analice la estructura.
Este análisis deberá acompañar un informe con la ART respectiva que indique si la estructura está lista o no para recibir la instalación de sistemas fotovoltaicos.
Refuerzos estructurales
En varios casos es necesario realizar refuerzos para que la estructura pueda soportar la instalación de sistemas fotovoltaicos.
Esto ocurre principalmente en almacenes y cobertizos donde, por motivos de costes, las estructuras suelen diseñarse y construirse dentro de los límites permitidos por las normas o incluso fuera de las recomendaciones de las normas técnicas.
Cuando exista la necesidad de refuerzo, el profesional responsable deberá aportar un informe de cálculo y un proyecto ejecutivo mostrando los detalles del montaje, además de obviamente aportar el ART respectivo.
En general, los costes de refuerzos estructurales no superan el 5% de la inversión en el sistema fotovoltaico, ampliando el tiempo de funcionamiento. recuperación de la inversión (tiempo de retorno de la inversión) en un máximo de dos o tres meses. El plazo para realizar el refuerzo tampoco es largo, pudiendo realizarse en unas semanas. De esta forma, realizar refuerzos estructurales, cuando sea necesario, no hace inviable el proyecto fotovoltaico. Veamos algunos ejemplos de refuerzos más utilizados para instalar paneles.
Instalación de pilares
En algunos casos es necesario instalar pilares para distribuir mejor las fuerzas diagonales del edificio. Se debe prestar atención a la colocación de los pilares, ya que la mayoría de las veces la mejor posición desde el punto de vista de los esfuerzos mecánicos no satisface las necesidades del flujo de personas, máquinas y automóviles. Debes buscar una opción que satisfaga todas tus necesidades.
Refuerzo en correas y cortantes de techo.
Las correas son los elementos estructurales a los que se unen las tejas. Las cizallas, a su vez, son las estructuras que se apoyan en los pilares y sobre las que se montan las correas.
Generalmente, las correas son las que reciben directamente las cargas de los paneles, independientemente del método de instalación utilizado (montantes, carril plano ou tren rápido).
En estos casos, cuando es necesario, el refuerzo consiste en fijar un tubo o viga en paralelo a lo largo de toda la correa. La fijación se puede realizar mediante tornillos o soldadura.
La elección del método depende de la viabilidad de la instalación, considerando el tiempo de ejecución y el entorno donde se realizará (ambiente con materiales inflamables, alto flujo de personas, etc.). En estructuras con techo puede ser necesario retirar las tejas para realizar el trabajo.
Alternativa al refuerzo
En algunos casos es posible instalar los paneles sin reforzarlos. Para hacer esto, es necesario trabajar en un diseño de la disposición que distribuye los paneles en puntos más robustos, que soportan la carga adicional; sin embargo, se debe realizar un cálculo estructural para verificar el límite de peso que se puede aplicar a los elementos.
A continuación se ve un ejemplo, donde el análisis estructural mostró que las correas no resistirían las tensiones adicionales debidas a la instalación de los paneles.
Para evitar refuerzos en las correas, se optó por posicionar los paneles alineados con la tijera, dentro de un margen de ocupación máximo de 1,5 m a cada lado.
