UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA ERICK DOS SANTOS
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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA ERICK DOS SANTOS ANÁLISE DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CONSTRUÇÃO CIVIL DECORRENTES DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS. Palhoça 2019
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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
ERICK DOS SANTOS
ANÁLISE DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CONSTRUÇÃO CIVIL
DECORRENTES DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS.
Palhoça
2019
ERICK DOS SANTOS
ANÁLISE DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CONSTRUÇÃO CIVIL
DECORRENTES DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao Curso de Engenharia Civil da Universidade
do Sul de Santa Catarina como requisito
parcial à obtenção do título de Engenheiro
Civil.
Orientador: Prof. Paulo Roberto May, MSc.
Palhoça
2019
ERICK DOS SANTOS
ANÁLISE DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CONSTRUÇÃO CIVIL
DECORRENTES DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTAICAS.
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi
julgado adequado à obtenção do título de
Engenheiro Civil e aprovado em sua forma
final pelo Curso de Engenharia Civil da
Universidade do Sul de Santa Catarina.
Agradeço primeiramente a Deus, por me dar saúde. Para ele dedico toda honra e
toda glória.
Em especial ao meu Pai Rinaldo, que sempre esteve do meu lado, desde pequeno
me ensinando, me encorajando, dando conselhos, que sempre foi um amigo nessa caminhada
da minha vida particular e na minha ingressão na faculdade de engenharia civil. Ele que me
dá todo suporte e condição para o meu melhor desenvolvimento como pessoa e profissional.
Meu sentimento e gratidão são imensuráveis.
Agradeço à minha mãe Jucimara que sempre esteve no meu lado, me ajudando em
assuntos que tive dificuldade e sempre incentivou. Ela é exemplo de pessoa que está sempre
feliz com a vida, uma pessoa que sempre procura achar uma solução para qualquer tipo de
problema, que sempre procura ajudar os outros.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a minha namorada que me dá força, incentivo e me determina para poder
continuar e concluir esse tão sonhado diploma de engenheiro civil, uma pessoa que torce por
mim e que demonstrou por mim o maior e mais sincero amor que pude presenciar.
Ao meu irmão, meu companheiro de todas as horas e de todas as modalidades
possíveis, aquele cara que muitas vezes procura me ajudar e me auxiliar mesmo sem ter o
conhecimento, uma pessoa que sempre poderei contar.
Agradeço aos meus amigos, parceiros de vida. Principalmente ao Rafael que está do
meu lado desde pequeno, que divide todos os momentos, risadas, histórias. Eles fazem meus
dias mais alegres, minha vida mais leve e estão ao meu lado nos momentos bons e ruins.
Ao meu primo Jefferson que sempre foi um irmão, dividindo muitos momentos
principalmente bons, um cara que sempre me protegeu e teve no meu lado quando precisei.
Uma pessoa que irei levar sempre na minha vida.
Não poderia fazer meus agradecimentos sem lembrar dos amigos da faculdade
Felipe, Eder, Euller e Eduardo.
Ao meu professor orientador Paulo May, que não mediu esforços para auxiliar na
conclusão deste trabalho, me tranquilizou e dividiu seu conhecimento comigo.
Agradeço à empresa do meu sogro por permitir a elaboração deste trabalho e
fornecimento dos dados essenciais para a conclusão deste estudo
Parabenizo e agradeço a todos os professores e a UNISUL, por todo apoio
oferecido e ensinamento compartilhado durante esta caminhada. Principalmente aos
professores Claudio Coelho, Marcelo Cechinel, Djan, Helo e José Humberto.
“Sem dedicação e comprometimento, não se obtém os resultados esperados”
(Santos Erick, 2019).
RESUMO
O presente trabalho aborda casos de patologias nas estruturas de suporte de telhados devido a
sobrecargas ocasionadas pela instalação de placas fotovoltaicas. Foi abordado na pesquisa
alguns casos que a estrutura chegou ao colapso devido a sobre carga, isso tudo é ocasionado
pelo descaso de empresas que fazem essas instalações e não se preocupam com a parte
estrutural e não passam esse conhecimento para seus clientes. Foi-se estudado um orçamento
de uma instalação média de fotovoltaica para obter alguns dados importantes e avaliar o que
está sendo feito na região de Garopaba sobre o assunto. Ao analisar o orçamento percebeu-se
que a empresa em questão faz um pequeno relato sobre a parte estrutural dizendo que não se
responsabiliza por questões fora a parte da instalação feita. O fato observado é que nas
maiorias dos casos que apresentam problemas, é a empresa que não oferece tal informação
para seu cliente, e o cliente que muitas vezes não se atenta a esse detalhe que pode muitas
vezes ser crucial para o bom funcionamento da instalação e por esse descaso com essa parte
que completa um todo, vem ocorrendo vários casos de patologias ou até rompimento da
estrutura por completo. Para completar o trabalho foram feitos questionamentos para pessoas
que possuem instalações e para as empresas que aplicam essas instalações. O intuito da
pesquisa era analisar como está sendo vista essa parte estrutural na hora da aplicação das
instalações, tanto da parte do contratante quanto da parte do contratado. Assim com a
pesquisa feita pode se observar com está sendo tratada essa situação na região de Garopaba-
SC.
.
Palavras-chave: Garopaba. Instalação fotovoltaica. Cálculo Estrutural.
ABSTRACT
The present work addresses cases of pathologies in roof support structures due to overloads
caused by the installation of photovoltaic plates. It was addressed in the research some cases
that the structure collapsed due to overload, this is all caused by the neglect of companies that
make these facilities and do not care about the structural part and do not pass this knowledge
to their customers. A budget of an average photovoltaic installation was studied to obtain
some important data and to evaluate what is being done in the Garopaba region on the subject.
When analyzing the budget it was noticed that the company in question makes a small report
on the structural part saying that it is not responsible for issues outside the installation part
made. The fact is that in most cases that have problems, it is the company that does not
provide such information to its customer, and the customer who often does not pay attention
to this detail that can often be crucial for the proper functioning of the facility and Due to this
neglect with such a part of the whole, there have been several cases of pathologies or even
complete disruption of the structure. To complete the work a questionnaire was made for
people who own facilities and for companies that apply these facilities. The purpose of the
research was to analyze how this structural part is being seen at the time of application of the
facilities, both by the contractor and the contractor. Thus with the research done it can be
observed how this situation is being treated in the region of Garopaba- SC.
Keywords: Garopaba. Photovoltaic installation. Structural Calculation
.
FIGURAS
Figura 1 - Instalação Fotovoltaica ............................................................................................ 18
Figura 2 - Componentes de uma Instalação Fotovoltaica......................................................... 21
Figura 3 - Apoio de Painéis Solares para Telhados Inclinados ................................................ 22
Figura 4 - Detalhamento de Telhado Convencional ................................................................. 24
Figura 5 - Colapso do telhado................................................................................................... 25
Figura 6 - Eternit telhas fotovoltaicas....................................................................................... 26
Figura 7 – Imagem ilustrativa de vidros com fotovoltaica ....................................................... 27
Figura 8 - Organograma da empresa ........................................................................................ 30
Figura 9 - Imagem de Satélite da pousada do Boto .................................................................. 32
Figura 10 - Imagem da faixada frontal da pousada do Boto .................................................... 32
QUADROS
Quadro 1 – Entrevistas com contratantes de instalações fotovoltaicas .................................... 40
Quadro 2 – Entrevistas com empresas instaladoras ................................................................. 41
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................. 11
1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 12
1.2 PROBLEMA .................................................................................................................... 12
1.3 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 13
1.3.1 Objetivos Específicos................................................................................................... 13
1.4 LIMITAÇÕES DO TRABALHO .................................................................................... 13
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO .................................................................................... 14
2 METODOLOGIA ............................................................................................................. 15
3 REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................... 18
3.1 ENERGIA FOTOVOLTÁICA ........................................................................................ 18
3.2 ENERGIA FOTOVOLTÁICA NO BRASIL .................................................................. 19
3.3 PROJETOS DE ENERGIA FOTOVOLTÁICA ............................................................. 20
3.4 COMPONENTES DE UM PROJETO DE ENERGIA FOTOVOLTÁICA ................... 20
3.5 ESTRUTURAS DE APOIO PARA OS PAINÉIS SOLARES ....................................... 22
3.6 ESTRUTURAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ................................................................. 23
3.7 PROBLEMAS NOS TELHADOS DEVIDO A INSTALAÇÃO DAS PLACAS
GERADORAS .......................................................................................................................... 24
3.8 INOVAÇÕES NA GERAÇÃO FOTOVOLTÁICA ....................................................... 26
4 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO .......................................................................... 29
4.1 PERFIL DA EMPRESA .................................................................................................. 29
4.1.1 Dados da empresa........................................................................................................ 30
4.1.2 Localização da empresa .............................................................................................. 31
4.2 ÁREA DE ESTUDO - OBRA ......................................................................................... 33
4.3 ANÁLISE DO ORÇAMENTO ....................................................................................... 33
4.4 DESCRIÇÃO DA REFORMA ........................................................................................ 34
4.5 O PROJETO DOS TELHADOS E LAJES ..................................................................... 34
4.6 O PROJETO DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTÁICAS ............................................. 35
4.6.1 PLACAS GERADORAS ............................................................................................ 35
4.6.2 ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO .................................................................................. 37
4.6.3 BATERIAS .................................................................................................................. 37
4.6.4 OUTROS EQUIPAMENTOS .................................................................................... 38
4.7 PESQUISA ...................................................................................................................... 38
4.8 CONCLUSÃO DO ESTUDO DE CASO ........................................................................ 42
5 CONCLUSÃO ................................................................................................................... 43
5.1 SUGESTÕES DE NOVOS TRABALHOS ..................................................................... 44
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 45
APÊNDICE A – DECLARAÇÃO DE PERMISSÃO DE USO .......................................... 49
11
1 INTRODUÇÃO
A energia fotovoltaica teve seu grande início em 1839 com o renomado físico
francês, Alexandre Edmond Becquerel, desde então outros cientistas vem estudando e
aperfeiçoando essa “descoberta”. No entanto a tecnologia teve seu grande impulsionamento a
partir dos anos 2000, com a necessidade da implantação de uma energia auto renovável. (IST,
2019)
Como a principal fonte de energia no mundo é um recurso não renovável
(petróleo), atualmente os cientistas estão buscando a melhor maneira de substituí-lo.
