A segurança estrutural em coberturas solares consiste no conjunto de critérios de cálculo, projeto, seleção de materiais e instalação que garantem que uma estrutura fotovoltaica pode suportar com segurança as cargas que nela atuam durante toda a sua vida útil.
Numa instalação solar em cobertura, não basta simplesmente verificar se a estrutura suporta o peso dos painéis. É também necessário analisar fatores como o vento, a neve, o próprio peso do telhado, as cargas de manutenção e a integridade estrutural da cobertura . Uma avaliação incorreta pode levar a deformações, deslocamentos, danos na impermeabilização ou, em casos extremos, à falha do sistema.
Assim sendo, a segurança estrutural deve ser considerada desde a fase de projeto e cálculo, antes da seleção do sistema de fixação ou da estrutura fotovoltaica.
Resposta rápida
A segurança estrutural nas coberturas solares garante que a estrutura fotovoltaica, as suas fixações e o próprio cobertura suportam em segurança as cargas de vento, neve, peso próprio e manutenção durante toda a sua vida útil.
Que cargas afetam a estrutura de uma cobertura solar?
As estruturas fotovoltaicas em coberturas estão sujeitas a diferentes ações que devem ser analisadas em conjunto.
1. Peso próprio da instalação
O peso dos módulos, perfis, fixações e outros componentes gera uma carga permanente na cobertura.
Embora uma estrutura fotovoltaica possa ser relativamente leve, o seu peso deve ser comparado com a capacidade de carga da cobertura e dos seus elementos estruturais . Este aspeto é especialmente importante para telhados leves.
2. Ação do vento
O vento é um dos fatores mais críticos nas instalações de energia solar em coberturas.
Os módulos modificam a aerodinâmica da cobertura e podem gerar pressões e sucções . Em certas áreas, especialmente nas margens e nos cantos, as forças do vento podem ser significativamente maiores do que nas áreas centrais.
Por esta razão, o cálculo deve ter em conta aspetos como:
- Velocidade básica do vento.
- Localização do edifício.
- Altura da cobertura.
- Geometria e inclinação.
- Exposição de edifícios.
- Área de orla e canto.
- Configuração e orientação do módulo.
- Tipo e distribuição das fixações.
Uma estrutura com dimensões adequadas deve transmitir estas forças ao cobertura e, em última instância, aos elementos estruturais do edifício. Saiba mais sobre os cálculos de carga de vento para estruturas solares.
3. Neve
Em determinados locais, a neve pode representar uma carga significativa para os módulos e para a estrutura.
A acumulação de neve depende de fatores como a localização, a altitude, a geometria da cobertura e a configuração da instalação. Além disso, podem ocorrer distribuições de carga não uniformes, que devem ser consideradas nos cálculos. Saiba mais aqui: Guia para o dimensionamento e verificação da segurança das estruturas.
4. Cobranças pontuais para manutenção
A manutenção de uma instalação fotovoltaica pode também gerar cargas adicionais no telhado.
Durante as operações de inspeção, limpeza ou reparação, podem ocorrer cargas e tensões pontuais em determinados componentes. Assim sendo, o projeto deve ter em conta as condições reais de manutenção e acesso da instalação.
Modelo de túnel de vento – carga de vento em estruturas solares
Porque é importante calcular a área do telhado antes de instalar painéis solares?
Um dos erros mais comuns é analisar apenas a resistência da estrutura fotovoltaica e não a capacidade de resistência da cobertura existente.
A pergunta correta não é simplesmente:
A estrutura solar suporta os painéis?
Também é necessário determinar:
Será que o cobertura e os seus elementos estruturais conseguem suportar as novas tensões introduzidas pela instalação fotovoltaica?
Para responder corretamente, é necessário saber, entre outras coisas:
- Tipo da cobertura
- Material e geometria dos elementos resistentes.
- Luz entre os suportes.
- Estado de conservação.
- Capacidade de carga disponível.
- Sistemas de fixação existentes.
- Cargas permanentes e variáveis.
- Ações do vento e da neve.
