A metalomecânica para a indústria da energia intervém no fabrico de componentes, suportes, bases, chassis e estruturas utilizados em equipamentos e instalações. Nas energias renováveis, essa intervenção pode acompanhar sistemas solares, a cadeia de fornecimento eólica e equipamentos auxiliares, conforme as especificações e qualificações exigidas em cada projeto.
Uma instalação energética depende da forma como os seus elementos são integrados. A base que recebe um equipamento, os pontos de fixação de uma estrutura e as peças que permitem a montagem precisam de responder a cargas, dimensões, ambiente e condições de manutenção.
Para fabricantes de equipamentos, integradores e empresas de instalação, compreender estes requisitos ajuda a preparar o fornecimento. O objetivo deste guia é relacionar as necessidades do setor com os processos metalomecânicos, desde a preparação do desenho até à verificação das peças fabricadas.
Onde intervêm os componentes e as estruturas metálicas.
A função de uma peça deve ser definida antes da escolha do processo. Uma placa de montagem posiciona elementos; uma base transmite cargas aos apoios; um chassis reúne equipamentos; uma proteção delimita uma zona ou resguarda componentes. Cada função exige uma análise própria.
Entre as aplicações que podem ser estudadas encontram-se:
- Placas, suportes e elementos de fixação segundo desenho.
- Bases e chassis para integração de equipamentos.
- Componentes de estruturas de suporte.
- Painéis, tampas e elementos de envolventes metálicas.
- Bancadas e dispositivos de apoio à montagem e inspeção.
- Estruturas auxiliares para acesso e manutenção, quando previstas pelo projeto.
Esta lista apresenta possibilidades técnicas. A sua viabilidade depende do desenho, da dimensão, dos materiais, dos requisitos de utilização e do âmbito que o fornecedor confirmar.
A identificação dessas funções também evita confundir a compra de uma peça com a contratação de uma instalação completa. O fabricante metalomecânico, o projetista, o integrador e o instalador devem conhecer as responsabilidades atribuídas a cada interveniente.
Energia solar e requisitos das estruturas de suporte.
Os módulos fotovoltaicos são apenas uma parte de um sistema solar. Por exemplo o Departamento de Energia dos Estados Unidos, no seu guia sobre os elementos de um sistema fotovoltaico, destaca a necessidade de estruturas estáveis e duráveis, capazes de suportar os módulos e a exposição às condições ambientais.
Do ponto de vista metalomecânico, interessa perceber que componente será fabricado e como se relaciona com a estrutura aprovada: perfil, placa, reforço, suporte ou outro elemento. A geometria e as fixações devem respeitar as especificações do sistema e as instruções dos fabricantes envolvidos.
Uma estrutura instalada numa cobertura tem interfaces diferentes de uma solução montada no solo. O apoio existente, a posição dos elementos e as condições locais influenciam o projeto. Não basta reproduzir as dimensões de uma peça usada noutra instalação.
O guia técnico do mesmo organismo sobre resistência a condições meteorológicas severas chama a atenção para o comportamento dos elementos estruturais e para as ligações aparafusadas, cuja falha pode comprometer o conjunto.
Por isso, uma alteração de espessura, furação ou posição de uma ligação deve ser avaliada pelo responsável pelo projeto. As fontes internacionais ajudam a compreender os problemas técnicos; o dimensionamento de uma instalação em Portugal deve seguir o enquadramento e os requisitos aplicáveis ao local.
Setor eólico e fornecimento de componentes especializados.
A cadeia de produção eólica reúne diferentes especializações. A informação do Departamento de Energia norte-americano descreve atividades de fabrico de torres, geradores, pás e montagem, além de desafios associados à dimensão dos componentes e à sua logística.
Para um fornecedor metalomecânico, a entrada nesta cadeia começa pela definição exata do componente e dos requisitos de compra. Uma peça auxiliar de montagem, um suporte para equipamento e um elemento estrutural crítico não têm o mesmo nível de responsabilidade nem as mesmas exigências de validação.
Podem existir necessidades de fabrico segundo desenho, equipamentos de apoio ou peças de integração. A possibilidade de fornecimento deve ser confirmada para cada pedido, incluindo materiais, processos, inspeção e documentação.
A capacidade de produzir peças metálicas não demonstra, por si só, qualificação para fabricar qualquer componente de um aerogerador. A avaliação deve considerar as exigências do fabricante e do projeto concreto.