Historicamente a evolução da engenharia civil teve basicamente uma série de
sucessos, sendo uma área que basicamente só cresce a cada dia que passa desde seus
primórdios. Mas nem tudo na história da construção ocorreu dentro dos conformes, um
exemplo histórico é a torre de pisa na Itália, que foi construída em solo inapropriado e
apresenta uma inclinação em relação a sua base, hoje em dia é um dos principais pontos
turísticos do país. (CBIC, 2019)
A indústria da construção civil brasileira no século vem tendo um crescimento
exponencial, com isso muitos pequenos e grandes investidores vem olhando com “bons
olhos” o mercado, que a cada dia tem alguma inovação a fim de melhorias tecnológicas, para
que as obras sejam cada vez mais rápidas, limpas, organizadas, eficientes, confortável e
segura para os usuários da mesma.
A CBIC (2019) demonstra que no Brasil o setor tem uma grande relevância pra a
economia em geral, abrigando cerca de 12,5 milhões de empregos (aproximadamente 6,5% da
população brasileira) e movimenta cerda de 6,2% do PIB nacional. Segundo o G1 (15/01/18)
o setor movimenta cerca de R$1,1 trilhão por ano e cerca de 25% de todo capital investido na
área volta para o governo como imposto. Sendo assim, a construção civil é de suma
importância para a economia e atrai bons incentivos do governo federal, estadual e de
diversos tipos de investidores.
Para Parisotto (2018) um dos objetivos da construção civil atualmente é a
sustentabilidade das edificações. Buscando atingir este objetivo procura-se obter uma
eficiência energética através de sistemas de energia fotovoltaicas que tem uma grande
importância para otimizar a sustentabilidade de uma edificação. Somado a isto os painéis
solares surgem como mais uma opção para a alimentação energética brasileira, estima-se que
em 2030, 10% da energia gerada no Brasil seja proveniente do Sol. (EJECIV, 2018)
12
Tendo em vista que a construção civil brasileira é uma área que atualmente cresce
muito, buscou-se conciliar as duas coisas para obter um melhor desempenho tanto na área da
construção quando na de energia.
Porém muitas empresas atuantes no Brasil não estão tomando os devidos cuidados
na hora do planejamento, projeto e orçamento, quanto na execução dos mesmos. Uma
preocupação atual nesta área é sobre as estruturas que suportam as placas, que são comumente
usadas nos dias de hoje, para que não prejudiquem a estrutura existente e não ofereçam
nenhum tipo de perigo aos usuários no prédio.
O estudo será realizado em obras em andamento e prontas na cidade de Garopaba-
SC, com base nas principais instalações de energia fotovoltaica no Brasil.
Um dos estudos do trabalho foi feito com base em um orçamento de energia solar
para a pousada do Boto em Garopaba, que fica localizada na praia da ferrugem, com o destino
de suprir todas as necessidades energéticas da mesma. Tendo o retorno do investimento
previsto para quatro ou cinco anos.
Garopaba é uma cidade turística que tem um setor da construção muito aquecido,
pois muitos investidores vindos principalmente do Rio Grande do Sul demonstram interesse
em morar em Garopaba por conta de suas belezas naturais.
1.1 JUSTIFICATIVA
De acordo com diversas notícias publicadas, tem ocorrido uma serie de patologias
em estruturas de telhados após a instalação de Sistemas Fotovoltaicos em construções. Um
dos motivos possíveis para este problema, pode ser por conta da sobrecarga de placas
geradoras, que são instaladas sem nenhum estudo prévio da estrutura que irá suportar essa
sobrecarga.
1.2 PROBLEMA
A instalação de sistemas fotovoltaicos tem se expandido de forma exponencial no
Brasil e em diversos países. O projeto de instalação destes sistemas tem sido considerado
muito simples e de fácil projeto. Assim, diversos cuidados não têm sido tomados, dentre estes
13
um dos principais é a análise das condições estruturais dos locais onde os sistemas
fotovoltaicos estão sendo instalados. Muitos problemas já têm sido constatados.
Assim o problema de estudo será: As estruturas e locais onde estão sendo
instalados os Sistemas Fotovoltaicos estão sendo analisadas de forma adequada, para verificar
se as mesmas estão preparadas para esta instalação?
1.3 OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho de conclusão de curso é:
Analisar os processos de projeto e instalação de Sistemas Fotovoltaicos em
teclados, sob a visão da engenharia civil.
1.3.1 Objetivos Específicos
• Analisar como estão sendo empregadas as instalações de energia fotovoltaica.
• Estudar os procedimentos que podem ser introduzidos para que essas
instalações sejam feitas de uma maneira segura em relação a parte estrutural.
• Estudar os processos de projeto e instalação de Sistemas Fotovoltaicos;
• Descrever os modelos de Sistemas Fotovoltaicos;
• Propor, se necessário, melhorias.
1.4 LIMITAÇÕES DO TRABALHO
Por ter sido realizado numa organização específica, esse estudo de caso diz
respeito à realidade enfrentada por essa organização, assim os métodos e técnicas em estudo,
novas aplicações, bem como, generalizações merecem um maior aprofundamento para serem
aplicados em outras organizações.
Outra dificuldade está relacionada à compatibilização da terminologia acadêmica
com as práticas da indústria, o que exigiu do autor um esforço para interpretação das
informações recebidas.
14
Também deve ser considerado o envolvimento pessoal do autor nos processos de
implantação destes métodos, fator este que sempre terá influência mesmo com todos os
cuidados tomados em buscar uma postura o mais isenta possível na análise e apresentação dos
fatos.
A expansão deste estudo para os demais processos poderá ser realizada em fases
posteriores a conclusão desde Trabalho de Conclusão de Curso.
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho de conclusão de curso foi dividido de forma a facilitar o
entendimento do tema proposto, como segue:
• Capítulo I – introdução e justificativa, problema, objetivos geral e específicos,
limitações da pesquisa; estrutura do TCC.
• Capítulo II – Metodologia.
• Capítulo III – Fundamentação Teórica.
• Capítulo IV – Perfil da empresa, Apresentação e Discussão dos Resultados.
• Conclusão - Conclusões e Recomendações para trabalhos Futuros.
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2 METODOLOGIA
Este trabalho de conclusão de curso é uma pesquisa aplicada, com abordagem
qualitativa, sendo que, em relação ao objetivo ela é explicativa, utilizando-se de
procedimentos documentais e de estudo de caso. As técnicas utilizadas para coleta e análise
de dados foram a Análise documental.
De acordo com Lakatos e Marconi (2010, p.65),
Método é o conjunto das atividades sistemáticas e racionais que, com maior
segurança e economia, permite alcançar o objetivo, conhecimentos válidos e
verdadeiros, traçando o caminho a ser seguido, detectando erros e auxiliando as
decisões do cientista.