- Distribuição das cargas da instalação.
Em edifícios industriais ou comerciais, esta verificação pode ser especialmente relevante na instalação de sistemas fotovoltaicos em coberturas ligeiras. Como escolher uma estrutura solar para um edifício industrial?
Critérios técnicos para garantir a segurança estrutural
Uma estrutura segura para cobertura solar deve ser baseada num projeto específico para as condições reais do projeto .
Cálculo estrutural
O cálculo deve determinar as ações que afetam a instalação e verificar a resistência e a estabilidade dos diferentes componentes.
Uma configuração padrão não deve ser utilizada sem antes verificar as condições específicas de cada cobertura.
Seleção adequada do sistema de fixação
A fixação deve ser compatível com o tipo da cobertura e transmitir as cargas corretamente.
Dependendo do projeto, podem ser utilizadas diferentes soluções, como fixações mecânicas, sistemas específicos para determinados tipos da cobertura ou soluções com lastro, quando as condições do edifício e do projeto o permitem. Qual é a melhor opção: uma estrutura ancorada ou uma estrutura com lastro?
Resistência ao vento
A distribuição das fixações e a configuração dos módulos devem ter em conta as cargas de vento calculadas.
Deve ser dada especial atenção às zonas perimetrais e aos cantos , onde as forças aerodinâmicas podem ser mais exigentes. Descubra mais sobre as zonas de vento de acordo com o CTE (Código Técnico da Construção Espanhol).
Controle de deformação
Não basta simplesmente verificar se os componentes não falham. É necessário também monitorizar possíveis deformações.
Una estructura puede presentar una resistencia suficiente y, sin embargo, experimentar deformaciones excesivas que afecten a:
- Módulos fotovoltaicos.
- Juntas.
- Fixações.
- Impermeabilização.
- Geometria de instalação.
Durabilidade e corrosão
A segurança estrutural também está relacionada com a durabilidade.
Os materiais devem ser seleccionados tendo em conta as condições ambientais e o risco de corrosão . Em ambientes agressivos, a proteção insuficiente pode reduzir progressivamente a capacidade de carga dos componentes.
Por conseguinte, a escolha do material e do tratamento de superfície deve ser parte integrante do projeto estrutural e não apenas uma consideração estética. Porquê escolher o alumínio e o aço para as suas estruturas?
Regulamentos e verificações estruturais
O projeto de uma instalação fotovoltaica em cobertura deve ser realizado tendo em conta as normas estruturais aplicáveis ao projeto e as ações correspondentes.
Em Espanha, o Código de Estruturas e o Código Técnico da Edificação (CTE) são referências fundamentais para a verificação estrutural dos edifícios, a par das normas UNE-EN e dos critérios específicos aplicáveis a cada projeto. Saiba mais sobre as normas.
Em particular, as ações do vento e da neve devem ser determinadas de acordo com os regulamentos aplicáveis e as características específicas do local.
Além disso, devem ser analisadas as juntas, os perfis, as ancoragens e os elementos de transmissão de carga, evitando limitar o estudo apenas aos perfis da estrutura solar.
Erros comuns que podem comprometer a segurança
Entre os erros mais frequentes que encontramos:
Instalar sem verificar a capacidade da cobertura.
A estrutura fotovoltaica pode ter o tamanho correto, mas o telhado pode não ter capacidade suficiente.
Utilize uma definição padrão.
As cargas de vento variam consoante a localização, altura, geometria e configuração do edifício.
Ignore as áreas das arestas e dos cantos.
Estas zonas são especialmente sensíveis à ação do vento.
A falta de verificação das fixações é um problema.
Uma estrutura robusta não funcionará corretamente se as juntas ou ancoragens não suportarem as cargas calculadas.
Ignorar a corrosão.
A perda de secção transversal devido à corrosão pode afetar a resistência a longo prazo.
Não verifique o estado da cobertura.
Uma cobertura deteriorada pode ter uma capacidade de carga inferior à originalmente prevista.
