Sistema de montaje solar en tierra de acero al carbono - Acero en forma de C curvado hacia adentro

El perfil de acero en forma de C curvado hacia adentro es un componente estructural fundamental de los sistemas de soporte fotovoltaico (FV) instalados en tierra, perteneciente a la categoría de acero de pared delgada conformado en frío. Su sección transversal tiene forma de C, con bordes curvados hacia adentro en ambos lados y nervaduras de refuerzo, por lo que también se conoce como "correa fotovoltaica en forma de C". Este producto se fabrica típicamente con chapas o flejes de acero laminado en caliente Q235B o Q345B, procesados ​​mediante una unidad de conformado continuo en frío y, posteriormente, sometidos a un tratamiento superficial de galvanizado en caliente o galvanizado de zinc-aluminio-magnesio según los requisitos de protección contra la corrosión.

Como estructura de soporte longitudinal del conjunto fotovoltaico, conecta la cimentación sobre pilotes o pilotes helicoidales con los módulos fotovoltaicos superiores, transfiriendo cargas externas como el viento y la nieve al suelo. Es un componente clave que garantiza la seguridad estructural y la estabilidad de la central eléctrica.

Componentes del producto

Ventaja

▪ Alta resistencia estructural y bajo consumo de acero:

El exclusivo diseño de sección reforzada con bordes enrollados mejora significativamente la resistencia a la flexión, la torsión y el pandeo de los componentes. En comparación con el acero en forma de C o el acero de sección abierta convencionales, permite ahorrar entre un 20 % y un 30 % de acero manteniendo la misma resistencia, lo que reduce eficazmente el coste del sistema de soporte.

▪ Excelente resistencia a la corrosión:

Las aplicaciones más comunes utilizan galvanizado en caliente (con un espesor de recubrimiento de 275 a 600 g/m²) o procesos de recubrimiento de zinc-aluminio-magnesio (ZAM) más avanzados. El recubrimiento de zinc-aluminio-magnesio ofrece resistencia a cortes autorreparables, resistencia al rayado, resistencia al amoníaco y resistencia a la corrosión por niebla salina, cumpliendo con los requisitos de vida útil de más de 25 años de las centrales fotovoltaicas.

▪ Instalación sencilla y gran adaptabilidad:

Gracias a sus conectores, tuercas de resorte y pernos específicos, se logra una conexión completamente atornillada, eliminando la necesidad de soldadura in situ. Los orificios de montaje largos (o alargados) en la parte posterior permiten un ajuste flexible de la longitud para adaptarse a terrenos irregulares y errores de instalación.

▪ Fácil transporte y apilamiento:

Los perfiles de acero se pueden apilar, ocupando un espacio mínimo; la longitud estándar de 6 metros facilita el transporte en camiones convencionales, y un corte adecuado puede reducir el procesamiento secundario en obra.

Parámetros

Escenarios aplicables

▶ Centrales eléctricas terrestres centralizadas a gran escala:

Se utilizan como correas portantes principales y arriostramientos diagonales en áreas abiertas como llanuras, praderas, desiertos y el desierto de Gobi, formando sistemas de soporte de una o dos columnas.

▶ Sistemas fotovoltaicos terrestres para uso comercial y residencial:

Se utilizan como columnas, vigas diagonales y tirantes horizontales en proyectos de tamaño pequeño a mediano instalados en el suelo, como áreas de fábricas, terrenos rurales baldíos y alrededor de invernaderos agrícolas.

▶ Cubiertas planas de hormigón (con soportes adicionales):

Se utilizan junto con cimientos de lastre como correas inclinadas o planas que soportan módulos fotovoltaicos.

▶ Sistemas híbridos acuícola-solar y sistemas híbridos agrícolas-solar:

Se utiliza como perfil portante principal cuando la altura del techo es elevada, resistiendo eficazmente las cargas de viento y la corrosión derivada de ambientes húmedos a largo plazo (requiere un recubrimiento de aluminio-magnesio galvanizado o un tratamiento anticorrosión reforzado).

▶ Terreno montañoso e inclinado:

Adaptable a pendientes de terreno de 5 a 15° ajustando la diferencia de altura entre las columnas delanteras y traseras y utilizando los orificios alargados de conexión de acero en forma de C laminado hacia adentro.