Portanto, o embasamento teórico e metodológico existe para dar sustentação ao
trabalho científico.
Esse estudo de caso está buscando analisar os processos de projeto e instalação de
Sistemas Fotovoltaicos em teclados, sob a visão da engenharia civil, o que permite que seus
diversos aspectos estudados possam ser muito úteis para futuros situações em diferentes
instalações semelhantes.
Para a utilização desse método deve se levar em consideração a compreensão de
todos envolvidos no assunto e investigar todos os dados que estão relacionados ao caso.
De acordo com que diz Campomar (1991):
O estudo intensivo de um caso permite a descoberta de relações que não seriam
encontradas de outra forma, sendo as análises e inferências em estudo de casos feitas
por analogia de situações, respondendo principalmente às questões por quê? E
como?
A pesquisa é caracterizada a um método intensivo, quando isso acontece podem
ser descobertos coisas que de outro jeito não apareciam. Um dos principais intuitos do estudo
de caso são a explicação dos fatos ocorridos em um contexto social, relacionadas com
variações sistemáticas, quando ocorre esse tipo de fato deve-se apresentar estudos através de
tabelas, quadros ou gráficos com uma análise que os caracterizam. (FACHIN 2006).
De acordo com Gil (2008, p.54) estudo de caso “Consiste no estudo profundo e
exaustivo de um ou poucos objetos, de maneira que permita seu amplo e detalhado
conhecimento, tarefa praticamente impossível mediante outros delineamentos já
considerados”.
Godoy (1995) diz que o estudo de caso consiste em analisar profundamente um
tipo de pesquisa cujo objetivo é descrever uma área em uma situação particular. Pesquisas
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feitas nas instituições para responder o motivo de ocorrerem as mais determinadas situações.
Os dados de um estudo de caso são coletados pelo interessado por uma fonte primaria ou
secundaria da própria analise do problema ou em entrevistas, os dados devem ser coletados
em pesquisas qualitativas, o que não quer dizer que não possa usar a pesquisa quantitativa, vai
depender muito da situação em que vai ser aplicado.
Segundo Triviños (1995), ao desenvolver um procedimento metodológico de
estudo de caso, os acontecimentos são corretos para a área que se está estudando. De acordo
que o resultado do estudo também é importante para outras situações, com medidas
aprofundadas em uma realidade cujo resultado admite-se encaminhar hipótese e soluções em
outras pesquisas com situações similares.
Quando alguém determina por um estudo de caso não se devem generalizar os
resultados encontrados, não se pode tomar nenhuma conclusão que ultrapasse a situação
estudada, por tanto esse método de pesquisa tem uma contribuição limitada para o avanço do
conhecimento. (BERTUCCI, 2009)
Além do estudo de caso foi, também, desenvolvida um estudo bibliográfico que
segundo Marconi; Lakatos (2010, p.166):
toda a literatura já tornada pública em relação ao tema pesquisado, desde
publicações avulsas, boletins, jornais, periódicos, livros, bases de dados etc. Sua
finalidade é colocar o pesquisador em contato direto com tudo o que foi escrito, dito
ou filmado sobre determinado assunto.
Quanto a abordagem do problema, utilizou-se o estudo bibliográfico que segundo
Lakatos e Marconi (2010, p.166), estrutura-se a partir de:
Fontes secundárias que abrange toda bibliografia já tornada pública em relação ao
tema de estudo, desde publicações avulsas, boletins, jornais, revistas, livros, teses
etc. Sua finalidade é colocar o pesquisador em contato direto com tudo o que foi
escrito sobre determinado tema.
De acordo com Gil (2010, p.29), estudo bibliográfico está presente em todas as
pesquisas acadêmicas que são feitas para dar fundamentação teórica ao trabalho. Segundo o
autor, o estudo bibliográfico é elaborado com base em material já publicado.
Tradicionalmente, esta modalidade de pesquisa inclui material impresso, como
livros, revistas, jornais, teses, dissertações e anis de congressos científicos. Todavia,
em virtude da disseminação de novos formatos de informação, estas pesquisas
passaram a incluir outros tios de fontes, como discos, fitas magnéticas, CDs, bem
como material disponibilizado pela internet.
17
Essa classificação de estudo permite que os pesquisadores desenvolvam novas
hipóteses com base nos dados e materiais já publicados. Barros, et al, (2007, p.85), afirma que
essa classificação de pesquisa gera:
a construção de trabalhos inéditos daqueles que pretendem rever, reanalisar,
interpretar e criticar considerações teóricas, paradigmas e mesmo criar novas
proposições de explicação e compreensão dos fenômenos das mais diferentes áreas
do conhecimento.
Trata-se também de um estudo Documental, que segundo Marconi; Lakatos
(2010), é fundamentada em documentos, escritos ou não, estabelecendo o que se denomina de
fontes primárias. Pode ser feita no momento em que o fato ou fenômeno ocorre, ou ser feita
depois.
No desenvolvimento desse estudo, também foram utilizados documentos de
arquivos privados, que para Lakatos, et al (2010, p.157-158) são chamados de fontes
primárias. Entende-se por documento qualquer objeto capaz de comprovar algum fato ou
acontecimento (LAKATOS, et al, 2010, p.159).
Classifica-se a referida pesquisa como descritiva, pois segundo Triviños (2009),
permite ao investigador ampliar sua experiência em relação a um determinado problema.
Assim, a esta etapa de uma proposta de implementação de um sistema de gestão de pessoas, a
referida pesquisa enquadra-se como descritiva por apresentar:
A descrição das características de determinada população ou fenômeno ou, até
mesmo, o estabelecimento de relação entre as variáveis, bem como, a utilização de
técnicas padronizadas de coleta de dados, dentre elas, a aplicação de questionários e
a observação sistemática. (GIL, 2010, p. 42)
Utilizou-se para tanto, a pesquisa descritiva que de acordo com Gil (2010) “tem
como objetivo primordial a descrição de determinadas características de determinada
população ou fenômeno ou o estabelecimento de relações entre as variáveis”.
Trata-se também de uma pesquisa aplicada, que tem como objetivo dar origem a
conhecimentos e contextualizá-los com a realidade da empresa, de forma a ajudar na solução
de problemas específicos, neste estudo a necessidade de um sistema de gestão de pessoas na
referida empresa. Feita a identificação dessa necessidade, a referida pesquisa é de cunho
empírico e enquadra-se como descritiva.
18
3 REFERENCIAL TEÓRICO
Um forte embasamento teórico é importante para que o estudo tenha
credibilidade. Assim buscou-se conceitos e opiniões de diferentes autores, que possam
subsidiar os estudos, e as conclusões que forma apresentadas.
Nesse Capítulo estes autores e suas contribuições e principais conceitos são
apresentados.
3.1 ENERGIA FOTOVOLTÁICA
A energia fotovoltaica é resultado de uma transformação da luz solar em energia
elétrica, por meio de placas geradoras que absorvem a radiação da luz solar e fazem essa
conversão por meio da célula fotovoltaica. (FONTES, 2018)
Continua o autor explicando que um dos principais equipamentos que compõe
essas placas é chamado de modulo fotovoltaico, que abriga muitas “células solares” que são
as responsáveis pela transformação direta da luz em energia elétrica. Essas células são feitas
de materiais semicondutores e são divididos em duas camadas, uma positiva e outra negativa,
gerando assim um circuito elétrico. As placas geradoras são compostas por esses módulos
fotovoltaicos, quanto mais módulos ela tiver maior será a sua capacidade de transformação de
energia. Como pode-se ver na figura 1.
Figura 1 - Instalação Fotovoltaica
Fonte: Deivid Oliveira (2017)
19
A produção da energia origina-se da movimentação de elétrons em um circuito
elétrico ali conectado, que produção de energia elétrica em corrente continua (CC), todavia, as
residências e os sistemas que energia que utilizamos são de correntes alternadas (CA), sendo
assim nesses sistemas tem que ter em sua composição um inversor para transformar as
correntes em CA.
Concluindo, Fontes (2018) explica que o inversor é considerado o cérebro do
sistema, mas tem algumas outras funções além de converter o tipo de corrente, eles servem
como protetores contra falhas elétricas e geram estatísticas do sistema, porém sua função
principal após a conversão é a troca de energias, a gerada pelas placas com a elétrica das
residências.
