A Galvanização a fogo reduz custos e aumenta a durabilidade das

estruturas dos painéis fotovoltaicos.Junho/2018

VISÃO: LIDERAR E APOIAR OS SETORES DOS METAIS ZINCO, NÍQUEL E CHUMBONO DESENVOLVIMENTO E DISSEMINAÇÃO DE SUAS APLICAÇÕES E USOSUSTENTÁVEL NO BRASIL.

ESTRATÉGIA

AÇÕES DE MARKETING PROMOVENDO AS

VANTAGENS DO USO DOS METAIS NÃO

FERROSOS.

CONGREGAR OS PRODUTORES,

TRANSFORMADORES E CONSUMIDORES DOS

METAIS NÃO FERROSOS NA DIREÇÃO DE

INTERESSES COMUNS DOS SEGMENTOS.

REPRESENTAR OS SEGMENTOS E SEUS

INTERESSES EM INSTITUIÇÕES

INTERNACIONAIS, AGÊNCIAS

GOVERNAMENTAIS, INSTITUTOS DE CLASSE

E O MERCADO.

ICZ

Fonte: Pereira et alii, 2004.

Heliotérmica

•Disco Parabólico

•Torre Central

•Cilindro Parabólico

Fotovoltaica

•Geração Centralizada

•Conexão à Rede

Solar Térmica

•Aquecimento de Água

• Secagem

•Refrigeração

•Piscinas Solares

•Aquecimento Industrial

•Concentradores

Energia Solar

Ativa

Koshimizu, Hokkaido Japan – Fotovoltaica.Mc Donald, Ohio EUA – Fotovoltaica.

Exemplos de aplicações de energia solar térmica.

Fonte: Pereira et alii, 2004.

Aplicações da Energia Solar

Abnegoa Solucar CSP, Sevilha Espanha – Heliotérmica.

Estrutura dos Painéis Fotovoltáicos

Geralmente são estruturas metálicas ou madeira, utilizadas para a fixação dos módulos dos painéis

nos telhados (rooftop) ou no solo

Fonte: eCycle.

As estruturas de suporte são variadas e dependem do:

• modelo

• inclinação

• local da instalação

• material do qual o painel é formado

O Nordeste é a região de maior radiação solar, comparável às

melhores regiões do mundo como Dongola (deserto Sudão), e

Dagget (deserto de Mojave)

Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil, IZA

14 - 16 MJ/m²/dia

16 - 18 MJ/m²/dia

18 - 20 MJ/m²/dia

20 - 22 MJ/m²/dia

Localidade LatitudeRadiação mínima(MJ/m²)

Radiação mínima(MJ/m²)

Média Anual(MJ/m²)

Radiação max/min

Dongola-Sudão 19° 10' 19,1(Dez) 27,7(Mai) 23,8 1,4

Dagget - USA 34 °52' 7,8(Dez) 31,3(Jun) 20,9 4,0

Belém - PA 1° 27' 14,2(Fev) 19,9(Ago) 17,5 1,4

Floriano - PI 6° 46' 17,0(Fev) 22,5(Set) 19,7 1,3

Petrolina - PE 9° 23' 16,2(Jun) 22,7(Out) 19,7 1,4

Bom Jesus da Lapa - BA 13° 15' 15,9(Jun) 21,1(Out) 19,7 1,3

Cuiabá - MT 15° 33' 14,7(Jun) 20,2(Out) 18,0 1,4

Belo Horizonte - MG 19° 56' 13,8(Jun) 18,6(Out) 16,4 1,3

Curitiba - PR 25° 26' 9,7(Jun) 19,4(Jan) 14,2 2,0

Porto Alegre - RS 30° 1' 8,3(Jun) 22,1(Dez) 15,0 2,7

Variação da Radiação Solar no Brasil

A partir de 2020, prevê-se a instalação de 1000 MWp (megawatts pico, potência usada

para a fonte) por ano, sendo que em 2026 o país poderá deter 10 GWp de centrais

solares e 3,5 GWp de geração distribuída solar, de acordo com estimativas do Plano

Decenal 2026,

Mapa da Radiação Solar no Brasil

Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil, ICZ.

