Painéis Fotovoltaicos em Cobertura Metálica: quando exigir laudo

A cobertura suporta os painéis?

A maior parte das coberturas metálicas de mercados, galpões e fábricas foi projetada para o peso das telhas e para a sobrecarga mínima de manutenção. A instalação de painéis fotovoltaicos acrescenta uma carga permanente sobre toda a área ocupada e modifica a ação do vento sobre o telhado. Por isso a verificação estrutural deve ser feita antes da contratação do sistema, quando ainda é possível ajustar potência, disposição dos módulos e prazo.

A DeltaP Engenharia realiza essa verificação para integradores de energia solar e para proprietários, com vistoria no local, laudo e ART. Nos últimos anos atendemos coberturas de supermercados, indústrias, restaurantes e lojas em Santa Catarina. Este artigo descreve o que a verificação considera e apresenta um caso em que a cobertura precisou de reforço.

Modelo da cobertura de um supermercado analisada pela DeltaP para receber painéis fotovoltaicos. Em magenta e verde, os elementos de reforço acrescentados à estrutura existente.

O que muda na estrutura com os painéis

Carga permanente. Módulos, trilhos e fixações acrescentam peso em ordem de grandeza de 10 a 20 kgf por metro quadrado, conforme o módulo e o sistema de fixação. A sobrecarga de manutenção adotada no projeto original, normalmente de 0,25 kN/m², refere-se a uma ação eventual e não pode ser usada para absorver uma carga que passa a existir a todo tempo.

Vento. A ação do vento é determinada conforme a ABNT NBR 6123. Painéis inclinados ou afastados da telha alteram a distribuição de pressões e levam esforços de sucção às fixações e às terças, que devem ser verificadas também ao arrancamento.

Esforços localizados. As fixações transmitem cargas concentradas a terças e ligações que, em geral, foram dimensionadas para carga distribuída. Perda de seção por corrosão, folga em ligações e deformações existentes reduzem a capacidade e precisam ser medidas em campo.

Acesso para manutenção. Limpeza e inspeção dos módulos geram circulação sobre a cobertura, o que exige pontos de ancoragem e planejamento do trabalho em altura conforme a NR-35.

Como a verificação é feita

1. Levantamento da cobertura: tipologia, vãos, espaçamento das terças, seções, espessuras e estado das ligações.
2. Medição da espessura dos perfis e registro fotográfico de cada ocorrência, com a localização na estrutura.
3. Reconstituição do modelo de cálculo com os dados levantados em campo.
4. Verificação pela ABNT NBR 8800, com as ações permanentes, a sobrecarga e o vento, na disposição prevista para os módulos.
5. Emissão do laudo com ART, incluindo premissas, limitações e condições para a instalação.

Resultados possíveis

Caso: cobertura de supermercado com reforço

Em uma cobertura de supermercado com cerca de 20 m de vão, a verificação indicou que as terças e o travamento do plano da cobertura não tinham capacidade para o acréscimo dos painéis. O projeto de reforço manteve as tesouras e as terças existentes e acrescentou os seguintes elementos:

• correntes rígidas entre as terças e correntes flexíveis no primeiro e no último vão, para a contenção lateral das terças;
• tirantes de contraventamento a cada duas terças, para o travamento do plano da cobertura;
• correção dos nós das terças com cantoneiras ligadas aos nós das tesouras, para melhorar a transferência de esforços;
• montantes e diagonais nas terças, que passaram de um sistema tipo Vierendeel para um sistema treliçado, com ganho de rigidez e de capacidade resistente;
• tirantes rígidos entre os banzos inferiores das tesouras, que reduzem o comprimento destravado desses elementos.

Vista frontal da tesoura com os reforços indicados no projeto: diagonais acrescentadas, correntes rígidas nas terças e correção dos nós com cantoneiras. Tesouras com os tirantes de contenção lateral entre os banzos inferiores e o contraventamento do plano da cobertura.

O projeto registra uma limitação relevante. Os reforços foram dimensionados para a sobrecarga de manutenção de 0,25 kN/m² e para o acréscimo dos painéis. A adequação integral da cobertura às ações de vento da NBR 6123 ficou fora do escopo, por depender de reavaliação e reforço global da estrutura existente, e essa condição consta de forma expressa na nota técnica do desenho. Declarar o alcance do reforço evita que o proprietário entenda que a cobertura foi regularizada por inteiro.

Quando contratar

A verificação deve ser contratada antes do fechamento do contrato do sistema fotovoltaico. Ela também é indicada após sinistros em coberturas que já têm painéis, quando há corrosão, flechas ou ligações folgadas aparentes, e quando a seguradora, o financiador ou o integrador exigem o documento.

O que o laudo deve conter

O laudo deve trazer a descrição da cobertura e do levantamento realizado, as cargas consideradas para o sistema e para o vento, a norma de verificação, as limitações da vistoria, a conclusão e as condições para a instalação. A responsabilidade técnica é formalizada em ART.

Nota técnica: este artigo tem caráter informativo e não substitui a verificação estrutural de uma cobertura específica. Cargas, capacidades e condições de instalação dependem do levantamento de campo, do sistema fotovoltaico adotado e da região, e devem ser confirmadas por profissional habilitado, com ART, antes da execução.

Referências

1. ABNT NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios
2. ABNT NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações
3. ABNT NBR 6120: Ações para o cálculo de estruturas de edificações
4. NR-35: Trabalho em Altura (Ministério do Trabalho e Emprego)

Veja também: Engenharia Diagnóstica para Estruturas Metálicas e o estudo de caso de diagnóstico e retrofit de um galpão de 30.600 m².