A maior parte dos serviços para a construção de uma
usina solar fotovoltaica está associada a montagens eletromecânicas e elétricas porém, se tratando de grandes projetos como montagem em solo uma engenharia civil eficiente evitará surpresas durante a construção que podem onerar a obra ou mesmo inviabilizar o projeto.
Nesse artigo vamos apresentar a importância de análises preliminares do terreno, das características do solo e ensaios para cravação de perfis metálicos.
TOPOGRAFIA DA USINA SOLAR
A palavra “Topografia” que deriva das palavras gregas “topos” (lugar) e “graphen” (descrever) é a descrição exata e minuciosa de um lugar. A topografia junto das análise de engenharia ambiental e e regularização fundiária serão as ferramentas para a escolha de um local apropriado para o desenvolvimento de um projeto.
Usina solar na Disney – Layout da planta em formato de Mickey desenvolvido através da topografia
Georeferenciamento do imóvel (Lei 10.267/01) – Georeferenciamento é um memorial descritivo da área rural, assinado por profissional habilitado. O gereoreferenciamento contém as coordenadas dos vértices definidores dos limites dos imóveis rurais, georeferenciadas pelo Sistema Geodésico Brasileiro e com a precisão posicional a ser fixada pelo INCRA.
O Memorial descritivo será certificado pelo INCRA, o qual atestará a inexistência de outra área sobreposta ao imóvel rural analisado onde será implantado a usina solar.
Levantamento Altimétrico – O Levantamento Altimétrico é o estudo responsável por medir as diferenças de nível de um mesmo território através de equipamentos de alta precisão de forma que se conheçam todas as irregularidades do relevo do local.
A partir das análises básicas para se ter uma referência clara dos limites e altimetria do terreno podemos iniciar os estudos direcionados ao projeto.
ANÁLISE DE DECLIVIDADE DO TERRENO DA USINA SOLAR
O que é declividade ?
A declividade é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano horizontal.
Largura do terreno (H=horizontal): 13,40
Desnível (V=Vertical): 0,74 m
Declividade = V/ H * 100 = 0,74 / 13,40 * 100 = 5,52 %
Muitos fabricantes de estruturas metálicas fixadas em solo apresentam requisitos mínimos de declividade do terreno para a montagem das estruturas de apoio dos módulos fotovoltaicos.
Classificação de relevos:
Fonte: EMBRAPA
Exemplo prático – Um fabricante de estrutura metálica tipo tracker informa que a você precisa entregar o terreno com uma declividade máxima de 10%. A partir dessa informação você sabe que se o seu terreno tiver declividade acima de 10% serão necessárias obras de movimentação de terra como cortes e aterros no seu projeto.
Usina solar em terreno ondulado
Autodesk: Mapa de declividade de terreno
Variações de cores indicam níveis diferentes de declividade para facilitar o mapeamento das áreas para serviços de terraplenagem
GEOTECNIA
Sondagem
A sondagem do terreno é de grande importância para definir a composição do solo, nível de lençol freático ou rocha. Os resultados de uma boa sondagem serão utilizados pelos projetistas para a análise de viabilidade técnica de um projeto, métodos de execução de fundações e consequentemente uma apuração dos custos do seu orçamento de obras civis.
Exemplo: Solos arenosos possuem uma característica de baixa coesão e estabilidade para cravação de perfis metálicos diferente de solos mais argilosos. Essas informações determinam a profundidade de cravação dos perfis, a escolha do método de cravação e a necessidade de reforços como por exemplo concreto armado na base do perfil.
Usina Solar IEE-USP – Pilares em perfis metálicos fixados com parafuso “parabolt” em blocos de fundação em concreto armado
Os ensaios também são importantes para definição do empolamento e contratação do solo encontrado no local. Essa referência é importante para movimentação de terra quando é necessário terraplenagem do terreno.
Exemplo: Citando o exemplo anterior em que seria necessário realizar escavações para nivelamento do terreno para a declividade indicada pelo fabricante de tracker para cada 1 m³ de solo escavado, dependendo do tipo o volume a ser transportado por caminhão até um local de aterro, esse volume poderá ser 12% a 40% maior devido o acréscimo de volumes vazios (empolamento).
No caso contrário quando 1 m³ de terra extraído no corte é lançado num aterro e compactado mecanicamente haverá uma diminuição volumétrica (contração) e volume poderá ser reduzido para até 0,7 m³ após compactação. Nesse caso a contração do solo após compactação no aterro foi de 30 %.
Essa análise é importante pois o custo de obras de terraplenagem em usinas solares é bastante representativo no orçamento.
Perfil de sondagem (GEOFIX) – Amostragem de tipos diferentes de solos (argilosos, siltosos e arenosos) e a espessura das suas camadas a cada nível de profundidade.
ENSAIOS
Pull-Out test
O ensaio de Pull-Out é o principal ensaio aplicado a plantas de energia solar pois simula a cravação do perfil metálico no local onde será implantado o projeto e em sequência a remoção através de esforços verticais e horizontais simulando cargas de vento em situações críticas.
Durante todo o ensaio são apropriadas as relações de medidas de deslocamento com relação a força aplicada. O resultado desse ensaio é utilizado para a definição do projeto de estrutura metálica da usina.
Também serão levados em consideração as características topográficas da região, velocidade do vento e a influência de vizinhanças próximo a obra que podem influenciar na carga de vento (NBR 6123) sobre a usina de forma a minimizar os riscos do projeto.
Ensaio de Pull-Out Test – Ensaio de deslocamento vertical do perfil metálico cravado no solo
Ensaio de deslocamento vhorizontal.
Teste de Resistividade
Devido as variações de composição do solo, umidade e temperatura a resistividade do solo pode variar. Esse ensaio é importante para definir as soluções de sistemas de aterramento da usina.
Agradecimentos a SPD Solutions especialista em ensaios de Pull-Out Test.Artigo de: Rafael Pereira – Especialista em Energia Solar Fotovoltaica e Analista de GD.
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