Los precios de la electricidad están aumentando y muchos propietarios de fábricas están considerando sus tejados no utilizados como sitios potenciales para la energía solar fotovoltaica.
¿Qué debería ser primero? La mayoría de los propietarios empiezan preguntando a las empresas solares los precios de los módulos. Esa es sólo la mitad del panorama. Para una fábrica existente con estructura de acero, el primer paso es una evaluación estructural. Si el techo no puede soportar el sistema de manera segura, los aspectos económicos del proyecto no cuadran.
Una estimación de la industria sitúa la tasa de aprobación de las comprobaciones de capacidad de carga fotovoltaica en tejados metálicos existentes en por debajo del 50%. Es posible que casi la mitad de los edificios de fábricas más antiguos necesiten refuerzos antes de poder instalar energía solar. Saltarse la evaluación e ir directamente a la instalación puede provocar deformaciones de las correas, goteras en el techo o incluso incidentes de seguridad estructural.
Esta guía explica las tres comprobaciones, sus criterios de aprobación/rechazo y los costos indicativos si el techo no pasa la evaluación.
Comprobación 1: capacidad de carga
Qué comprobar
Compruebe si el diseño original tiene suficiente capacidad de carga reservada. Un sistema fotovoltaico de tejado (módulos, estructura de montaje y cables), instalado paralelo a la pendiente del tejado, añade aproximadamente 15–26 kg/m² (0,15–0,26 kN/m²).
Puede que no parezca mucho, pero es una carga muerta permanente. El diseño original a menudo supone una carga viva de sólo 0,5 kN/m² para un tejado no destinado a un acceso regular. Una vez que la carga muerta fotovoltaica se combina con las cargas de viento y nieve, puede agotar fácilmente la capacidad restante.
Criterios de aprobación/rechazo
| Artículo de inspección | Pase | fallar |
| Relación de tensiones en casos combinados de carga muerta, viva, de viento y de nieve | Dentro del límite permitido | Excede el límite |
| Deflexión del marco principal | ≤ L/250 (práctica común en la industria) | Excede el límite |
| Desplazamiento de la parte superior de la columna | Dentro del límite del código | Excede el límite |
Si el techo falla: Refuerce el marco principal, por ejemplo aumentando el tamaño de los miembros o agregando refuerzos. Se trata de una medida de refuerzo relativamente costosa y requiere un diseño de ingeniería específico para el proyecto.
Comprobación 2: tramo de correa y tamaño de sección
Qué comprobar
Las abrazaderas de montaje fotovoltaico se fijan a las correas. Debido a que las correas fueron dimensionadas originalmente para cargas existentes, 15 a 26 kg/m² adicionales pueden empujarlas más allá de su capacidad permitida. Para edificios industriales con estructura de pórtico y correas de sección C o Z, se pueden utilizar estas dos reglas generales para una evaluación inicial:
- Luz de correa de alrededor de 6 m con una designación de sección inferior a 180 → probablemente exceda los límites permitidos
- Luz de correa de alrededor de 8 m con una designación de sección inferior a 220 → probablemente exceda los límites permitidos
Criterios de aprobación/rechazo
| Artículo de inspección | Pase | fallar |
| Relación de tensión de la correa | Dentro del límite permitido | Excede el límite |
| Deflexión de la correa | ≤L/150 | Excede el límite |
| Disposición de puentes/amarre (cuando luz > 6 m) | Al menos 2 filas | Sólo 1 fila; riesgo de inestabilidad lateral |
Si las correas son inadecuadas pero el marco principal tiene capacidad suficiente, reforzar o reemplazar sólo las correas es una opción más manejable y, por lo general, la menos costosa de las tres medidas de refuerzo.
Comprobación 3: Condición de corrosión
Qué comprobar
Inspeccione la capa protectora y la pérdida de área transversal relacionada con la corrosión. Preste especial atención a los lugares donde se acumula polvo o agua, áreas sujetas a mojado y secado repetidos, conexiones y áreas ocultas, y los bordes de las aberturas del techo.
Método: Primero inspeccione el revestimiento en busca de daños. En lugares dañados, utilice un medidor de espesor ultrasónico o calibradores para medir el espesor real del material y compararlo con las dimensiones de la sección original.
