ORIENTAÇÕES QUANTO AO SOLO E QUANTO A FUNDAÇÃO PARA IMPLANTAÇÃO DE USINA FOTOVOLTAICA DE SOLO

TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS

CONSIDERAÇÕES INICIAIS

• O tipo de solo direciona decisões importantes sobre materiais, elementos e sistemas construtivos mais adequados para uma obra. Afinal, a fundação transfere a carga de toda a obra para o terreno, portanto, saber como o solo se comporta ao receber a pressão do peso da edificação é crucial para entender o melhor dimensionamento e materiais a serem utilizados nas fundações. O trabalho de análise do solo procura entender o substrato para aplicar esse entendimento em segurança e estabilidade para os empreendimentos.

• Os tipos de solo mais comuns são os arenosos, os argilosos, os siltosos e os orgânicos, sendo que no primeiro há predominância da areia, no segundo argila, no terceiro silte e no quarto coloração escura com material orgânico (organismos vivos da natureza).

• Solo Arenoso

As principais características desse tipo de solo são:

• Consistência granulosa (grãos grossos, médios e finos);

• Alta porosidade e permeabilidade;

• Pouca umidade;

• Seca rapidamente;

• Pobre em nutrientes e água;

• Deficiência em cálcio;

• pH ácido e baixo teor de matéria orgânica;

• Presença de grandes poros (macroporos) entre os grãos de areia;

• Dificulta a sobrevivência de plantas e organismos; • Altamente suscetíveis à erosão.

• Solo Siltoso

As principais características desse tipo de solo são:

• Permeável a líquidos;
• Seca e umedece rapidamente;
• Menos resistentes à erosão;
• Forma lama com muita facilidade;
• Baixa coesão.

• Solo Argiloso

As principais características desse tipo de solo são:

• Grãos pequenos (microporos) e compactos;
• Impermeável a líquidos;
• Grande retenção de água;
• Alta impermeabilidade;
• Grande concentração de nutrientes;
• Pouca acidez;
• Propício para o cultivo e atividade agrícola;
• Mais resistentes à erosão.

• Solo Orgânico

As principais características desse tipo de solo são: • Grande retenção de água;
• Alta permeabilidade;
• Grande concentração de nutrientes;
• Propício para o cultivo e atividade agrícola;
• Baixa capacidade de compactação;
• Baixa resistência a pressão e cargas.

CONSIDERAÇÕES GERAIS

1. Realizar análise do perfil geotécnico do solo por meio de sondagem, preferencialmente tipo SPT, visando identificação do tipo e qualidade do solo, para dimensionamento da sua capacidade de carga e verificação se há presença de água no terreno (lençol freático);

2. Fazer uma análise visual, se necessário, realizar um levantamento topográfico para verificação das declividades e delimitações precisas do terreno a ser utilizado. Recomenda-se buscar terrenos planos para evitar serviços de terraplenagem que onerem nos custos de instalação;

3. Fazer a limpeza do terreno, retirada de vegetação e de preferência efetuar a remoção da camada orgânica antes de executar a fundação, quando existir;

4. Fazer um estudo hidrológico da área visando prever possíveis alagamentos ou pontos de acúmulo de água em épocas do ano devido a cota do terreno ou por proximidade de lago, riacho, rio, mar, entre outros;

5. Em caso de solo que recebeu aterro, verificar se o aterro foi de boa qualidade e se houve compactação e controle tecnológico da mesma;

6. Prever demarcação da área de implantação da usina com execução de cercamento para garantir a segurança e delimitação da área da usina;

7. Por fim, quando escolher o terreno, observar com será o acesso a usina de solo, visando uma melhor logística para o transporte de pessoas e insumos para instalação e manutenção da mesma com ajustes se necessários para sua melhor viabilização;

TOPOGRAFIA, HIDROLOGIA E DRENAGEM DO TERRENO

Com relação a topografia, existem três tipos de terreno, o terreno plano, o terreno em aclive (inclinado acima do nível da rua/estrada/via) e o terreno em declive (inclinado abaixo do nível da rua/estrada/via);

Em terreno inclinados, de acordo com tipo do terreno, recomenda-se manter-se a permeabilidade do solo natural por meio de grama ou com brita, que também contribui para melhor apresentação estética da usina fotovoltaica;

A topografia é um levantamento que traz a descrição exata do local. Junto das análise de engenharia ambiental e regularização fundiária serão as ferramentas para a escolha de um local apropriado para o desenvolvimento de um projeto;

