7 de maio de 2021

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Reforço estrutural para a instalação de sistemas fotovoltaicos

Em vários casos é necessário fazer reforços para que a estrutura suporte a instalação dos painéis

Autor: 10 de março de 2019novembro 7th, 2020Artigos técnicos
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.

Exemplo de reforço realizado nas terças de um telhado de estruturas metálicas

Exemplo de reforço realizado nas terças de um telhado de estruturas metálicas

Exemplo de reforço realizado nas tesouras de um telhado de estruturas metálicas

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.

Exemplo de telhado onde não foi possível realizar reforços estruturais. A opção foi a concentração do peso dos painéis solares sobre os as tesouras estruturais, evitando a sobrecarga das terças


Bruno Kikumoto

Bruno Kikumoto

Engenheiro Eletricista (UDESC), Mestrado em Engenharia Elétrica (UNICAMP). Diretor do Canal Solar e professor nos cursos de energia solar na UNICAMP. Especialista em gerenciamento de projetos, inspeção e comissionamento de sistemas fotovoltaicos, com mais de 10 anos de experiência na indústria e no mercado de energia.

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