3.2 ENERGIA FOTOVOLTÁICA NO BRASIL
Explica Costa (2019) que no Brasil a geração de energia solar ainda está no início
da sua expansão e desenvolvimento, já possuem mais de 20 mil instalações de placas
geradoras em todo o país, com a subida nas tarifas de energia elétrica brasileiras em 2015 e
com alguns incentivos para a geração distribuída como a redução dos valores de instalação de
placas geradoras o país caminha para uma era da geração solar.
Apesar do aumento significativo de instalações de sistemas solares no Brasil, a
representatividade do sistema é muito pequena se comparada com a energia gerada por usinas
hidrelétricas, onde o país tem seu maior produtor de energia, com a principal usina a de
ITAIPU localizada no estado do Paraná. (COSTA, 2019)
Kafruni (2018) alerta que hoje é discutida no Brasil uma reforma no sistema de
produção de energia solar, sobre a parte que é comercializada com a concessionária. Tendo
que as próprias concessionarias querem o reajuste dos coeficientes dessa injeção de energia na
rede e a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar) quer exatamente o
oposto, para buscar mais incentivos para as instalações continuarem a ter o crescimento
desejado, com essa diferença de propostas a agencia nacional de energia elétrica (ANEEL)
promete resolver o problema ainda este ano.
O diretor-geral do órgão regulador, André Pepitone, diz que é função da Aneel
conciliar os interesses antagônicos. “A inovação está transformando a relação do consumidor
com o setor elétrico. Nos próximos cinco anos, teremos mais mudanças do que as que
ocorreram nos últimos 50”, afirma. O desafio, portanto, é fazer a regulação acompanhar a
20
velocidade das transformações. “São 130 novos sistemas de geração distribuída por dia, mas
dentro de um universo de 82 milhões de consumidores conectados às distribuidoras do país,
os 60 mil que recebem créditos são uma gota no oceano”, pondera. (KAFRUNI, 2018)
3.3 PROJETOS DE ENERGIA FOTOVOLTÁICA
De acordo com Souza (2017) normalmente os usuários das residências que tem
interesse em obter o sistema de energia fotovoltaica não tem conhecimento sobre os custos
que o produto retornaria e o quanto seria investido, o fato é que todos desejam o produto pelo
fato de ter uma farta economia em sua conta de energia e o mesmo se pagar dentre 3 a 7 anos
e principalmente com uma baixo custo de manutenção que o equipamento necessita.
Ainda segundo o autor supracitado, um projeto de instalação de energia
fotovoltaica leva em consideração alguns itens, como a energia que a residência consome, a
dimensão da residência, a quantidade de placas que fisicamente poderão ser colocadas, a mão
de obra e alguma reforma sobre a estrutura que suporta a carga geradas pelas placas
geradoras, algumas empresas oferecem esses reparos, outras não incluem essa item em seus
orçamentos.
O maior custo de todo o orçamento está relacionado com os painéis solares, que
tem um alto custo por conta de sua tecnologia, porem outros fatores ainda pesam para o preço
final das instalações como o transporte, armazenamento e “desembaraço burocrático”.
Concluindo, Souza (2017) afirma que hoje existe alguns argumentos que para ser
confeccionado um projeto de instalação fotovoltaica necessita de pelo menos um engenheiro
elétrico e um engenheiro civil, devido a alguns incidentes ocorridos pela parte estrutural das
residências. Porém tendo em vista que não são projetos complexos, um projeto serve de base
para o outro, mas devem ser analisados separadamente devido a chance de encontrar cenários
distintos.
3.4 COMPONENTES DE UM PROJETO DE ENERGIA FOTOVOLTÁICA
Para a NEOSOLAR (2019) um projeto deve ter os seguintes componentes,
apresentados na figura 2:
21
1. Placas geradoras: Equipamento responsável pela transformação da luz do
sol em energia, através de células fotovoltaicas;
2. Inversores: Equipamento responsável pela transformação energia gerado
pelo sistema que é em corrente contínua para a recebida e usada na
residência que é corrente alternada e outras funções como proteção do
sistema;
3. Baterias: servem como o pulmão do sistema, conservam energia elétrica;
4. Controladores de carga: São as “válvulas” do sistema, tem a função de
evitar sobrecargas ou descargas nas baterias;
Figura 2 - Componentes de uma Instalação Fotovoltaica
Fonte: NeoSolar (2019)
Essas placas apresentam um valor unitário de peso de aproximadamente 20kg,
sendo assim, em um projeto de pequeno a médio porte que pode ter por volta de trinta painéis
solares, a carga total poderá chegar a 600kg de sobrecarga não calculada em projeto, que por
fim esse tipo de descuido na hora da elaboração desses tipos de instalações, poderá ser
prejudicial para a estrutura como um todo, sendo ela de telhado convencional ou até menos
em terraços.
O projetista tendo em vista o avanço da produção de energia própria no Brasil, já
deve deixar uma margem de segurança prevendo esse tipo de instalação futura, que cada dia
vem sendo mais popular em todas as regiões do país, para evitar acidentes provenientes desses
excessos de cargas. O que não isenta o proprietário e a empresa contratada de fazerem todas
as verificações de segurança na hora de fazer um projeto de energia fotovoltaica desse porte.
22
3.5 ESTRUTURAS DE APOIO PARA OS PAINÉIS SOLARES
Nas palavras de Flandoli (2018) essas estruturas representem um valor pequeno
para o conjunto da instalação, apesar de ter um papel fundamental para projeto. O objetivo
desse equipamento é de promover segurança para o as placas geradoras, garantir a robustez da
fixação mecânica e maximizar a geração de energia conforme a inclinação.
Ainda para Flandoli (2018), para a instalação em telhados planos o sistema tem
seu melhor desempenho, pois facilita a locomoção do instalador e o posicionamento das
placas de forma para maximizar o aproveitamento da geração de energia. A desvantagem é
que pode ocorrer o acúmulo de água e todas as consequências desse problema e para isso deve
ser feito todos as saídas de águas e a inclinação correta para essa estrutura. Essas estruturas
são metálicas e feitas normalmente com alumínio, o que facilita para a relação do ângulo com
o plano horizontal. Um exemplo é apresentado na figura 3.
Figura 3 - Apoio de Painéis Solares para Telhados Inclinados
Fonte: Flandoli (2018)
23
Já no caso de telhados inclinados, a estrutura de fixação deve obedecer a
inclinação física já introduzida pelo telhado, o que pode ser uma desvantagem em relação ao
telhado plano, pelo fato de não aproveitar totalmente a luz solar no decorrer do dia. Essa
estrutura é feita com suporte para trilhos do tipo Z, fixados nos caibros.
O principal problema para a estrutura que suportará essa sobre carga, não é o peso
das placas em si, mas sim a carga da incidência dos ventos sobre os painéis que amplia essa
sobrecarga, o que pede a atenção de um profissional capacitado na área para a análise dessa
estrutura, e ainda para estruturas metálicas deve-se tomar o cuidado para o combate a corrosão
do material, afim de evitar patologias. (FLANDOLI, 2018)
3.6 ESTRUTURAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Na concepção de Pereira (2018) o telhado na construção civil é a última parte da
estrutura, tendo como função a proteção do interior de qualquer edificação, de raios solares,
chuva, animais, temperatura e etc, essas estruturas devem ter os seguintes quesitos:
1. Ser impermeável;
2. Resistente;
3. Leve;
4. Ter durabilidade; e
5. Ser de fácil manutenção.
O autor acrescenta que um telhado convencional de madeira tem vários elementos
que juntos dão todos esses quesitos necessários para um bom funcionamento, entre eles temos
os apoios, beiral, telhas, cumieiras, caibro, terça e outros, como visto na figura 4. Eles podem
ser divididos em vários tipos, de uma água onde só há caimento para uma direção, de duas
águas quando divide a casa no meio e temos caimento para os dois lados e, ainda, podemos ter
3,4,5 águas dependendo da disposição da estrutura e das dimensões das edificações.
24
Figura 4 - Detalhamento de Telhado Convencional
Fonte: Pereira (2018)
Hoje em dia alguns investidores estão aderindo a outra forma de telhado, o
chamado terraço, que é constituído por outra laje superior. As vantagens desse tipo de
estrutura é que o proprietário ganha todo esse espaço para utilização, para acesso de pessoas,
apoiar placas geradoras. As desvantagens são que esse tipo de cobertura precisa de uma boa
impermeabilização e normalmente se tornam um pouco mais caras. (PEREIRA, 2018)
Segundo Eliseu Figueiredo Neto (2019) para calcular a estrutura de um telhado
primeiro tem que ter o conhecimento do peso das telhas e quantas unidades serão necessárias
para total cobertura da edificação, após isso deve-se calcular a inclinação, peso da estrutura e
coberta e ação do vento. Ou seja, um telhado que não foi projetado para receber uma
sobrecarga devido a algum tipo de instalação deve ter suas adequações feitas antes de receber
qualquer equipamento no local, uma vez que a estrutura é calculada para suportar apenas o
peso próprio, ação de ventos e uma carga acidental, a incidência de uma alteração nessa carga
pode ocorrer uma patologia na estrutura e até mesmo vir a colapso.
