Avaliação estrutural de coberturas metálicas

A instalação em questão é constituída por três naves industriais que foram alvo de análise.

A inspeção teve como intuito verificar os elementos construtivos da cobertura para posterior análise quanto à sua capacidade resistente.

A nave 1 é composta por 14 pórticos vencendo vãos de aproximadamente 32.20 m. No que respeita á cobertura esta é materializada por painéis sandwich com 40 mm de espessura abrangendo uma área de aproximadamente 4.200 m2.

As naves 2 e 3 são constituídas por pórticos em estrutura metálica idênticos aos mencionados para a nave 1, no que respeita à tipologia das asnas, madres, pilares e revestimentos das coberturas que abrangem uma área total de aproximadamente 8400 m2.

De acordo com as informações recolhidas em campo é possível constatar que as coberturas das naves industriais são materializadas por painéis de poliuretano com 40 mm de espessura.
De acordo com o catálogo do fornecedor, é possível consultar as características do produto adotado como referência, verificando-se que este painel suporta uma carga útil descendente uniformemente distribuída, de aproximadamente 1.44 kN/m2 para uma espessura de 40 mm, considerando apoios múltiplos espaçados a 1.75 entre si.

No decorrer da inspeção visual humana e com recurso a drone, foram detetadas anomalias que podem comprometer de imediato o desempenho estrutural atual da cobertura, tendo ainda sido identificadas patologias que se devem ter em atenção por forma a evitar o seu desenvolvimento.

• Verificou-se que, ao nível dos painéis de cobertura o esquema de pintura encontra-se danificado comprometendo a proteção dos mesmos;
• Verificaram-se focos de oxidação nos painéis de cobertura;
• No interior verificou-se o mau estado de conservação dos painéis;
• Constatou-se a deformação acentuada de elementos resistentes secundários, nomeadamente as madres de cobertura.

A avaliação das ações impostas devido à instalação dos módulos fotovoltaicos traduz-se na avaliação do peso próprio do sistema dos módulos fotovoltaicos através da análise da ficha técnica dos mesmos.

O peso do módulo solar fotovoltaico e demais estrutura de suporte e fixação, bem como todas as cablagens e conexões adota-se como valor de referência o valor de 15 kg/m2, equivalente a 0,15 kN/m2.

Na imagem seguinte é possível constatar a UPAC prevista para as diversas coberturas.

A verificação de segurança estrutural das coberturas em análise consistiu na análise das estruturas inspecionadas e na posterior determinação da capacidade resistente de cada elemento estrutural com recurso a modelos de cálculo computacionais. Após determinada a capacidade resistente da estrutura e de cada elemento que a constitui, o valor obtido é comparado com valor da carga atual aplicada à mesma, averiguando a margem existente para a aplicação dos módulos fotovoltaicos.

Na verificação da segurança estrutural foi assumido que todas as ligações entre elementos estruturais foram executadas de acordo com as regras de boa prática de execução e legislação aplicável.

Para a elaboração da avaliação da segurança teve-se como referência a seguinte legislação e bibliografia aplicável à verificação de segurança deste tipo de estrutura:

• NP EN 1991 – Eurocódigo 1 – Ações em Estruturas;
• NP EN 1993 – Eurocódigo 3 – Projeto de estruturas de aço.

Após as atividades de inspeção e levantamento estrutural, foi realizada uma análise estrutural com base na modelação simplificada de cada uma das principais estruturas da cobertura para determinação dos esforços atuantes e determinação da capacidade resistente dos elementos.

De seguida, apresentam-se as análises realizadas paras as coberturas das instalações em questão, com referência aos casos de carga utilizados e os resultados obtidos de uma forma simplificada.

Para a análise da cobertura da nave industrial, foram considerados 5 casos de carga a atuar sobre as estruturas resistentes da cobertura em conciliação com o peso próprio dos elementos estruturais, designadamente as cargas permanentes instaladas na cobertura, a sobrecarga regulamentar a ação da neve e a ação do vento.

• Cargas Permanentes
• Sobrecarga regulamentar
• Ação do Vento
• Ação da Neve

Em função dos resultados obtidos da análise estrutural e dos elementos recolhidos aquando da inspeção, constata se que:

• Consideram-se as coberturas como APTAS à instalação do sistema solar fotovoltaico, com a exceção dos quatro vãos a poente da Nave 1, dado que os elementos estruturais se encontram condicionados pela exposição ao fogo;
• Após a instalação do sistema solar fotovoltaico, não deverão ser introduzidas novas sobrecargas na estrutura, ressalvando desta forma uma reserva de segurança, garantindo a segurança de pessoas e bens, assim como a estabilidade estrutural ao longo da vida útil das estruturas;
• Ressalva-se, a necessidade, de caracter não urgente, de corrigir as anomalias explicitadas no ponto 4, de forma a preservar a integridade da estrutura e a sua correta manutenção.