Georeferenciamento do imóvel (Lei 10.267/01) – Georeferenciamento é um memorial descritivo da área rural, assinado por profissional habilitado. O gereoreferenciamento contém as coordenadas dos vértices definidores dos limites dos imóveis rurais, georeferenciadas pelo Sistema Geodésico Brasileiro e com a precisão posicional a ser fixada pelo INCRA. O Memorial descritivo será certificado pelo INCRA, o qual atestará a inexistência de outra área sobreposta ao imóvel rural analisado onde será implantado a usina solar;

TOPOGRAFIA, HIDROLOGIA E DRENAGEM DO TERRENO

Levantamento Altimétrico – O Levantamento Altimétrico é o estudo responsável por medir as diferenças de nível de um mesmo território através de equipamentos de alta precisão de forma que se conheçam todas as irregularidades do relevo do local. A partir das análises básicas para se ter uma referência clara dos limites e altimetria do terreno podemos iniciar os estudos direcionados ao projeto;

A declividade é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano horizontal;

O manual de montagem da SSM para a estrutura solo monoposte recomenda a declividade máxima de 5° no sentido leste-oeste;

A partir dessa informação você sabe que se o seu terreno tiver declividade acima de 5° serão necessárias obras de movimentação de terra como cortes e aterros no seu projeto.

Ainda há carência de normas técnicas e diretrizes nacionais que tratem do tema, mas há bibliografias técnico-científicas que apresentam boas práticas de projeto e cuidados com o solo na implantação de plantas solares. De modo geral e em caráter orientativo, apresentam-se aqui algumas práticas recomendadas, considerando-se aspectos diretamente relacionados ao sistema de drenagem do empreendimento:

1. Compactação do solo superficial: o processo construtivo das plantas solares envolve a compactação do solo e, em consequência, o aumento das taxas de escoamento superficial e a redução da erosividade do solo. Há casos onde se opta pelo uso de placas sintéticas, de material não permeável, nas áreas de sombra, combinado com canaletas de drenagem, para melhorar o escoamento e impedir a formação de sulcos erosivos.

2. Camadas superficiais de solo: a movimentação intensa no terreno na fase construtiva pode levar à remoção das camadas superficiais mais férteis do solo. Como consequência direta deste fato, devem ser adotadas técnicas de contenção de erosão (canaletas de drenagem, por exemplo) e aplicação de técnicas de cultivo, tais como hidrossemeadura e irrigação constante, para garantir que novas camadas de grama sejam formadas entre as placas solares.

3. Escoamento superficial: imediatamente após a construção das plantas solares e até que seja revegetada a área de implantação das mesmas, faz-se necessário o controle do excesso de escoamento superficial com a utilização de bacias de retenção localizadas ao final das linhas de placas solares, de modo a reduzir o pico das vazões de cheia e carreamento de material proporcionado pelo incremento na geração de escoamento superficial.

TOPOGRAFIA, HIDROLOGIA E DRENAGEM DO TERRENO

4. Turbidez das águas: o escoamento superficial gerado pode ser importante agente poluidor de cursos d’água próximos aos empreendimentos. Desta forma, é importante prever uma estrutura de monitoramento da qualidade do efluente pluvial gerado pela planta solar antes de direcioná-lo ao sistema de drenagem.

5. Acompanhamento periódico: recomenda-se ter uma equipe dedicada a verificar as condições das camadas vegetais, dos taludes, acessos, e estruturas de drenagem realizando ações de recuperação tão logo os primeiros sinais de erosão surgirem.

6. Tratamento de processos erosivos: para os processos erosivos, faz-se necessária a adoção de técnicas corretivas tais como: disciplinamento das águas pluviais e de lavagem, visando reduzir a velocidade do escoamento e o efeito danoso da concentração dos fluxos de água em solo e tratamento do terreno com cimento ou aditivos que visem aumento da coesão, com consequente incremento da resistência das camadas superficiais, possibilitando a revegetação das áreas afetadas.

Projeto e execução de fundações

Não se começa uma construção pelo telhado, e sim pelo alicerce. Esse famoso ditado é usado sempre que alguém pensa em pular etapas em qualquer processo, principalmente de negócios. Como ele se aplica bem a praticamente qualquer área, não poderia ser ignorado no setor mais óbvio: a construção civil.

A fundação é uma das partes mais importantes de qualquer edificação. Errar nessa etapa pode condenar toda a construção ou, no mínimo, causar problemas de manutenção para as próximas décadas.

Como existem normas para todas as atividades relacionadas à construção, as instruções técnicas que regem o alicerce de uma obra estão na NBR 6122.

A NBR 6122 regula o projeto e a execução da fundação de todas as estruturas de engenharia civil. Isso quer dizer que tanto obras pequenas quanto grandes, residenciais ou comerciais, precisam aplicar a norma. A revisão que adotamos é a última de 2019.

Principais problemas com fundação

Fundação, resumidamente, é todo elemento que transmite os esforços da estrutura para o solo, como, baldrames, sapatas, estacas, radiers ou tubulões.