3.7 PROBLEMAS NOS TELHADOS DEVIDO A INSTALAÇÃO DAS PLACAS
GERADORAS
Algumas empresas de instalação de placas geradoras não estão tomando os
devidos cuidados sobre a estrutura no local.
25
Tendo vista que o projeto das estruturas, lajes e telhados, levam em consideração
uma margem de segurança sobre o valor do peso próprio, quando colocado a sobrecarga
gerada pela estrutura dos equipamentos para geração e armazenagem da energia fotovoltaica,
essa margem de segurança perde sua validade e qualquer ação adversa de maior intensidade
pode gerar consequências para a edificação.
Segundo Villalva (2019):
Sempre que cai um telhado com um sistema fotovoltaico, antes de colocar a culpa no
vento cabe uma pergunta: foi feita a análise estrutural do prédio e da cobertura antes
da instalação do sistema fotovoltaico? Somando placas e estruturas de fixação, tem-
se tipicamente uma sobrecarga de até 15 kgf/m2 no telhado. Não é pouca coisa.
A figura 5 apresenta o telhado de uma construção, onde ocorreram problemas
após a instalação de equipamentos para geração fotovoltaica.
Figura 5 - Colapso do telhado
Fonte: Villalva (2019)
Além disso, Souza (2017) contempla que existem outros problemas gerados por
empresas duvidosas, que oferecem um preço não condizente com o de mercado. Um deles é a
qualidade dos equipamento implantados na instalação, que muitas vezes não oferece termos
de garantia, outro problema é a mão de obra não especializada, o que muitas vezes se torna o
26
maior problema nessa situação, completando um material barato e de baixa qualidade, uma
instalação mal feita e cheia de perigo a edificação e a todos os usuários da mesma.
O autor complementa que nessas situações normalmente ocorrem falhas
mecânicas e para a solução dos problemas as empresas respeitadas na área dificilmente
aceitam se envolver tecnicamente com algo perigoso, somente aceitará o serviço se for refeita
a instalação, o que acarretará um custo dobrado para o proprietário.
3.8 INOVAÇÕES NA GERAÇÃO FOTOVOLTÁICA
Algumas empresas vêm se desenvolvendo inovações no ramo de energia
individualizada, como por exemplo, a Eternit, que está lançando as novas telhas fotovoltaicas,
que são feitas de fibrocimento e podem levar vários tipos de cores e acabamentos. A novidade
promete ser muito eficaz e se tornar mais barata que a solução atual que está no mercado, em
consequência evitar muitos tipos de problemas atuais com a sobre carga em telhados
ocasionadas pelo peso das placas solares. (CANAL ENERGIA, 2019)
Figura 6 - Eternit telhas fotovoltaicas
Fonte: Eternit (2019)
De acordo com a reportagem apresentada no Canalenergia (2019), empresa Eternit
cada telha produz 9,16 watts e tem dimensão de 365 x 475 mm. Sendo a capacidade de
produção média mensal de uma única telha de 1,15 kW/h por mês. Segundo avaliação da
empresa, a estimativa é que essa tecnologia seja vantajosa para o consumidor pois permite
27
entre 10% e 20% de economia no valor total da compra e da instalação das telhas
fotovoltaicas, em relação aos painéis solares montados em cima de telhados comuns. Desta
forma o retorno sobre o investimento previsto ocorre no período de 3 (três) a 5 (cinco) anos,
dependendo do sistema.
Um ponto muito importante é que uma residência pequena irá necessitar, em torno
de, 100 a 150 telhas fotovoltaicas de concreto. Enquanto casas de médio e alto padrão, de 300
a 600 unidades ou mais. O restante do telhado poderá ser feito com telhas comuns,
complementadas com acabamentos. (CANAL ENERGIA, 2019)
Figura 7 – Imagem ilustrativa de vidros com fotovoltaica
Fonte: Ambiente energia (2016)
Em reportagem apresentada no Ambiente Energia (2016), temos outra novidade
na área, que são as tintas fotovoltaicas. Uma starup mineira chamada Sunew lançou sua
própria tinta geradora de energia chamada OPV (“Organic Photovoltaic” ou “fotovoltaica
orgânica”), os produtores afirmam que o material será de baixo custo e terá sua primeira
aplicação no prédio da TOTVS, sexta maior empresa do mundo no desenvolvimento nos
sistemas de gestão. A Startup afirma que com a energia gerada pelo produto será suficiente
28
para manter 2,5 mil computadores ligados e que os vidros com os produtos custarão cerca de
40% mais caros, porem o investimento deve ser pago em torno de 7 (sete) anos, figura 7.
Essas inovações prometem revolucionar o mercado da geração de energia
individual, com um aumento da eficácia na geração de energia, com uma redução no valor
agregado final de uma instalação, pois apesar de uma telha desse tipo custar mais caro, a
diferença de um orçamento de telhas convencionas e fotovoltaicas não cobre uma instalação
de placas geradoras, ou seja, o produto será mais acessível e principalmente a priori resolverá
o problema de sobrecarga nas estruturas. (Ambiente Energia, 2016)
29
4 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO
Nesse capítulo será feita apresentada inicialmente a empresa exemplo,
demonstrando suas principais características, e posteriormente chegando até a área de estudo,
apresentando o setor onde o estudo foi realizado.
A seguir serão apresentados os estudos e análises do exemplo de orçamento para
instalação da geração fotovoltaica a ser instalada na empresa exemplo.
As características dos projetos estruturais normalmente realizados serão descritos,
as implicações e riscos da instalação de uma geração fotovoltaica será avaliada.
Por fim, serão discutidas propostas de procedimentos a serem padronizados e o
processo prático necessário no desenvolvimento de projetos e construções que possam
suportar a instalação de geração fotovoltaica em seus telhados.
4.1 PERFIL DA EMPRESA
A empresa em estudo é uma pousada na cidade de Garopaba-SC chamada
Pousada do Boto, que fez um orçamento de instalação fotovoltaica para suprir seus gastas
com energia elétrica, porém a estrutura do telhado dela, estava em condições precárias,
necessitando de alguma reforma ou reforço.
O dono da pousada admitiu interesse em possuir os painéis solares há alguns anos,
porém com os orçamentos altos e dado o conhecimento próprio de que precisaria fazer tal
reforma no telhado optou por esperar a melhor oportunidade para fazer o investimento. O
desejo de Sadi com os painéis é devido ao alto custo da energia elétrica cobrado na região que
acaba sendo uma de suas principais despesas devido ao número de condicionadores de ar e de
chuveiros elétricos.
A Pousada do Boto é voltada para o turismo de veraneio, que faz com que seu
funcionamento seja de apenas quatro meses por ano, ficando fechada os outros meses para
manutenção e reformas feitas pelo próprio proprietário. A pousada na alta temporada conta
com apenas 7 (sete) funcionários para atender todas as necessidades básicas.
O proprietário é o Sr. Sadi Battistella, sendo que a pousada foi fundada no ano de
1997 e teve três (3) grandes extensões nos anos de 2001, 2002 e por fim em 2005. É uma
Empresa de pequeno porte, focada na área de hotelaria, voltada principalmente para o turismo
de veraneio. Os principais clientes são solteiros e na faixa de 20 a 30 anos.
30
Seus principais fornecedores são a Copal, CEASA e fornecedores locais.
Quanto a concorrência, existem inúmeras outras pousadas na localidade que
oferecem o mesmo tipo de acomodações.
Na figura 8 é apresentado o organograma da empresa objeto deste estudo.
Figura 8 - Organograma da empresa
Fonte: O autor (2019).
4.1.1 Dados da empresa
O número de funcionários é de cinco funcionárias que fazem o serviço geral de
limpeza, um funcionário para a manutenção da pousada, dois recepcionistas que garantem a
recepção dos clientes, dois guardas no período da noite que mantém a segurança dos clientes.
A empresa possui uma filial com o nome Pousada Boto Mar à cerca da matriz aonde ocorre
maior seletividade do público, casais e famílias se encontram na filial. Enquanto o público
mais jovem e que busca curtição se encontra na Pousada do Boto. As duas pousadas recebem
públicos de várias regiões do Brasil, mas também recebem um público internacional que vem
da Argentina, Uruguai, Paraguai e Chile.
