Reforço estrutural para a instalação de sistemas fotovoltaicos

A instalação de sistemas fotovoltaicos nos telhados das edificações brasileiras tem crescido vertiginosamente por conta de todos os benefícios que a energia solar proporciona.

Entre eles, a economia na fatura de energia, previsibilidade de gastos, questões ambientais, valorização da imagem da empresa e retorno do investimento garantido, entre outras vantagens.

Entretanto, muitas vezes as edificações não estão preparadas para receber a carga adicional dos painéis solares, pois seus telhados e estruturas não foram projetados ou executados adequadamente.

Contextualizando o problema

As estruturas das edificações devem suportar as seguintes cargas:

• Peso próprio;
• Peso das telhas;
• Utilidades (cargas adicionadas por condutores elétricos, eletrocalhas, tubulação de água e refrigeração, etc);
• Sobrecarga (carga adicionada por pessoas e equipamentos que irão trabalhar momentaneamente no telhado, itens dependurados nas estruturas – como banners);
• Cargas adicionais (painéis fotovoltaicos);
• Ação de ventos.

Ao contrário do que se pensa, as ações dos ventos devem ser consideradas também. Na verdade, na maioria dos casos o vento é a carga mais significativa que a estrutura deverá suportar.

A norma ABNT NBR 6123 – Forças devidas ao vento em edificações determina as considerações que devem ser feitas devidas as forças exercidas pelos ventos nas edificações.

Maiores detalhes sobre normas e questões que devem ser avaliadas podem ser encontradas no artigo Avaliação prévia dos telhados antes da instalação de sistemas fotovoltaicos.

O remédio para garantir que a instalação dos painéis não se torne um pesadelo para o proprietário e para a empresa instaladora é ter uma análise da estrutura por um especialista competente.

Essa análise deve acompanhar um laudo com respectiva ART dizendo se a estrutura está pronta ou não para receber a instalação de sistemas fotovoltaicos.

Reforços estruturais

Em vários casos é necessário fazer reforços para que a estrutura suporte a instalação de sistemas fotovoltaicos.

Isso ocorre principalmente em galpões e barracões onde, por motivos de custo, frequentemente as estruturas são projetadas e construídas no limite permitido pelas normas ou mesmo fora das recomendações das normas técnicas.

Quando há a necessidade de reforço, o profissional responsável deve fornecer um memorial de cálculo e um projeto executivo mostrando os detalhes de montagem, além de obviamente fornecer a respectiva ART.

Em geral, os custos com os reforços estruturais não ultrapassam 5% do investimento com o sistema fotovoltaico, estendendo o tempo de payback (tempo de retorno do investimento) em no máximo dois ou três meses. O prazo para a execução do reforço também não é longo, podendo ser realizado em algumas semanas. Deste modo, a realização do reforço estrutural, quando necessário, não inviabiliza o projeto fotovoltaico. Vejamos alguns exemplos de reforços mais comumente empregados para a instalação dos painéis.

Instalação de pilares

Em alguns casos é necessário instalar pilares para distribuir melhor os esforços diagonais da edificação. Deve-se atentar para o posicionamento dos pilares, pois na maioria das vezes a melhor posição do ponto de vista dos esforços mecânicos não atende as necessidades de fluxo de passagem de pessoas, máquinas e automóveis. Deve-se buscar uma opção que atenda todas as necessidades.

Reforço nas terças e tesouras do telhado

As terças são os elementos estruturais nos quais são fixadas as telhas nos telhados. As tesouras, por sua vez, são as estruturas apoiadas sobre os pilares e sobre as quais são montadas as terças.

Geralmente, as terças é que recebem diretamente as cargas dos painéis, qualquer que seja o método de instalação utilizado (parafusos prisioneiros, flat-rail ou speed-rail).

Nestes casos, quando necessário, o reforço consiste em fixar um tubo ou viga em paralelo ao longo de todo o comprimento da terça. A fixação pode ser feita por meio de parafuso ou processo de soldagem.

A escolha do método fica condicionada à viabilidade da instalação, considerando o tempo de execução e o ambiente onde será feito (ambiente com materiais inflamáveis, com alto fluxo de pessoas, etc). Em estruturas com forro, pode ser necessário retirar as telhas para executar o trabalho.

Alternativa ao reforço

Em alguns casos é possível instalar os painéis sem a realização de reforço. Para tal, é preciso trabalhar em um layout do arranjo que distribua os painéis em pontos mais robustos, que suportam a carga adicional – deve-se, no entanto, realizar o cálculo estrutural para verificar o limite de peso que pode ser aplicado nos elementos.

Um exemplo é visto abaixo, onde a análise estrutural mostrou que as terças não suportariam os esforços adicionais devido à instalação dos painéis.

Para evitar o reforço nas terças, optou-se por posicionar os painéis alinhados com as tesouras, dentro de uma margem de ocupação máxima de 1,5 m de cada lado.