13 Fev Carga de vento em estruturas solares: como calculá-la de acordo com as normas e garantir um projeto seguro
A carga de vento nas estruturas solares é um dos fatores mais críticos no projeto de instalações fotovoltaicas, tanto em telhados como no solo. Um cálculo incorreto pode provocar deformações, falhas estruturais, perdas de produção e até o colapso do sistema.
Neste artigo, explicamos como calcular a carga de vento em estruturas solares de acordo com as normas em vigor em Espanha e quais os aspetos que deve considerar para garantir um projeto seguro, eficiente e durável.
O que é a carga de vento nas estruturas solares?
A carga de vento é a força exercida pelo vento sobre uma estrutura. Nos sistemas fotovoltaicos, esta ação gera:
- Pressão e aspiração nos módulos
- Tensões de tração e compressão na estrutura
- Momento fletor em pilares e perfis
- Tensões em ancoragens e fundações
Como os painéis solares atuam como superfícies expostas, podem comportar-se como “velas”, especialmente em instalações inclinadas ou elevadas.
Regulamentos aplicáveis ao cálculo da carga de vento
Em Espanha e na Europa, o cálculo deve ser realizado de acordo com:
- Código Técnico da Edificação (CTE)
- Eurocódigo 1 (EN 1991-1-4: Ações do vento)
O CTE remete para o Eurocode para cálculos detalhados, tendo em conta:
- Zona de vento
- Altura acima do nível do solo
- Categoria do terreno (urbano, rural, litoral, etc.)
- Coeficientes de pressão externa e interna
- Forma e inclinação da estrutura
Fatores que influenciam a carga de vento
- Zona geográfica: Espanha está dividida em diferentes zonas de vento. A velocidade básica do vento depende da localização e afeta diretamente a pressão de projeto.
- Altura de instalação: Quanto maior for a altura, maior será a velocidade do vento e, por conseguinte, maior será a pressão.
- Tipo de terreno: O ambiente envolvente modifica a velocidade do vento:
- Terreno aberto → maior exposição
- Ambiente urbano → maior rugosidade, menor velocidade
- Inclinação e geometria do sistema: As estruturas apresentam diferentes comportamentos aerodinâmicos:
- Coplanar
- Inclinado
- Com elevação acima do cobertura
- Rastreamento solar
Fórmula básica para o cálculo da pressão do vento
De acordo com o Eurocódigo 1, a pressão dinâmica básica é calculada como:
Onde:
- ρ = densidade do ar
- v = velocidade do vento
Posteriormente, são aplicados os coeficientes de exposição, pressão e segurança.
Além disso, os seguintes aspetos devem ser considerados nas estruturas solares:
- Efeito de orla em coberturas
- Zonas de canto com maior sucção
- Efeito de canalização em telhados planos
- Potencial de turbulência
Diferenças entre o cobertura e o solo
Estruturas solares em telhados
-
- Maior risco de sucção
- Influência direta da altura do edifício
- Necessidade de cálculos específicos em áreas perimetrais
- Atenção especial aos sistemas lastreados
Estruturas solares no solo
-
- Maior influência do terreno
- Importância crítica da fundação
- Verificação de tombamento e deslizamento
- Projeto estrutural otimizado para minimizar a utilização de aço
Erros comuns nos cálculos de carga de vento
- Falta de consideração dos coeficientes de fronteira locais
- Utilização de valores genéricos sem análise específica
- Falta de verificação dos estados-limite último e de serviço
- Falta de verificação da capacidade de ancoragens ou parafusos
- Ignorar os efeitos dinâmicos nos seguidores solares
Estes erros podem comprometer a segurança e gerar consequentes derrapagens orçamentais.
” width=”500″ height=”333″> Modelo de túnel de vento para o cálculo da carga de vento em estruturasMaqueta del Túnel de viento para el cálculo carga de viento en estructuras
Como Garantir um Projeto Seguro e Otimizado
Para garantir uma estrutura robusta e economicamente viável, é essencial:
- Aplicar corretamente o Eurocódigo
- Realizar cálculos estruturais específicos para cada projeto, como por exemplo, testes em túnel de vento.
- Otimizar perfis sem comprometer a segurança
- Verificar ancoragens e fundações
- Analisar cargas combinadas (vento + neve)
Em projetos EPC e grandes centrais, um projeto otimizado pode gerar poupanças significativas em aço e fundações, mantendo a segurança estrutural total.
Carga de Vento e Estruturas Solares
A carga de vento nas estruturas solares é um fator determinante para a segurança, durabilidade e rentabilidade de uma instalação fotovoltaica. Aplicar corretamente as normas, analisar cada caso individualmente e otimizar o projeto estrutural são fundamentais para evitar riscos e garantir o sucesso do projeto.
Na Alusín Solar, as nossas estruturas possuem estudos específicos validados por uma empresa de engenharia independente que garantem as cargas climáticas calculadas em túnel de vento.
Lembre-se: os cálculos precisos não só protegem a instalação, como também o seu investimento.