Na Administração Geral do empreendimento, as decisões são feitas diretamente
pelo proprietário, ele comanda a parte administrativa e coordena o trabalho dos funcionários.
31
As principais decisões da empresa são tomadas perante o retorno dos funcionários e clientes,
se estão satisfeitos com o trabalho e serviços prestados respectivamente.
O setor de RH fica na responsabilidade do administrador, as contratações são
feitas através de anúncios via jornais. Desse modo, ocorre uma entrevista com o interessado e
verificação se está qualificado ao serviço. Normalmente as funcionárias vem de Porto Alegre-
RS é oferecido moradia acerca de onde irão trabalhar, é oferecido também vale alimentação,
cesta básica, e o valor da passagem de ida e de volta é pago pelo empregador assim que
termina a temporada. As carteiras são assinadas com um termo de dias exatos que serão
trabalhados.
As informações contábeis são adquiridas através de um contador, desta forma são
alocadas em investimentos de curto e longo prazo. Uma das maiores fontes de renda em
Garopaba, são os aluguéis residências. E além de três pousadas, o gerente faz investimentos
mensais em compra de casas ou terrenos. Desta forma com um ativo circulante significativo,
as casas são alugadas anualmente possibilitando uma renda fixa de inverno. E as pousadas
trazendo grande lucro na parte do verão.
A empresa contrata terceiros para a parte de marketing, divulgando a pousada
através de um site confiável. Que traz informações da pousada imagens dos quartos e as áreas
de lazer e de alimentação.
4.1.2 Localização da empresa
A empresa fica localizada na cidade de Garopaba SC, no Bairro Capão, mais
conhecido como Praia da Ferrugem-SC, onde acontece alguns eventos turísticos durante o
verão, sendo o principal deles o Carnaferrugem, que é feito no Hotel Pitaya, situado em frente
a empresa na estrada geral do capão.
A localização da empresa tem como principal interesse atrair o publico jovem do
turismo com a intenção de proporcionar a melhor localização e comodidade aos hospedes em
relação as festas feitas na Praia da Ferrugem, figura 9.
32
Figura 9 - Imagem de Satélite da pousada do Boto
Fonte: Google Maps (2019)
Na figura 10 é apresentada uma imagem da fachada da empresa estudada.
Figura 10 - Imagem da faixada frontal da pousada do Boto
.
Autor: Sadi Battistella (2019)
33
4.2 ÁREA DE ESTUDO - OBRA
Neste ano o proprietário fez um estudo para fazer uma instalação fotovoltaica na
pousada a fim de ter um melhor aproveitamento no consumo de energia elétrica que é
elevada, tendo em vista que a situação da estrutura do telhado dos blocos é precária foi feita
uma pequena obra de substituição de estrutura (em madeira), foi usado madeira pinus tratado
e em alguns locais foi aumentado a seção das ripas e vigas principais que suportavam a carga
devido ao interesse de instalar as placas geradoras.
Após feita uma visita do dia 18/09/2019 o proprietário revelou também ter feito
uma manutenção em relação a algumas telhas que estavam quebradas ou em estado precário.
Ele ainda afirmou que pretende fazer algumas melhorias na estrutura de toda a pousada para o
melhor funcionamento e segurança para seus hospedes.
A pousada possui o total de 1.575,29m² de área construída sendo em torno de
800m² área útil de telhado, dando a possibilidade de fazer uma grande instalação fotovoltaica.
Abrindo também uma possibilidade de fazer essa instalação com telhas fotovoltaicas.
4.3 ANÁLISE DO ORÇAMENTO
O orçamento foi realizado por uma empresa chamada Oliveira energia solar que já
está a 27 anos no mercado de energia de Garopaba. A empresa foi fundada em 1992 quando o
proprietário Joaquim Rogério de Oliveira se formou técnico em eletrônica.
O orçamento apresenta algumas “vantagens” como por exemplo, rápida
instalação, valorização do imóvel, mínima manutenção, garantia de 5 anos e principalmente a
redução de até 95% do valor na conta de energia.
Após um estudo da empresa sobre as contas de energia da pousada, foram obtidas
algumas informações importantes para o projeto, como o consumo médio de energia, que foi
de 1.019Kwh/mês. Com esse consumo a empresa sugeriu a instalação de 30 painéis solares de
330W que irão gerar uma capacidade de 10Kwp. No entanto o estudo revela que o consumo
de energia da pousada tem um pico considerável no mês de janeiro e fevereiro, motivado pela
alta procurada pela cidade de Garopaba nessas datas.
Os equipamentos oferecidos por esse orçamento são módulos fotovoltaicos de
300,325,335 e 340Wp, inversor, estrutura de suporte de alumínio, cabeamento solar especial
com condutores e conectores, sistema de proteção elétrica contra surto, segura contra perdas e
34
danos de transporte, projeto do sistema, diagrama unifilar, parecer de acesso junto a
concessionária local e sistema de monitoramento com acesso pelo aplicativo de celular e
navegador de internet.
Além de oferecer garantia dos módulos de 10 anos, dos inversores de 5 anos e da
instalação de 12 meses.
O principal motivo para o orçamento ser de grande porte e com possibilidade de
extensão é o fato de o proprietário estar instalando cerca de 40 condicionadores de ar, que até
então a pousada não possuía. O proprietário vendo a exigência de seus clientes e a atualização
do cenário atual, se viu em necessidade de implantar tais equipamentos e a principal solução
para resolver o aumento considerável na conta de luz, foi a instalação de placas fotovoltaicas.
4.4 DESCRIÇÃO DA REFORMA
Foram feitas algumas reformas na pousada para a obtenção dos painéis solares,
nesse ano de 2019 o proprietário trocou toda a estrutura de madeira do telhado, colocando
madeiras novas tratadas e aumentando algumas seções de vigas e ripas para resistir a sobre
carga da instalação fotovoltaica, além de recentemente ter trocado cerca de 850 telhas que
estavam em péssimo estado.
O proprietário ainda alegou que fez uma pesquisa inicial para a colocação de
telhas fotovoltaicas, porém com a pouca informação e pelo fato de ser um produto muito
recente no mercado, ele preferiu optar pelo “seguro”, que já vem dando resultados expressivos
e está em alta na região. Outro fator que o levou a não optar pelas telhas geradoras foi a falta
de empresas qualificadas na área para tal instalação.
A intenção do proprietário junto com a empresa que forneceu o orçamento é de
avaliar a estrutura nova e chegar a uma distribuição das placas de modo que obtenha uma
melhor insolação e não cause problemas para a nova estrutura empregada na pousada, a fim
de gerar segurança para seus hospedes.
4.5 O PROJETO DOS TELHADOS E LAJES
Neste item deve-se analisar como são projetados os telhados e lajes, em sua forma
tradicional, e os cuidados necessários para a instalação das fontes de geração fotovoltaicas.
35
Os três principais tipos de cobertura na construção civil brasileira são: telhado
convencional de madeira, laje inclinada e laje plana (terraço).
Na literatura e na prática que os dados necessários para os projetos são os
seguintes, de acordo com cada forma construtiva:
• Para o telhado convencional de madeira o método de cálculo utiliza
basicamente o peso próprio do telhado (estrutura em madeira mais as
telhas), carga de vento e uma carga acidental;
• Na laje inclinada o método de cálculo é semelhante ao convencional,
levando em consideração o peso próprio da laje (normalmente maciça e as
telhas), carga de vento e uma carga acidental;
• Já para a laje plana o método de cálculo é um pouco diferente, levando em
conta também o peso próprio da laje (que pode ser maciça ou pré-
moldada), uma carga de impermeabilização, uma carga devido ao
contrapiso (varia conforme a espessura do contrapiso), umas carga dos
pisos (se o terraço tiver acesso público) e uma carga acidental.
Ou seja nenhum método de cálculo de cobertura leva em consideração uma
sobrecarga devido a placas solares fotovoltaicas, sendo assim a responsabilidade do
engenheiro responsável pelo projeto (fotovoltaico), é verificar se no projeto estrutural foi
deixada alguma margem para a instalação da mesma, caso contrário deve se prever um
reforço estrutural para suportar essa sobrecarga e dar a devida segurança estrutural necessária
para o proprietário.
4.6 O PROJETO DAS INSTALAÇÕES FOTOVOLTÁICAS
Neste item deve-se analisar como são projetadas as instalações fotovoltaicas, em
sua forma tradicional, os materiais e os cuidados necessários para a sua instalação.