Segurança estrutural em coberturas solares: uma visão abrangente
A segurança de uma instalação fotovoltaica não depende de um único componente. Ela é o resultado da interação entre a cobertura, a estrutura, as fixações, os módulos e as cargas ambientais .
O caminho de carregamento deve estar definido corretamente:
módulo → estrutura → fixações → telhado → estrutura de suporte de carga do edifício → fundação.
Se algum destes elementos não tiver o tamanho adequado, poderá tornar-se o ponto fraco do sistema.
Assim, antes de selecionar uma estrutura solar para um edifício industrial, é aconselhável realizar um estudo que integre tanto o sistema fotovoltaico como as características estruturais do edifício. Descubra as 7 avarias mais frequentes em instalações fotovoltaicas.
Caso de sucesso da BEC – Estrutura apoiada PICOS
Como saber se uma cobertura suporta a instalação de um sistema fotovoltaico?
Para determinar se uma cobertura é adequado para a instalação de painéis solares, é necessária uma verificação estrutural específica .
No mínimo, o estudo deve analisar:
- Características e geometria da cobertura.
- Materiais e elementos resistentes existentes.
- Peso da instalação fotovoltaica.
- Ações do vento.
- Ações contra a neve, quando aplicável.
- Cargas de manutenção.
- Sistema de fixação.
- Resistência dos perfis e das juntas.
- Capacidade de carga dos elementos do cobertura.
- Estado de conservação e durabilidade.
O resultado permite determinar se o cobertura pode receber a instalação, se é necessário modificar a solução estrutural ou se devem ser realizados trabalhos de reforço.
Perguntas frequentes sobre a segurança estrutural em coberturas solares
O que é a segurança estrutural numa instalação fotovoltaica?
É a capacidade da estrutura e da cobertura suportarem em segurança as cargas permanentes e variáveis que atuam durante a vida útil da instalação, mantendo a sua estabilidade, resistência e funcionalidade.
Qual a carga mais importante num cobertura solar?
Não existe uma única carga crítica para todos os projetos. O vento pode ser um fator determinante em muitas instalações em coebrturas, enquanto o peso próprio ou a carga de neve podem tornar-se mais significativos em determinadas condições. Portanto, é necessário um cálculo específico.
Preciso de verificar o coberutra antes de instalar painéis solares?
Sim. Não basta verificar a estrutura fotovoltaica. É também necessário verificar se a cobertura e os seus elementos estruturais suportam as cargas adicionais introduzidas pela instalação.
O vento consegue levantar uma instalação fotovoltaica?
Sim. As forças de sucção geradas pelo vento podem produzir tensões significativas nos módulos, perfis e fixações. Por conseguinte, o sistema deve ser projetado e ancorado adequadamente.
Qual a importância das fixações?
As fixações são essenciais porque transmitem as cargas da estrutura para o cobertura. A sua resistência deve ser verificada juntamente com a do elemento ao qual estão fixas.
O que acontece se a estrutura solar for muito grande, mas o cobertura não?
A estrutura pode ser robusta, mas ainda assim podem existir riscos estruturais. A segurança deve ser verificada considerando todo o percurso de transmissão de carga até à estrutura de suporte do edifício.
Alusín Solar e estrutural em coberturas
A segurança estrutural em coebrturas solares deve ser abordada como um problema global e não apenas como a resistência dos perfis fotovoltaicos.
O peso dos painéis, as cargas de vento, a neve, as ações de manutenção, as fixações, a corrosão e a capacidade de carga do coebrtura devem ser analisados em conjunto.
Para os promotores imobiliários, empresas de engenharia e EPCs ( Engenharia, Aquisição e Construção) , realizar um cálculo estrutural específico antes de instalar uma central fotovoltaica em cobertura permite reduzir riscos, selecionar corretamente a solução de fixação e garantir uma instalação estável e duradoura.
Em suma, uma boa estrutura solar não é simplesmente aquela que suporta os painéis: é aquela que transmite com segurança todas as cargas para a estrutura resistente do edifício durante toda a vida útil da instalação ..