São vários os motivos pelos quais as fundações apresentam problemas ou desempenho insuficiente, mas na maioria dos casos são três: 1. Acidentes, 2. Erro de projeto ou 3. Erro de execução. Segue as principais origens:

Vazamento de águas, servidas ou não, que afetam solos compactáveis nessas condições, sendo que a fundação é arrastada (normalmente solo arenoso);
Rebaixamento de lençol freático, na área próxima das fundações;
Vibrações causadas por máquinas, equipamentos ou trânsito pesado;
Existência de plantas/raízes que podem afetar o solo ao redor das fundações;
Recalque provocando desnivelamento, trincas ou até tombamento;
Erros nas informações de parâmetros do projeto;
Subdimensionamento (menor que o recomendado) das fundações;
Ausência de sondagem do terreno;
Erros de execução;
Bicheiras ou falhas no concreto oriundo da má execução das fundações.

SONDAGEM À PERCUSSÃO – SPT

• Regida pela norma ABNT NBR 6484, a sondagem à percussão com ensaio (SPT – Standard Penetration Test) é a alternativa mais utilizada para investigação de solos no Brasil.

Nesse tipo de sondagem, enterra-se um amostrador padrão no terreno, com o uso de martelo. Para cada metro de profundidade que o equipamento atinge, informa-se qual é a resistência da camada de subsolo
Caso pedaços de rochas sejam encontrados, torna-se necessário realizar a sondagem rotativa. Nesse tipo de sondagem, utiliza-se uma coroa de diamante na ponta da tubulação para perfurar as pedras e permitir a passagem dos equipamentos.

• A sondagem a percussão é um método de investigação e reconhecimento do solo que fornece informações sobre a compacidade a consistência das suas camadas constituintes do mesmo. Ela permite identificar a capacidade de carga suportada pelo solo e esse fator é utilizado pelos engenheiros no dimensionamento da fundação da construção.

• Além desses parâmetros, existem outras informações que a sondagem à percussão fornece:

– nível do lençol freático; – mineralogia;
– tipo de rocha.

• Com todas estas informações, é possível definir com mais precisão o tipo de fundação que será empregada em um determinado terreno, bem como definir se é necessário outros tipos de estudo geotécnicos mais aprofundados

rincipal recomendação de fundação para UFV ́s de solo pela SSM

Considerando-se o perfil geológico local e as cargas atuantes nas fundações, comumente adotamos uma fundação direta (rasa) tipo estaca escavada em concreto simples (sem armadura) sendo o pilar da estrutura concretado dentro da fundação para ligação como solução para as estruturas metálicas que fornecemos. Apesar da NBR 6122:2019 orientar que: estaca é considerada uma fundação profunda perfurada com trado, preenchida com concreto, com profundidade mínima de 3,0m, utilizada para pequenas construções, com cargas limitadas a 100 kN. Todavia, o processo executivo de estaca escavada combina baixo custo, praticidade e segurança para estrutura, se bem dimensionada e executada, além da flexibilidade possibilitando uso até de trados manuais com diâmetros pequenos, sem armadura e profundidade de fundação rasa. Nossas considerações de praxe quanto a profundidade e cota de apoio da base como rasa justifica-se devido tratar-se de estrutura relativamente leve onde a concentração de cargas é baixa (média de 15kg/m2 para os painéis e um conjunto completo que não chega 0,5tf/m) tendo a ação do vento é um dos fatores mais relevantes, nestes termos a NBR 6122:2019 admite ainda que: a cota de apoio de uma fundação deve ser tal que assegure que a capacidade de suporte do solo de apoio não seja influenciada pelas variações sazonais de clima ou por alterações de umidade.

Execução de estaca escavada tipo broca com trado manual

A estaca broca é uma das fundações profundas mais utilizadas em obras brasileiras de pequeno porte, principalmente pela sua facilidade de execução, que não exige mão-de-obra especializada, nem maquinário. É uma estaca escavada manualmente, em que a escavação é realizada através de trado concha ou cavadeira para cargas máximas entre 6 e 8tf. Consiste normalmente em uma fundação de concreto simples, ou seja, a armadura é apenas de ligação entre o bloco e a estaca, mas isso não impede que a estaca possa ser armada para resistir a momentos fletores, esforços horizontais e de tração, desde que o cálculo estrutural e geotécnico seja compatível. O diâmetro desta estaca é normalmente de 30cm. Não recomenda-se diminuir por questões de controle de concretagem.

