Estudos de solo e impacto no processo de construção das usinas FV

Uma usina de solo é ideal para consumidores que precisam de uma instalação de grande porte, onde o alto consumo de eletricidade se faz necessário. Esse tipo de empreendimento vem sendo bastante utilizado nos últimos anos para suprir a demanda de empresas e comunidades, por exemplo.

Para realizar uma instalação desse tipo é preciso realizar estudos de solo, afinal, qualquer estrutura civil, de qualquer obra, descarrega o peso e suas tensões no solo ou rocha.

Portanto, temos que entender esse subsolo para ver se o mesmo vai suportar a carga que será descarregada. Temos que fazer uma avaliação não só do solo, mas também do contato com a rocha e também das condições da rocha que está embaixo do solo.

Essa é a análise do geólogo Fábio Reis, conselheiro do Crea-SP (Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do Estado de São Paulo) e presidente da Febrageo (Federação Brasileira de Geólogos).

Em entrevista exclusiva ao Canal Solar, Reis, que também é professor do departamento de geologia da UNESP (Universidade Estadual Paulista), campus de Rio Claro (SP), discorreu sobre como a avaliação do solo impacta no processo de construção civil das usinas fotovoltaicas e como funcionam as etapas de topografia, declividade e sondagem.

Além disso, conversamos com o Paulo Vasconcelos, engenheiro civil da SSM Estruturas e auditor, avaliador e perito de engenharia, que elencou sete pontos importantes relacionados ao terreno para implantação de plantas solares de solo.

De que maneira a avaliação do solo impacta no processo de construção civil?

Fábio Reis: Para usinas fotovoltaicas, geralmente são feitos estudos com SPT (Standard Penetration Test ou Ensaio de Sondagem à Percussão), que é para verificar o índice de resistência à penetração desse solo. A partir desse valor, conseguimos estabelecer a variação da resistência do solo com a profundidade até chegar na rocha.

Se for colocar um peso muito grande sobre esse terreno, tem que também ser estudada várias características da rocha, e aí seriam outros tipos de sondagens mais complexas, geralmente são sondagens rotativas na qual você retira a mostra da rocha para verificar se tem fraturas, como está no processo de alteração da rocha, se é uma rocha alterada, ou seja, quais as características de resistência da rocha.

Geralmente, quem faz isso são geólogos, que avaliam, descrevem esse perfil do solo da superfície até o contato solo/rocha, avaliam as condições, bem como outras características, mas, principalmente, no caso de usinas fotovoltaicas, fazem uma análise da resistência.

Outro ponto importante é a localização do nível da água subterrânea, pois isso irá impactar se precisar fazer escavação. Por exemplo, você tem que fazer o rebaixamento do nível da água para verificar se pode afetar a resistência do solo, se está saturado ou não.

Portanto, quais são os principais pontos para instalação das usinas de solo?

Paulo Vasconcelos: Realizar análise do perfil geotécnico do solo por meio de sondagem, preferencialmente tipo SPT, visando identificação do tipo e qualidade do solo, para dimensionamento da sua capacidade de carga e verificação se há presença de água no terreno (lençol freático).

Fazer uma análise visual. Se necessário, realizar um levantamento topográfico para verificação das declividades e limites precisos do terreno a ser utilizado. Recomenda-se buscar terrenos planos para evitar serviços de terraplenagem que onerem os custos de instalação. Terrenos com declividades muito acentuadas podem restringir a implantação da usina. Para imperfeições no terreno na orientação leste-oeste, considerar declividade máxima de 5 graus.

Fazer a limpeza do terreno, retirada de vegetação e de preferência realizar a remoção da camada orgânica antes de executar a fundação, quando existir. Fazer um estudo hidrológico da área visando prever possíveis alagamentos ou pontos de acúmulo de água em épocas do ano devido a cota do terreno ou por proximidade de lago, riacho, rio, mar, entre outros;

Em caso de terreno que recebeu aterro, verificar se o aterro foi de boa qualidade e se houve compactação ou mesmo realizou-se controle tecnológico. Prever demarcação da área de implantação da usina com execução de cercamento para garantir a segurança e delimitação da área da usina;

Por fim, quando escolher o terreno, observar como será o acesso à usina de solo, visando uma melhor logística para o transporte de pessoas e insumos para instalação e manutenção da mesma com ajustes se necessários para sua melhor viabilização.

Uma observação: quando recomendamos a análise geotécnica do solo, não é para encontrar a profundidade da “rocha” visando apoiar a fundação sobre a mesma, até porque raramente é encontrado, ainda mais em baixas profundidades.