Bases e envolventes para equipamentos energéticos.
Além dos sistemas de geração, uma instalação pode incluir equipamentos de conversão, distribuição, controlo ou armazenamento de energia. Estes equipamentos precisam de espaço, fixações e acessos compatíveis com a sua utilização.
A intervenção metalomecânica pode incidir numa base, num chassis, numa placa de montagem ou em elementos de uma envolvente. O projeto deve identificar as massas suportadas, os pontos de fixação e as zonas que precisam de permanecer acessíveis.
Quando existem equipamentos elétricos ou baterias, também devem ser considerados os requisitos de ventilação, gestão térmica, proteção e segurança definidos pelos responsáveis pelo sistema. O fabrico da caixa metálica é uma parte desse conjunto de requisitos; não atribui automaticamente uma classificação de proteção ou uma validação ao equipamento completo.
Um exemplo de especificação seria uma base destinada a receber um equipamento já definido pelo cliente. O pedido deve incluir dimensões de montagem, cargas, apoios e condições ambientais. A compatibilidade com o equipamento e com o local de instalação deve ser verificada durante a análise do projeto.
Materiais e proteção contra a corrosão.
A escolha do material deve considerar resistência, massa, possibilidade de fabrico, ambiente e proteção prevista. Aço carbono, aço inoxidável e alumínio não são alternativas intercambiáveis sem análise da função.
Numa utilização exterior, interessa conhecer exposição à humidade, proximidade do mar, contacto com outros materiais e condições de inspeção. O sistema de proteção deve ser definido em relação a esses fatores e ao período de utilização pretendido.
A descrição pública da ISO 12944-3 identifica critérios de conceção de estruturas de aço destinadas a receber sistemas de pintura de proteção. Inclui a prevenção de corrosão prematura e aspetos que facilitam aplicação, inspeção e manutenção dos revestimentos.
A implicação prática é considerar a proteção durante o desenho: acessos às superfícies, uniões e áreas que necessitam de inspeção não devem ser decididos apenas depois do fabrico. O acabamento e a preparação das superfícies precisam de constar da especificação, assim como quem os executará e como serão verificados.
Nenhum acabamento deve ser apresentado como garantia universal de durabilidade. A solução depende do ambiente e do sistema efetivamente aplicado.
Como os serviços da M2C® se relacionam com estes projetos.
A M2C® apresenta serviços de projeto e desenvolvimento, corte laser, quinagem CNC, maquinação, soldadura e estruturas metálicas. A seleção deve resultar da necessidade do componente, e não da aplicação de todos os processos a cada pedido.
Projeto e desenvolvimento.
O serviço de projeto e desenvolvimento inclui análise técnica e modelação 3D. Pode apoiar a preparação para fabrico de peças concebidas pelo cliente ou o desenvolvimento de uma solução dentro do âmbito acordado.
Para o setor energético, os dados de entrada devem relacionar o componente com o equipamento, a estrutura e o local de instalação. É nessa fase que convém esclarecer interfaces, revisões do desenho e critérios de aprovação.
Corte laser de chapa e tubo.
O corte a laser em chapa pode preparar placas de montagem, reforços e componentes planos. O corte a laser em tubo pode ser analisado para elementos de bases e armações, incluindo contornos, furos e encaixes definidos no desenho.
Os requisitos das operações posteriores devem ser considerados desde a preparação do corte. Uma característica pode precisar de maquinação ou de verificação depois de o conjunto ser unido.
Quinagem CNC.
A quinagem CNC permite produzir geometrias dobradas em chapa. Suportes, painéis e elementos de envolventes são exemplos a avaliar, conforme material, espessura e configuração. [E6]
A definição das dobras deve considerar os pontos de fixação, as zonas de montagem e os componentes adjacentes. Uma peça deve poder ser fabricada e integrada nas condições previstas.
Maquinação CNC.
A maquinação CNC pode ser necessária para superfícies de apoio, alojamentos ou características funcionais. As tolerâncias devem estar relacionadas com a função e com a capacidade confirmada para a peça. [E6]
Quando a maquinação é combinada com corte ou soldadura, é necessário definir a sequência e o estado em que as dimensões finais serão verificadas.
Soldadura e estruturas metálicas.