Mapa da Corrosão no Brasil

ABNT NBR 14643: 2001 - Corrosão atmosférica -

Classificação da corrosividade de atmosferas.

CORROSÃO X PIB

• 1 a 5% do PIB

(www.corrosioncost.com)

Perda por corrosão no Brasil:

• 4% do PIB (fontes: USP / IZA) = R$ 264 bilhões (2017)

• Com a utilização de técnicas atuais de proteção contra corrosão, estima-se que poderiam ser economizados

cerca de R$ 66 bilhões por ano = 25% dos R$ 264 bilhões acima

Os Custos da Corrosão

Cerca de 30% da produção mundial de ferro e aço é perdida com a corrosão

Fontes: NACE – IPT - IZA

Seleção de Materiais

Vida útil do módulo fotovoltaico ~ 25anos

Instalações em locais remotos

Elevada taxa de corrosão atmosférica

Alta incidência de radiação solar

Avaliar materiais que requerem cuidados

especiais e maiores custos de manutenção constante.

Seleção de Materiais

Vida útil do módulo fotovoltáico ~ 25anos

Instalações em locais remotos

Elevada taxa de corrosão atmosférica

Alta incidência de radiação solar

Metais

resistentes

à corrosão

Seleção de Materiais

Resistente à radiação UV

Resistente à corrosão

Boa resistência mecânica

Custo competitivo em relação a outros metais como Alumínio e Aço Inoxidável

O AÇO GALVANIZADO POR IMERSÃO A QUENTE

Galvanização por imersão a quente (a fogo): Processo de revestimento por zinco de peças de aço ou ferro fundido, visando sua proteção contra o corrosão.

3%

97%

Eletrolítica Imersão a quente (HDG)

Evitando a Corrosão

Contínua

Eletrolítica

Formas

de

GalvanizaçãoImersão

a

Quente

Geral (por

Batelada)

1. Desengraxe (NaOH)

2. Lavagem (água)

3. Decapagem (HCl)

4. Lavagem (água)

5. Fluxagem (ZnCl2 e NH4Cl)

6. Secagem

7. Banho em zinco fundido (450ºC)

8. Passivação e/ou Resfriamento

Evitando a Corrosão

O PROCESSO DE GALVANIZAÇÃO POR IMERSÃO A QUENTE

Fonte: IZA, AGA

Evitando a Corrosão

Fonte: IZA, AGA

O PROCESSO DE GALVANIZAÇÃO CONTÍNUA

COMO O ZINCO PROTEGE O AÇO?

Evitando a Corrosão

O zinco é utilizado neste processo por ter um potencial de

redução menor que o ferro, isto é, vai oxidar preferencialmente

ao ferro, originando a proteção catódica, ou seja, o zinco se

“sacrifica” para proteger o ferro.

COMO O ZINCO PROTEGE O AÇO?

Evitando a Corrosão

Barreira Catódica

Formação de sais

de Zn que vedam

as cavidades

ÂnodoCátodo

Revestimento AnódicoSubstrato de aço

Gama (Fe3Zn10)73-80% Zn

Delta

(FeZn7)89-93% Zn

Zeta

(FeZn13)93,7-94,3% Zn

Eta (Zn)100% Zn

A camada de Zn protege o aço do contato com o meio

Processo de cicatrização: caso o revestimento seja danificado provocando sulcos na camada de zinco, os produtos de corrosão

do zinco, por serem aderentes e insolúveis, se depositam sobre a superfície exposta do aço isolando-o novamente.

Revestimento

sem zinco ou

danificado com

áreas menores

ou iguais a 8

mm2.

