Cómo se comprueba una estructura sobre suelo para paneles solares
Cargas, cada barra, los nudos, los apoyos y la geometría. Paso a paso: qué hay que comprobar antes de que una estructura pase a fabricación y cómo lo hace Solispec.
Una estructura sobre suelo parece sencilla: una viga inclinada, montantes, un puntal, unas cuantas diagonales. Pero es ella la que sostiene los paneles bajo la nieve y el viento durante veinte años o más. Un error en ella no se ve en el plano, sino en invierno, tras el primer temporal fuerte. A continuación, el orden de comprobación que seguimos en Solispec. También es útil cuando usted calcula a mano.
1. Empiece por las cargas, no por el perfil
El perfil se elige en función de las cargas, no al revés. En Ucrania la base es la ДБН В.1.2-2 «Cargas y acciones». Para una estructura importan:
- la nieve: según la zona y el periodo de retorno que usted elija para la instalación;
- el viento: según la zona, el tipo de terreno y la altura de los paneles;
- el peso propio de los paneles y de la estructura.
Tome los valores del emplazamiento concreto, no «por el óblast, a ojo». A partir de las coordenadas del terreno, Solispec aplica los valores de la capital de óblast más cercana (hasta 200 km), y usted puede sustituirlos por los suyos. El tipo de terreno influye mucho en el viento: campo abierto y zona edificada son casos distintos.
Compruebe las dos combinaciones: con la nieve como acción principal y con el viento como acción principal. En cada emplazamiento «manda» una distinta, y no se puede adivinar de antemano.
La ДБН permite tomar el coeficiente de fuerza del viento para paneles inclinados de la EN 1991-1-4. Solispec lo hace así y avisa aparte cuando la inclinación queda fuera de la tabla.
2. El viento no empuja en el centro
Un error frecuente es aplicar el viento de forma uniforme sobre todo el plano de los paneles. En realidad, la resultante está desplazada hacia el borde de barlovento (EN 1991-1-4, 7.3(6)). Para la estructura, eso significa otros esfuerzos en la viga inclinada y en los montantes; para el lastre, otro momento de vuelco. Compruebe ambas direcciones del viento: contra la cara de los paneles y de succión.
3. Compruebe cada barra, no solo el riel
El riel es el elemento más visible, pero la estructura puede fallar en la viga inclinada o en el puntal. Por eso hace falta un modelo de toda la estructura (nudos, barras, apoyos) y, en él, el esfuerzo en cada elemento.
Después, cada barra se comprueba según la norma de su sección:
- perfiles C conformados en frío, según la EN 1993-1-3: sección eficaz, pandeo distorsional, pandeo por flexotorsión;
- tubos, según la ДБН В.2.6-198.
En las barras esbeltas manda la estabilidad, no la resistencia. Compruebe ambos planos, cada uno con su longitud de pandeo: la barra pandea por donde es más débil.
4. Los nudos, una comprobación aparte
La estructura se sostiene en sus pernos. Para una unión atornillada en un perfil de pared delgada, la EN 1993-1-3 exige comprobar el perno a aplastamiento de la pared y a cortante.
El perfil perforado es un caso aparte. La fórmula tabulada de la norma (EN 1993-1-3, tabla 8.4) está escrita para agujeros redondos, y la perforación son ranuras. El nudo queda entonces fuera del ámbito de la fórmula, y su resistencia se confirma con datos del fabricante del perfil o con ensayos. La otra vía es cambiar la solución: una placa de nudo o un perfil sin perforar en la estructura.
5. Geometría: nada a través de nada
Una estructura que supera todos los cálculos puede no montarse en obra. Dos reglas que seguimos:
- ningún perfil atraviesa otro, ni una barra contigua ni un apoyo;
- un agujero, un perno.
Solispec comprueba cada par de elementos en busca de interferencias y muestra exactamente qué elementos se estorban.
6. Apoyos: pilotes o lastre
Un pilote trabaja contra el terreno, así que su capacidad depende del suelo: confírmela en el terreno con un atornillado de prueba. El lastre sobre el suelo o la cubierta se comprueba en cada línea de apoyos frente a tres cosas:
- levantamiento por el viento;
- vuelco, teniendo en cuenta la resultante desplazada del viento;
- deslizamiento: aquí manda el rozamiento entre el bloque y la base. Si el valor del rozamiento no está confirmado para su base, compruébelo.
7. Si no cumple
Un resultado en rojo no es motivo para «ajustar un poco el margen». Las opciones reales:
- un perfil de pared más gruesa;
- una luz menor de la viga inclinada o un montante adicional;
- un tubo en lugar de un perfil C;
- menos paneles por fila en una misma estructura.
En Solispec, un proyecto que no ha superado la comprobación no permite generar el PDF ni la propuesta. El informe empieza con un bloque rojo con todos los puntos críticos, para que se vea al instante qué hay que cambiar.
En resumen
- Primero, las cargas según la ДБН В.1.2-2, ambas combinaciones.
- El viento como resultante desplazada, en ambas direcciones.
- Un modelo de toda la estructura; cada barra, según la norma de su sección.
- Las uniones atornilladas, aparte; la perforación, con cuidado.
- Geometría sin interferencias, un agujero, un perno.
- Apoyos: levantamiento, vuelco, deslizamiento.
El cálculo es preliminar. Antes del montaje debe revisarlo un ingeniero cualificado.