Como as usinas fotovoltaicas exercem uma carga relativamente baixa que não chega a 0,5tf/m, logo as fundações rasas (diretas) são as mais recomendas, onde podemos apoiar sobre um solo firme a partir da camada orgânica. Caso exista, e pela norma ABNT NBR 6122 no que diz respeito a fundações rasas tipo sapatas, a profundidade mínima recomendada seria de 1m.

Em linhas gerais, se encontrado um solo razoavelmente firme a partir de 1m, já podemos utilizar como base de apoio desde que passe no dimensionamento, que leva em consideração, principalmente, a ação do vento (isopleta da região) e análise do SPT do solo para os cálculos.

Fábio Reis: O entendimento das condições do subsolo e das condições da água no subsolo é fundamental para estabelecer que tipo de obra o engenheiro civil vai projetar conforme as condições do solo, da rocha e também do nível da água, principalmente na questão de resistência.

Se for feita uma obra sem tais avaliações corre-se o risco de ter uma obra que sofrerá afundamentos, trincas, escorregamento, uma série de processos que podem derrubar, inclusive, toda a estrutura, no caso a usina solar.

Como funcionam as etapas de topografia, declividade e sondagem? Qual a função delas na qualidade da obra e empreendimento?

Fábio Reis: A topografia vai avaliar, principalmente, as condições topográficas do terreno em termos de cota e de altimetria, e a partir dessas questões e da localização do terreno, você estabelece a declividade, que é a inclinação do terreno.

Por exemplo, se você tem terrenos com inclinações grandes. O que seriam? Acima de 30º, que necessitam de estudos mais detalhados, e 45º, na qual existe uma série de restrições. Então, quanto mais inclinado for o terreno, mais suscetível o terreno está para sofrer movimentações na forma de escorregamentos, de movimentações do solo, que chamamos de movimentos gravitacionais de massa.

E a sequência, basicamente da topografia, é o estudo inicial para determinar as cotas altimétricas e a localização daquele terreno. Você trabalha com vetores X, Y e Z. O X e Y são as coordenadas de latitudes e longitudes e o Z é a coordenada de cota topográfica. Assim, você consegue, a partir da tipografia, ter uma visão em planta, que chamamos de visão 2D. Já com a cota você consegue ter a visão 3D do terreno, por isso chamamos de levantamento planialtimétrico.

O planimétrico é só a questão de planta, trabalhar com X e Y. Quando colocamos altimetria estamos colocando a cota topográfica, ou seja, a altitude em relação ao nível do mar ou em relação a algum nível de referência. Com a junção da planimetria e altimetria conseguimos entender quais são as elevações, declividade, as mudanças que ocorrem na superfície do terreno.

A partir do levantamento planialtimétrico, você realiza pesquisas de mapas geológicos, morfológicos para entender que tipo de solo e rocha espera encontrar naquele local. Por exemplo, a partir dos mapas, de informações bibliográficas e relatórios de estudos que foram feitos por outros pessoas daquela região você terá uma ideia da profundidade que será o perfil de alteração da rocha, do solo, qual a profundidade esperada que terá o contato solo/rocha e se pode ter água ou não.

Antes de fazer sondagem é preciso realizar um plano de investigação. Então, a partir do levantamento planialtimétrico, da topografia com o levantamento bibliográfico e com visitas de campo, de reconhecimento, o geólogo tem condições de locar onde as sondagens devem ser efetuadas para melhor caracterização do terreno, e aí ele vai locar essas sondagens nos pontos onde há maior dúvida em relação às informações que obteve na bibliografia e no reconhecimento visual.

Com tais levantamentos você consegue locar a sondagem. E o tipo de sondagem, existem várias como manuais, mecanizadas, rotativas, percussivas. A sondagem percussiva, por exemplo, é utilizada geralmente para fazer a avaliação de perfil de solo, pois a maior parte não consegue furar rochas, aí precisa entrar com sondagem rotativa. Portanto, o tipo de ensaio que será feito depende de cada situação do terreno e da geologia daquele local.

O trabalho do geólogo é acompanhar a sondagem no campo e, a partir dos dados que recebe, fazer perfis entre uma sondagem e outra e estabelecer onde estão os níveis de solo, as variações de resistência ao longo do subsolo, as características do solo e da rocha, se tem nível da água ou não e, juntando com os detalhes do terreno, passa para o engenheiro civil determinar a partir das características de resistência, permeabilidade, presença de nível da água subterrânea ou não – tudo isso mapeado dentro da planta.

O geólogo passa isso mapeando as variações que ocorrem em planta para o engenheiro civil estabelecer o projeto de engenharia que vai colocar, considerando as características do subsolo, principalmente resistência.