Características do revestimento formado

AÇO GALVANIZADO = RESISTÊNCIA

Evitando a Corrosão

A Importância do Zinco na Energia Fotovoltaica

Energia Solar

Ativa

Fonte: IZA, AGA

Galvanização a fogo: pós x pré galvanizado

Galvanização a fogo: pós-galvanizadoNota:

O pós-galvanizado apresenta maior espessura de zinco que proporciona maior vida útil.

Galvanização a fogo: pré-galvanizado

A Importância do Zinco na Energia Fotovoltaica

Energia Solar

Ativa

Fonte: IZA, AGA

Galvanização a fogo: pós x pré galvanizado

Galvanização a fogo: pós galvanizado

A Importância do Zinco na Energia Fotovoltaica

Energia Solar

Ativa

Fonte: IZA, AGA

Espessura Camada Galvanização

Camada média de Zinco (µm)

Efeito das condições ambientais na durabilidade do aço galvanizado

A Importância do Zinco na Energia Fotovoltaica

Energia Solar

Ativa

Fonte: IZA, AGA

É possível estimar uma vida útil do aço galvanizado a fogo, baseando-se na taxa média anual de corrosãodo zinco, conforme a norma, tabela abaixo, ABNT NBR 14643: 2001 - Corrosão atmosférica - Classificaçãoda corrosividade de atmosferas.

Fixadores

Energia Solar

Ativa

Fonte: IZA, AGA

NBR 14267 – Elementos de fixação – Peças roscadas com revestimentos de zinco por imersão a quente

- Especificação

Fixadores

Fonte: IZA, AGA

A galvanização no parafuso fornece a proteção contra corrosão dos fios de rosca da

porca.

Rosca da porca

reusinada acima da

medida especificada,

depois da

galvanização.

(isenção de

revestimento residual)

Estojo ou parafuso

galvanizado por

imersão a quente.

Custos

A galvanização reduz custos e aumenta a durabilidade das estruturas de painéis fotovoltaicos

0

50

100

150

200

inic

ial

2,5

ano

5 an

os

7,5

anos

10 a

nos

12,5

anos

15 a

nos

17,5

anos

20 a

nos

22,5

anos

25 a

nos

Galvanizada

Pintada

Custo

Ano

Sustentabilidade

A galvanização atende aos parâmetros da sustentabilidade

Usina Fotovoltaica Pirapora – Minas Gerais – Junho 2016Capacidade de 400 MW

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO (pós)

Parque de Ituverava , Tabocas do Brejo Velho, Bahia – 2017Capacidade de 254 MW, estendidos por até 550 hectares

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO

• Parque Solar Nova Olinda (PI): capacidade de 292 MW - Setembro/2017

• Parque Solar de Bom Jesus da Lapa (BA): capacidade de 158 MW - Junho 2017;

• Parque Solar Horizonte (BA): capacidade instalada de 103 MW – 2º sem. 2017;

Arena de Pituaçu – Salvador (BA) abril 2012Pioneira na América Latina de energia solar para estádios

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO

Johnson & Johnson, New Brunswick, NJ, Estados UnidosPainéis solares no telhado do estaciomento

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO

Metropolitan Tea Company, Toronto, CanadáPainéis solares no telhado

Exemplos de Solução

ESTRUTURA DO SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR EM AÇO GALVANIZADO

Conclusão

A galvanização reduz custos e aumenta a durabilidade das estruturas de painéis fotovoltaicos

• Zn fornece proteção por barreira e proteção catódica

• Apresenta um baixo custo no ciclo de vida do projetoDurabilidade

• Reduz a necessidade de manutenção e retoques

• Durabilidade de 75 anos ou mais livre de manutençãoManutenção

• Zn é essencial para a vida e é 100% reciclável

• Prolonga a vida do açoSustentabilidade

• Recobrimento total da peça

• Aumenta a vida útilProteção

FOTO

Ricardo Suplicy Goes

ricardo.goes@icz.org.br

Tel.: 11 3214-1311

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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