Processo executivo de trado manual

Os procedimentos executivos deverão atender expressamente as normativas preconizadas pela norma ABNT NBR 6122:2019. A execução da estaca, será precedida da locação através do indicado no projeto / layout. A execução desta solução é relativamente simples, sendo o trado manual o único equipamento necessário, além das ferramentas comuns para qualquer obra. O procedimento está descrito abaixo:

1 – Escavação manual da estaca no diâmetro de 30cm até profundidade do projeto (normalmente de 1 a 2m);
2 – Apiloamento do fundo da estaca;
3 – Colocação da armadura de ligação (perfil metálico) da estrutura na profundidade de 60cm;

4 – Recomenda-se a colocação da forma quadrada acima do solo;
5 – Concretagem da estaca e base quadrada de uma única vez com traço de concreto 25MPa.

Execução de estaca escavada tipo broca com trado mecânico

A estaca escavada do tipo trado consiste em estacas cuja metodologia executiva não inclui a utilização de fluidos de estabilização ou lama bentonítica. Esse é um tipo de fundação que transmite a carga da edificação ao terreno por meio da resistência de ponta — realizada pela base ou por meio da resistência de fuste, pela superfície lateral ou por meio da combinação de ambas as resistências. São estacas moldadas in loco, por meio da concretagem de um furo executado por trado espiral mecânico, que são empregadas onde o perfil do subsolo tem características tais que o furo se mantenha estável. A profundidade é limitada à ausência de água durante todo o processo executivo, da perfuração à concretagem.

Processo executivo de trado mecânico

1 – A perfuração é a primeira etapa, e deve ser feita até a profundidade especificada em projeto, por meio do trado curto acoplado a uma haste. Entretanto, é essencial a confirmação das características do solo por meio visual;

2 – Apiloamento do fundo da estaca;
3 – Colocação da armadura de ligação (perfil metálico) da estrutura; 4 – Recomenda-se a colocação da forma quadrada acima do solo;
5 – Concretagem da estaca e base quadrada de uma única vez com traço de concreto 25MPa.

Ensaio Pull-Out test

O ensaio de Pull-Out é o principal ensaio aplicado a plantas de energia solar pois simula a cravação do perfil metálico no local onde será implantado o projeto e em sequência a remoção através de esforços verticais e horizontais simulando cargas de vento em situações críticas.
Durante todo o ensaio são apropriadas as relações de medidas de deslocamento com relação a força aplicada. O resultado desse ensaio é utilizado para a definição do projeto de estrutura metálica da usina.
Também serão levados em consideração as características topográficas da região, velocidade do vento e a influência de vizinhanças próximo a obra que podem influenciar na carga de vento (NBR 6123) sobre a usina de forma a minimizar os riscos do projeto.

Observações

– Deve ser feito uma base de concreto no diâmetro da estaca com travamento no eixo para fixação do pilar (perfil metálico);
– Analisar e seguir o datasheet com distanciamento de pilares e disposição dos perfis, seguindo layout solicitado para

marcação/locação dos pilares;

– Deve-se atentar para o alinhamento dos pilares por meio de linha e não esquecer de aprumar os pilares para evitar tensões

nos pontos de esforço da estrutura;

– A concretagem deve ser feita no mesmo dia da perfuração tanto da estaca quanto da base de concreto;
– Em fundações com profundidades menores e soles mais coesos, pode ser utilizado uma cavadeira articulada, cavadeira de

mola, ou trado perfurador mecânico;

– Posicionar os pilares conforme orientação do Perfil C com abertura para leste. Posteriormente fazer a concretagem

seguindo as especificações do projeto de fundação;

– Os concretos destinados à fundação devem seguir a condição A de preparo estabelecida na ABNT NBR 12655. A mistura

realizada em central de concreto ou em caminhão-betoneira deve seguir o disposto na ABNT NBR 7212. Os materiais utilizados na fabricação do concreto, como cimento Portland, agregados, água (gelo) e aditivos, devem obedecer às respectivas Normas Brasileiras específicas.

– Recomenda-se realizar a impressão de toda documentação técnica (projeto de fundação, datasheet, manual de montagem, layout, detalhes e demais documentos) e deixa-los disponibilizados para leitura e acompanhamento pela equipe de campo;
– Recomenda-se realizar o controle tecnológico e de aceitação do concreto por meio de controle de resistência à compressão em corpos de prova moldados conforme a ABNT NBR 5738 e ensaiados conforme a ABNT NBR 5739;
– A amostragem e o controle estatístico para aceitação do concreto dever ser realizado de acordo com a ABNT NBR 12655;
– Deve ser preenchido o boletim de controle de execução diariamente para cada estaca com todas as informações pertinentes;
– Deverá ser previsto um adequando sistema de drenagem superficial, evitando-se assim, a saturação do subsolo local, devido

a infiltração de águas de chuva, fissuras em reservatórios enterrados, ascensão de lençol freático, ou até mesmo devido às rupturas de tubulações.

Fonte: Solar TV