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Usinas Solares – Análises do Terreno e Local de Instalação

USINAS SOLARES – ANÁLISES DO TERRENO E LOCAL DE INSTALAÇÃOA 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
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.
Georeferenciamente Usina de Energia 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.
Levantamento Altimétrico - Usina de Energia Solar
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.
DECLIVIDADE DO TERRENO DA USINA SOLAR
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:
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
Usina solar em terreno ondulado
Autodesk: Mapa de declividade de terreno
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
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)
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.