Criterios de aprobación/rechazo
| Artículo de inspección | Pase | fallar |
| Recubrimiento protector | Intacto o reparable | Fallo generalizado del revestimiento |
| Pérdida de sección transversal debido a la corrosión. | ≤ 5% | > 5% |
| Conexiones (soldaduras/pernos) | Sin holguras ni grietas | Sujetadores flojos o soldaduras agrietadas |
Si la pérdida de la sección transversal debido a la corrosión excede el 5%, aplique protección contra la corrosión y refuerce la sección afectada antes de reevaluar la capacidad del techo para cargas fotovoltaicas. Los problemas de conexión tienen prioridad sobre todo lo demás: reparar las conexiones antes de plantearse la instalación solar.
Si el techo falla: adónde va el dinero
Rangos de costos indicativos de la industria:
| Trabajo de recuperación | Costo indicativo | Notas |
| Cálculos de verificación estructural. | 1.400 a 4.200 dólares estadounidenses | Requerido; contratar una empresa de ingeniería estructural calificada o una empresa de estructuras de acero para el modelado y verificación estructural |
| Refuerzo/reemplazo de correas | 2.800 a 7.000 dólares estadounidenses | La categoría de refuerzo más común. |
| Refuerzo del bastidor principal | 11.000 a 21.000 dólares estadounidenses | Aumentar el tamaño de los miembros/agregar refuerzos; Se requiere un diseño específico para el proyecto. |
| Refuerzo de cimientos | 14.000 a 28.000 dólares estadounidenses | La opción más amplia; primero confirme si es realmente necesario |
Un caso de precaución: una fábrica instaló energía fotovoltaica sin realizar primero cálculos estructurales. Un año más tarde, sus correas habían caído 5 cm. Las reparaciones y el refuerzo costaron alrededor de 25.000 dólares estadounidenses y la producción se detuvo durante un mes.
Una evaluación del techo cuesta sólo unos pocos miles de dólares. Saltarlo significa poner en riesgo un techo valorado en cientos de miles de dólares (y toda la línea de producción).
Después de la evaluación: el caso del diseño integrado
Una vez que el techo pase la evaluación, considere integrar la energía fotovoltaica en el diseño estructural en lugar de utilizar una modernización convencional de energía fotovoltaica aplicada en edificios (BAPV).
- Los módulos fotovoltaicos pueden reemplazar parte del revestimiento del techo en un diseño fotovoltaico integrado en el edificio (BIPV), lo que potencialmente reduce en lugar de aumentar la carga permanente.
- Planifique los detalles de montaje y conexión en los planos desde el principio para evitar adaptaciones en obra.
- Para techos de luces largas con capacidad de carga limitada, BIPV puede eliminar o reducir sustancialmente los costos de refuerzo.
Para una nueva fábrica, esto significa “un diseño estructural, una fase de construcción y generación de energía incorporada”. Para una fábrica existente que pasa la evaluación, una modernización convencional sigue siendo una opción viable, pero los detalles de conexión y la distribución de carga deben ser manejados por un equipo de diseño con experiencia en estructuras de acero.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Es necesaria una verificación estructural antes de instalar energía solar en el tejado?
Sí. Las estimaciones de la industria sitúan la tasa de aprobación de las comprobaciones de carga fotovoltaica en tejados metálicos existentes por debajo del 50%. Los cálculos estructurales ayudan a gestionar este riesgo; Con un costo de entre 1.400 y 4.200 dólares, son una de las salvaguardias menos costosas del proyecto.
P2: ¿Puede una fábrica que tiene 20 años seguir soportando energía solar?
La edad por sí sola no es decisiva. Un edificio más antiguo puede pasar si se controla la corrosión y el diseño original tiene suficiente capacidad en reserva. Si la pérdida de sección relacionada con la corrosión excede el límite permitido, aplique protección contra la corrosión y refuércela primero.
P3: ¿Quién debe preparar el informe de evaluación estructural?
Una empresa de ingeniería estructural calificada o una empresa de estructuras de acero debe emitir el informe. Debe documentar combinaciones de carga, relaciones de tensión, hallazgos de deflexión y cualquier recomendación de refuerzo.
P4: ¿Qué tramo de correa y tamaño de sección son generalmente adecuados para la energía solar en tejados?
Como regla general inicial, es más probable que las correas de sección C o Z con una designación de sección de al menos 180 en una luz de alrededor de 6 m, o 220 en alrededor de 8 m, pasen bajo cargas fotovoltaicas. La idoneidad final debe confirmarse mediante cálculos estructurales.
¿No estás seguro de que tu techo pueda soportar energía solar? Envíe fotografías del claro, tamaño de la correa, año de construcción y techo para una evaluación preliminar gratuita. Correo electrónico: info@xzbesta.com