4.6.1 PLACAS GERADORAS
As placas geradoras podem ser produzidas a partir de alguns materiais diferente,
sendo o principal deles o silício, que é o responsável por cerca de 80% da produção de painéis
36
solares do mundo, no entanto ainda pode-se produzir com outros tipos de materiais, como por
exemplo o telureto de cadmio.
Tipos de painéis:
• Silício monocristalino: Esse tipo de material gera uma alta eficiência para os
painéis por conta da alta pureza do silício;
Possui uma eficiência média de 15-22%;
Forma arredondada;
Tamanho padrão de 10x10, 12,5x12,5 e 15x15;
Cor: Azul escuro, cinza ou azul acinzentado;
Vantagens: alta eficiência, ocupa menos espaço físico, vida útil maior que 30
anos e tendem a funcionar melhor em condições de baixa luminosidade;
Desvantagens: alto custo de produção e grande parte do silício não pode ser
aproveitado e deverá ser reciclado.
• Silício policristalino: Esse tipo de material é de fácil produção;
Possui uma eficiência média de 14-20%;
Forma quadrada;
Tamanho padrão de 10x10, 12,5x12,5 e 15x15;
Vantagens: Exige uma quantidade menor de silício, são mais baratos e a vida
útil é maior que 30 anos:
Desvantagens: Eficiência menor e consequentemente menor produção.
• Filme fino: Pode ser feito com 4 diferentes tipos de materiais, silício amorfo,
telureto de cadmio, cobre, índio e gálio seleneto e células fotovoltaicas
orgânicas;
Eficiência média de 7-13% mas podendo chegar a 16%;
Tamanho padrão de 10x10, 12,5x12,5 e 15x15;
Vantagens: produção em massa simples, boa aparência, pode ser flexível e
resistência maior a altas temperaturas;
Desvantagens: exigem muito espaço físico, menor eficiência e vida útil
menor.
Todos os tipos de placas têm em média a mesma faixa de peso de 20kg por painel,
o que vai variar é a quantidade de placas necessárias para a demanda de um tipo para o outro,
o que pode afetar bastante na sobrecarga da estrutura.
37
4.6.2 ESTRUTURAS DE FIXAÇÃO
As estruturas de fixação podem ser feitas de alumínio anodizado, que gera uma
alta durabilidade e facilidade de instalação tanto em telhados convencionais inclinados,
quanto em lajes planas ou ate mesmo em terrenos planos.
Essas estruturas elas precisam ser aterradas para a segurança da instalação, desta
forma a PHD Solar sugere que a instalação siga os seguintes passos:
• Utilizar os clips de aterramento para “quebrar o anodizado” do Módulo
Fotovoltaico e do trilho/perfil;
• Colocar os clips de aterramento entre o trilho e os Módulos Fotovoltaico
juntamente com o “Inter Clamp” (grampo intermediário);
• Caso haja junção de perfis na linha de módulos, utilizado Jumper de
Aterramento para manter a continuidade elétrica de toda estrutura;
• Colocar o grampo de aterramento ao final de cada trilho após o “End
Clamp” (grampo terminador);
• Utilizar o grampo de aterramento para “quebrar o anodizado” do
trilho/perfil;
• Ligar o cabo verde/amarelo nos grampos de aterramento para fazer as
conexões de aterramento da instalação.
4.6.3 BATERIAS
As baterias em sistemas fotovoltaicos servem exclusivamente para armazenar a
energia produzida pelas placas durante o dia, para o uso da mesma durante a noite e em dias
nublados. Existem cinco principais tipos de baterias utilizadas em instalações solares, que são:
• Baterias estacionarias comuns: Tem a vida útil de 4 a 5 anos, a diferença
dessa bateria é que possui placas mais grossas e suporta descargas mais
profundas;
• Baterias OPzS: São baterias estacionarias ventiladas com eletrólito
líquido, sua vida útil ultrapassa os 10 anos, no entanto precisam de
38
manutenção mais constante para reposição de água e uma localização
apropriada;
• Baterias VLRA: São reguladas por válvulas, feita de chumbo acido e se
diferencia pela combinação interna de gases;
• Baterias AGM: Vida útil de mais de 10 anos, tem maior resistência a
temperaturas mais elevadas, são totalmente isentas de manutenção, maior
facilidade de carregar e maior potência de arranque comparada as outras
baterias;
• Baterias de gel: vida útil maior que 10 anos, porem esse tipo de bateria é
mais indicado para embarcações.
4.6.4 OUTROS EQUIPAMENTOS
Existem outros equipamentos importantes para a instalação em si que são de suma
importância para o funcionamento, como por exemplo, o cabeamento, inversores, sistema de
segurança, reforços estruturais que são de uso mais padronizado nas instalações.
4.7 PESQUISA
Para obter um conhecimento de “campo” foram buscadas informações com mais
uma empresa que instala geração fotovoltaica na região, além da empresa que fez o orçamento
para a instalação em estudo. Bem como, com proprietários que já instalaram as placas para
geração fotovoltaica em suas propriedades. Com isso foram feitos dois roteiros de perguntas,
um para proprietários de instalações e outro para empresas que prestam esse serviço. O intuito
é de ter uma visão dos dois lados para poder comparar e analisar se tem-se dado a devida
atenção para a parte estrutural nos projetos de instalação.
Questionário para as empresas que fazem instalações na região:
1- Quantas instalações foram feitas na região de Garopaba nos últimos 5 anos?
2- Quantas instalações foram precisas fazer algum tipo de reforço?
3- Quantas instalações foram precisas fazer uma reforma?
4- Alguma instalação apresentou algum tipo de patologia pela sobrecarga?
5- Alguma instalação chegou ao colapso?
39
6- As pessoas que procuram pelos serviços se preocupam com a estrutura que
suportará a instalação?
A empresa que fez o orçamento para a instalação em estudo respondeu que
quando procurada para fazer algum orçamento, ela faz primeiramente uma visita técnica para
estudo do local e das condições da estrutura para poder dar um parâmetro geral de o que é
preciso ser feito, se isentando da responsabilidade de reforma ou reforço se necessário.
Já a segunda empresa consultada respondeu que as pessoas que a procuram não se
preocupam com essa parte estrutural até algum alerta sobre essa preocupação. Na região de
Garopaba isso não é um fator preocupante pois normalmente são pequenas instalações e não
geram grandes sobrecargas na estrutura, acarretando poucas patologias apesar do descaso com
a parte estrutural. As respostas foram apresentadas no quadro 2.
Questionário para proprietários de instalações fotovoltaicas:
1- A quantos tempo a instalação foi feita?
2- Quantas placas geradoras possui?
3- A quantidade de placa supre a necessidade de energia consumida?
4- Foi feito algum estudo sobre a estrutura do telhado/terraço?
5- Foi preciso algum reforço/reforma para suportar a sobrecarga das placas?
6- Houve alguma patologia posterior a instalação feita?
7- Você indicaria a empresa que fez a instalação para outra pessoa?
Os resultados das perguntas formuladas aos proprietários foram apresentados no
quadro 1.
Ao observar os resultados obtidos pelas perguntas feitas com os proprietários de
instalações fotovoltaica, percebe-se que a maioria das instalações são de pequeno porte por
serem normalmente em residências ou em pequenos edifícios (em Garopaba não é permitido a
construção de edifícios com mais de dois pavimentos), o que significa que a sobrecarga que
ocorre nessas estruturas é baixa e não vem acontecendo casos sérios de patologias.
Outro fato observado foi que seis dos oito proprietários relataram que não foi feito
nenhum estudo prévio sobre a estrutura para fazer a instalação, o que gera uma certa
insegurança em um quadro geral. Apesar de que apenas uma instalação apresentou patologia
na área estrutural, um número pequeno, a julgar o tamanho das instalações e a região em que
foi feito a pesquisa, ele se torna preocupante, pois em cidades grandes o descaso com a parte
estrutural pode ser o mesmo.
40
Quadro 1 – Entrevistas com contratantes de instalações fotovoltaicas
Entrevista 1 2 3 4 5 6 7 8
A quanto tempo a
instalação foi feita?
10
anos
13
anos 11 anos 5 anos 9 anos
5
meses 3 anos 1 ano
Quantas placas
geradoras possui?
6
placas
3
placas
7 placas
5
placas 10 placas
10
placas 20 placas 8 placas
A quantidade de
placa supre a
necessidade de
energia consumida?
Não Sim
No verão supri a
necessidade, no inverno
preciso arcar com boa
parte que resta
Sim Sim Sim Sim
Quase 100%
da conta de
luz, depende
do mês
Foi feito algum
estudo sobre a
estrutura do
telhado/terraço?