Tipo de suelo aplicable

El sistema de soporte de acero en forma de C con rodamiento hacia el interior es adecuado para casi todo tipo de suelos, ya que su carga se transfiere a través de la cimentación. Para la construcción de cimentaciones, los siguientes tipos de suelo son ideales:

• Arcilla y arcilla limosa: Alta capacidad portante, menos propensa al colapso de la perforación, apta para pilotes perforados o pilotes prefabricados.
• Arena y arena con grava: Buen drenaje, apta para pilotes helicoidales, construcción rápida y mínima alteración del terreno.
• Relleno compactado: Para cimientos artificiales o antiguos emplazamientos industriales, se pueden utilizar pilotes prefabricados o pilotes perforados con microagujeros.
• Suelos de loess y suelos rojos (no colapsables): Bastan los pilotes perforados convencionales; no se requiere ningún tratamiento especial para el soporte de acero en forma de C.

Limitaciones geológicas a considerar

Si bien los soportes de acero en forma de C no entran en contacto directo con las capas profundas del suelo, las siguientes condiciones geológicas pueden afectar la selección y el costo de la cimentación, limitando indirectamente su aplicabilidad económica:

▶ Capas de roca o suelo pedregoso:

Si a 0,5 m de profundidad aparece roca moderadamente erosionada o grava gruesa, no se pueden hincar pilotes en espiral, y la perforación e inyección de lechada se vuelven difíciles y costosas. En este caso, se deben considerar cimentaciones de contrapeso de hormigón (cimentaciones corridas o independientes), pero esto aumentará la excavación y el consumo de hormigón.

▶ Suelos blandos y suelos limosos:

Estos tienen una capacidad de carga extremadamente baja (<60 kPa) y son propensos a asentamientos. Se requieren pilotes prefabricados más largos o pilotes de inyección más profundos, lo que conlleva un aumento significativo en los costos de la cimentación sobre pilotes y puede disminuir las ventajas de los soportes de acero ligeros en forma de C.

▶ Loess colapsable:

Se produce un asentamiento adicional significativo al entrar en contacto con el agua. Es necesario aplicar medidas de impermeabilización o tratamiento de los cimientos (como una capa de cal o un prelavado); de lo contrario, el asentamiento irregular de la base de soporte doblará el acero en forma de C, provocando microfisuras en los módulos fotovoltaicos.

▶ Suelos susceptibles a las heladas (limo, arcilla limosa):

En regiones frías, las fuerzas de expansión por congelación levantarán los pilotes. La cimentación de los pilotes debe enterrarse por debajo de la línea de congelación, y se debe aumentar el margen de ajuste en la conexión entre el acero en forma de C y la parte superior del pilote.

▶ Nivel freático elevado o capas de arenas movedizas:

Durante la perforación, es probable que se produzcan derrumbes del pozo y la entrada de arenas movedizas, lo que afecta la calidad de los pilotes hormigonados in situ. Se pueden utilizar pilotes espirales de acero o pilotes prefabricados hincados, pero las juntas de conexión de acero en forma de C requieren una protección especial contra la corrosión.

Resumen

El acero con sección en C curvada hacia adentro, gracias a su alta relación resistencia-peso, excelente resistencia a la corrosión y flexibilidad de instalación, se ha convertido en el perfil estructural primario y secundario más utilizado en sistemas de soporte fotovoltaico (FV) terrestres. Su diseño de sección transversal doblada en frío y con bordes laminados logra un equilibrio entre la reducción del consumo de acero y la capacidad de carga, lo que lo hace adecuado para la mayoría de las aplicaciones, desde llanuras hasta montañas, y desde suelos comunes hasta entornos ligeramente corrosivos.

 

Recomendaciones clave para la selección: En las primeras etapas de un proyecto, la sección transversal y el espesor de pared del acero en forma de C deben determinarse mediante cálculos estructurales basados ​​en las cargas locales de viento y nieve. En segundo lugar, se debe seleccionar un recubrimiento adecuado según el nivel de corrosividad del suelo (el galvanizado en caliente suele ser adecuado para la mayoría de los emplazamientos del interior; se recomienda el recubrimiento de zinc-aluminio-magnesio para emplazamientos a menos de 5 km de la costa o en zonas industriales pesadas). Finalmente, para condiciones geológicas especiales como roca, suelo blando y loess colapsable, se requieren diseños de cimentación específicos; no es aconsejable depender únicamente de las juntas universales del acero en forma de C.

 

 

La tendencia futura apunta a la combinación de acero de alta resistencia (como el Q420 y el Q460) y recubrimientos ultrarresistentes a la corrosión (placas pre-revestidas de zinc-aluminio-magnesio), con el objetivo de reducir aún más el peso total de la estructura de soporte y el coste total del ciclo de vida, al tiempo que se mejora la capacidad de la central eléctrica para hacer frente a condiciones climáticas extremas.

 

Referencia del proyecto Solar First

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