A M2C® disponibiliza soldadura a laser e soldadura robotizada. A escolha deve considerar materiais, juntas, acessibilidade, quantidades e requisitos de aceitação.
No serviço de estruturas metálicas, a análise de bases, chassis e apoios deve relacionar cargas e fixações com o projeto do conjunto. Os requisitos de qualificação e inspeção necessários ao fornecimento devem ficar identificados antes do fabrico.
Inspeção e manutenção começam na especificação.
Uma solução deve permitir as operações previstas durante a sua utilização. Acesso a fixações, substituição de peças e verificação de revestimentos são aspetos a considerar na conceção.
Nas orientações de operação e manutenção de sistemas fotovoltaicos, inclui-se verificações de aperto das fixações e dos sistemas de suporte. Isso reforça a necessidade de tratar as ligações como elementos que acompanham o ciclo de vida da instalação.
Para preparar um fornecimento, devem ser definidos os controlos dimensionais, os critérios de montagem e os registos exigidos. Quando existirem ensaios ou inspeções específicas, o seu âmbito e a entidade responsável precisam de ser acordados.
Uma aprovação de um componente não equivale à validação da instalação energética completa. O resultado deve ser aceite em relação aos requisitos efetivamente contratados e verificados.
O que enviar para pedir um orçamento.
Uma consulta à M2C® pode começar com uma necessidade ou com desenhos disponíveis. Para preparar a análise, convém reunir:
- Função do componente e identificação do equipamento onde será integrado.
- Desenhos e modelos com revisão identificada.
- Materiais, quantidades e dimensões relevantes.
- Cargas, apoios, fixações e interfaces definidas pelo projeto.
- Condições ambientais e proteção superficial pretendida.
- Requisitos de inspeção, documentação e qualificação do fornecedor.
- Âmbito de montagem, transporte e entrega.
- Prazos e processo de aprovação de alterações.
O artigo sobre componentes metálicos para máquinas industriais aprofunda a preparação do fornecimento segundo desenho. Já o guia de produção metalomecânica industrial em série desenvolve a organização de fornecimentos repetitivos.
Para um projeto energético, a equipa técnica da M2C® pode avaliar os dados apresentados e confirmar os processos e as condições de fornecimento adequados ao pedido. O contacto deve permitir definir o que será produzido e quais os requisitos a cumprir antes de fechar o orçamento.
Perguntas frequentes.
Onde intervém a metalomecânica nas energias renováveis?
Pode intervir em componentes de fixação, suportes, bases, chassis e estruturas, além de equipamentos auxiliares de montagem e manutenção. A aplicação depende do sistema e das especificações do projeto.
É possível fabricar componentes metálicos segundo desenho?
O fornecimento segundo desenho pode ser avaliado pela M2C®. Devem ser comunicados materiais, quantidades, tolerâncias, acabamentos e requisitos de inspeção, além da geometria e da revisão aprovada.
Uma estrutura para painéis solares pode ser adaptada apenas alterando as medidas?
A alteração deve ser avaliada pelo responsável pelo projeto. As medidas relacionam-se com cargas, fixações, apoios e condições locais. Uma modificação pode afetar o comportamento do conjunto.
Qual é o material mais adequado para equipamentos no exterior?
Depende da função, do ambiente, da resistência necessária e do sistema de proteção previsto. A especificação deve considerar também inspeção e manutenção. Não existe uma escolha única para todas as instalações.
Todos os projetos precisam de corte quinagem maquinação e soldadura?
Não. Um componente pode exigir uma operação ou uma sequência de processos. A combinação deve responder à geometria, ao material e aos requisitos de utilização e aceitação.
O fabrico de uma caixa metálica valida um equipamento elétrico ou de armazenamento?
Não. A caixa deve responder à especificação, mas a integração, a segurança e o desempenho do sistema completo exigem avaliação própria pelos responsáveis pelo equipamento.
Fontes e referências técnicas.
U.S. Department of Energy — Solar Photovoltaic System Design Basics. energy.gov — consultar página
U.S. Department of Energy — Severe Weather Resilience in Solar Photovoltaic System Design. energy.gov — consultar página
ISO — ISO 12944-3:2017, Design considerations. Consultada a descrição pública do âmbito da norma. iso.org — consultar página
U.S. Department of Energy — Life Cycle of Photovoltaic Systems, Operate and Maintain an Existing Photovoltaic System. energy.gov — consultar página