Não Não
Somente para
posicionamento das
placas
Não Sim Não Sim Não
Foi preciso algum
reforço/reforma
para suportar a
sobrecarga das
placas?
Não Não Não Não
Sim, foi feita a
substituição
inteira da
estrutura do
telhado
Não Não Não
Houve alguma
patologia posterior
a instalação feita?
Não Não
Foram trocadas 2 placas
que racharam, não foi
descoberto o motivo
Não Não Não
Apareceram
algumas
fissuras após
a instalação.
Não
Você indicaria a
empresa que fez a
instalação para
outra pessoa?
Sim
Sim,
com
certeza
Sim Sim
Sim Sim Sim Sim
Fonte: O autor, 2019.
41
Quadro 2 – Entrevistas com empresas instaladoras
Entrevista Empresa 1 (concorrente) Empresa do orçamento
Quantas instalações foram feitas na
região de Garopaba nos últimos 5
anos?
Tive início recente na região de Garopaba. Muitos
orçamentos e estimativas realizadas na região, mas
somente um projeto implementado na região da
ressacada. Participação em outro projeto em Capivari
de Baixo. Outros projetos realizados na região de
Florianópolis, Porto Alegre, Gravataí, entre outros
25 projetos.
Quantas instalações foram precisas
fazer algum tipo de reforço?
Sem casos de necessidade de mudança de capacidade
de carga, em sua maioria são instalações pequenas
Nenhum, mas a engenharia da empresa fez
em todas uma pré análise das condições de
instalação do projeto, inclusive nas questões
estruturais.
Quantas instalações foram precisas
fazer uma reforma?
Somente uma instalação realizada com empresa
parceira. Exigiu a troca do telhado antigo por nova
estrutura metálica com telhado metálico trapezoidal
Até o momento nenhuma
Alguma instalação apresentou
algum tipo de patologia pela
sobrecarga?
Sem problemas por sobrecarga
Nenhuma, pois os projetos são executados
dentro das condições estudadas e com o
acompanhamento dos engenheiros
responsáveis.
Alguma instalação chegou ao
colapso?
Sem casos de colapso Não, todas as instalações atenderam às
expectativas.
As pessoas que procuram pelos
serviços se preocupam com a
estrutura que suportará a
instalação?
O cliente não tem informação sobre este ponto até
conversar com um profissional capacitado. Uma
rápida visita pode já responder a necessidade ou não
de análise aprofundada de engenharia civil
Sim. Para isso é feito uma análise previa e
visita técnica ao local da instalação. Mesmo
porque os serviços e equipamentos, além de
ter uma longa garantia, são também
executados para uma longa durabilidade e
eficácia na produção de energia, tendo em
vista que a energia solar é inesgotável.
1- Fonte: O autor, 2019.
42
4.8 CONCLUSÃO DO ESTUDO DE CASO
O resultado que se obteve sobre o estudo na área em questão é que ainda tem uma
baixa preocupação em relação a estrutura que suportará a sobrecarga ocasionada pela
instalação fotovoltaica. Com isso ainda vem ocorrendo casos de patologias e colapsos em
estruturas com esse excesso de carga sem nenhum tipo de acompanhamento estrutural.
No entanto percebe-se que algumas empresas já têm o conhecimento desses casos
de colapsos, e já vem se preocupando com essa parte e fazendo estudos relacionados para
melhor aplicação de suas instalações e evitar problemas futuros.
No caso da pousada, a instalação será ainda implantada, mas com todos os
cuidados em relação a parte estrutural, o que dá uma garantia sobre a segurança das
acomodações, pelo fato de o proprietário se atentar a esse detalhe e tomar a providência de
fazer a reforma antes da instalação das placas.
Para finalizar esse estudo, percebe-se pelo quadro 1 de resultados das perguntas
do questionário que a maioria das instalações na região de Garopaba não são de grande porte,
portanto não vem ocorrendo muito problemas significativos pelo fato da sobrecarga ser baixa.
Com tudo ainda se deve sempre fazer esse estudo independente do tamanho da instalação de
modo a proporcionar segurança a edificação.
Sugere-se propor leis e normas que regulem esta necessidade de estudo da
estrutura antes de qualquer modificação na carga aplicada nas estruturas.
43
5 CONCLUSÃO
Este trabalho foi feito para analisar e entender melhor o motivo de estar ocorrendo
alguns casos de patologias em estruturas de telhado devido a sobrecargas derivadas de placas
fotovoltaicas, que são instaladas sem nenhum estudo prévio sobre a estrutura que a suportará.
Esse assunto é de suma importância para as empresas que prestam esse tipo de
serviço começarem a atender esse ponto estrutural para evitar problemas futuros dessa
natureza e igualmente importante para os proprietários implementam essas instalações em
suas casas ou locais de trabalho, afim de garantir a segurança de sua família, amigos,
funcionários e claro a sua própria segurança.
Os resultados obtidos pelo estudo mostram que ainda tem muita displicência em
relação ao estudo estrutural na hora de contratar e de executar instalações de energia solar,
tanto da parte do contratante quanto da parte da empresa que presta o serviço, por esse fator
ainda vem ocorrendo alguns casos de desabamento de telhados por não suportar o peso
excessivo das placas e muitos casos de patologias mais simples como fissuras.
No entanto o resultado para a região de Garopaba foi considerado positivo.
Estudando um orçamento realizado para uma pousada situada na praia da ferrugem, observou-
se que o proprietário dela, tem conhecimento sobre a parte estrutural e se preparou
previamente para a obtenção da instalação, fazendo assim a reforma geral de sua estrutura do
telhado e se precavendo de possíveis incidentes.
No trabalho foi posto duas citações de autores que se contradizem, FLANDOLI
fala que o fator que causa uma sobrecarga impactante na estrutura é a carga aplicada pelo
vento nas placas, no entanto VILLALVA fala que não adianta colocar a culpa no vento se a
parte estrutural não esta sendo analisada de maneira correta e eficaz. O motivo pela qual foi
posto os dois autores que se contradizem é que a carga do vento tem uma grande importância
na sobrecarga, mas realmente mostrou-se que não esta sendo feita a analise previa da estrutura
já existente, ou seja os dois autores tem partes importantes a serem destacadas mesmo que
distintas uma da outra.
Não só da parte do contratante o resultado foi positivo, ao analisar um orçamento
feito por uma empresa da região, analisou-se que tem uma preocupação em relação a parte
estrutural, mas a empresa não se responsabiliza por essa parte, apesar de fazer alertas caso
necessário para algum reparo. Ao fazer o questionário com essa empresa observou-se que é
uma empresa que já está no mercado a algum tempo na região e conta com engenheiros para
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fazer o estudo da parte estrutural da instalação, assim oferecendo para seu cliente uma maior
segurança caso necessário algum tipo de projeto de reforço ou reforma.
Dito isso, mostrou-se que os resultados do trabalho estão dentro do previsto e
foram alcançados, visto que ainda tem muito descaso com essa parte estrutural, mas já tens
pessoas e empresas que estão cientes desses acontecimentos e começam a fazer estudos e se
preparando melhor antes de fazer qualquer modificação em sua edificação.
Servindo este trabalho como um alerta aos instaladores e proprietários.
5.1 SUGESTÕES DE NOVOS TRABALHOS
Neste trabalho não foi abordado a parte elétrica do sistema fotovoltaico, um ponto
importante a ser estudado para entender melhor o funcionamento do sistema como um todo e
analisar de forma geral que tipo de estrutura é a mais adequada para as instalações
fotovoltaicas.
Outro ponto a ser mais aprofundado são as telhas fotovoltaicas, que estão
surgindo e prometem ser um grande concorrentes com os painéis geradores, o que pode
também solucionar o problema de sobrecarga nas estruturas, visto que o peso das telhas
apesar de ser um pouco maior que telhas normais, a diferença entre elas é muito menor que o
peso de placas e o peso fica melhor distribuído em toda a estrutura do telhado.
Estudar a importância de ter um engenheiro civil responsável por essa parte em
cada empresa que fornece esse tipo de instalação.
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YIN, R. K. Estudo de Caso – Planejamento e Método. 2. ed. São Paulo: Bookman, 2001.
48
APÊNDICE
49
APÊNDICE A – Declaração de Permissão de Uso
Eu Sadi Battistella proprietário da pousada do boto, dou a permissão para o aludo
Erick dos Santos usar dados relativos a pousada para execução de seu trabalho de conclusão
de curso.
