Los anclajes de tierra, más que pilotes helicoidales y tornillos de tierra, ayudan a consolidar el terreno.

Por SPW | 14 de agosto de 2017

Por Jono Stevens, vicepresidente ejecutivo de productos de Nuance Energy

El anclaje a tierra, utilizado durante mucho tiempo en una variedad de aplicaciones, incluidos proyectos de servicios eléctricos, tiene un nuevo uso: asegurar los cimientos de los paneles solares montados en el suelo. A diferencia de las cimentaciones convencionales, un sistema de cimentación anclado a tierra no requiere un informe geotécnico detallado, un gran esfuerzo de ingeniería ni costosas técnicas de construcción. Permitir que equipos no calificados instalen paneles solares utilizando únicamente herramientas eléctricas portátiles elimina la necesidad de equipos pesados ​​y costosos. Y el cumplimiento de las especificaciones de ingeniería, los códigos aplicables y las regulaciones locales se puede verificar mediante pruebas de carga simples en tiempo real.

La capacidad del sistema de cimentación de anclaje a tierra para funcionar de manera más fácil, rápida y económica en prácticamente cualquier tipo de suelo en cualquier sitio hace que la energía solar sea más práctica y asequible a cualquier escala, y crea oportunidades más rentables para proyectos agrícolas, comerciales, industriales y de servicios públicos.

Cimentaciones ancladas

Los anclajes a tierra funcionan de manera similar a los pilotes helicoidales y los tornillos a tierra, pero con dos diferencias importantes; Requieren menos acero y se pueden instalar utilizando únicamente herramientas manuales. El anclaje en sí es una pieza de fundición de hierro dúctil, galvanizada en caliente, de aproximadamente 5 pulgadas de largo y 1,5 pulgadas de diámetro con “dientes” penetrantes en un extremo, un orificio para insertar la varilla impulsora en el otro extremo y un “ojo”. en el centro para sujetar un cable de acero inoxidable de calidad aeronáutica o una varilla roscada galvanizada. El ancla y el cable se introducen en el suelo mediante una varilla de accionamiento especial, un proceso que resulta aún más fácil gracias a su perfil estrecho y sus dientes agresivos. Cuando se retira la varilla impulsora y se aplica fuerza de elevación al cable o varilla, el anclaje subterráneo gira hasta su posición final, horizontal y bloqueada.

Su diseño innovador proporciona a los anclajes de tierra un poder de sujeción extraordinariamente fuerte basado en el "cono invertido" del suelo que se encuentra encima. Un anclaje fijado a 4 pies de profundidad, por ejemplo, está asegurado por más de 26 pies cúbicos de tierra contribuyente para una capacidad de retención de más de 2000 libras en la mayoría de las condiciones del suelo. La facilidad de instalación y el alto poder de sujeción hacen que los sistemas de cimentación con anclaje a tierra sean adecuados para sitios donde el despliegue de energía solar se ha considerado poco práctico o imposible.

La capacidad de realizar pruebas de carga de campo sencillas y económicas para medir la capacidad de sujeción real (frente a la calculada) de cada anclaje a tierra en tiempo real elimina la necesidad de informes geotécnicos e inspecciones relacionadas, y prácticamente garantiza poder cumplir, de manera fácil y rentable, con efectivamente: las especificaciones de ingeniería y diseño requeridas. Para garantizar la confiabilidad a largo plazo y el cumplimiento continuo, Nuance Energy recomienda realizar las pruebas a 1,5 veces las cargas de diseño calculadas en el peor de los casos.

Si alguna prueba no logra alcanzar la carga especificada, el anclaje a tierra puede simplemente retirarse e instalarse nuevamente en un ángulo y/o profundidad diferente. Luego se puede colocar un segundo anclaje y realizar nuevamente la prueba de carga en el par.

Construcción

La construcción comienza ensamblando la plataforma y colocándola en su posición. La altura de cada soporte de anclaje se ajusta para nivelar el sistema de estanterías a medida que se ensambla. Por ejemplo, Osprey PowerPlatform de Nuance Energy tiene soportes con un rango de ajuste de 26 pulgadas, lo que hace que el modelo estándar sea adecuado para pendientes de hasta 12° o, con ingeniería personalizada, de hasta 23°.

Un martillo neumático, eléctrico o neumático, accionado por un generador portátil o un compresor de aire, es la única herramienta necesaria para fijar anclajes a tierra en el suelo. La instalación sobre roca o pavimento requiere el uso de un taladro percutor con una broca adecuada para fijar un anclaje de expansión convencional. El único otro equipo necesario es el equipo de prueba de carga portátil para realizar las pruebas de carga.

Cuando la plataforma está completamente ensamblada, alineada y nivelada, los anclajes de tierra se colocan a través de un orificio en la placa base de los soportes de anclaje, generalmente a una profundidad de 3 a 4 pies por debajo del nivel del suelo, dependiendo de las condiciones del suelo. Este paso se completa antes de instalar los módulos solares para facilitar la colocación del equipo de prueba de carga sobre los soportes de anclaje. Tras una prueba exitosa, el exceso de cable del anclaje a tierra se enrolla alrededor del soporte y se asegura.

Completar la instalación implica conectar los módulos solares y los inversores, pasar los cables y realizar la conexión a la carga eléctrica y/o a la red. El diseño de riel C proporciona un canal integrado para el cableado, lo que elimina la necesidad de canales o conductos separados para la gestión de cables. El diseño también proporciona una estructura adecuada para montar los inversores, eliminando la necesidad de plataformas de hormigón.

Una matriz estándar de 16 módulos (2×8) está sostenida por seis soportes de anclaje que distribuyen el peso total por debajo de 225 lb/ft². Para cargas de viento, los seis anclajes de tierra (uno por soporte) pueden asegurar una fuerza de elevación total de más de 12 000 lb, dependiendo de la profundidad y las condiciones del suelo. Se pueden colocar anclajes adicionales según sea necesario, por ejemplo, en caso de vientos inusualmente fuertes y/o malas condiciones del suelo.

Un equipo de cuatro personas puede ensamblar un conjunto de paneles solares de 45 kW que consta de 128 paneles de 350 W, de principio a fin, en ocho horas. El costo de instalar la plataforma de anclaje, los rieles y los paneles solares en un sistema más grande de 2 MW es de solo 1,5 centavos/W (usando los salarios por hora típicos para trabajadores semicalificados), lo que resulta en un ahorro potencial de más de $130 000 en comparación con el uso de tornillos helicoidales. pilotes o tornillos de tierra.

La versatilidad para funcionar bien en prácticamente cualquier situación y condición del suelo permite a los EPC, contratistas y distribuidores tener una solución única y modular para casi todos los proyectos de montaje en suelo. Esto es cierto incluso en las condiciones más difíciles, como en desiertos, suelos rocosos, permafrost o vertederos.

Para los sistemas que eventualmente deben trasladarse, o desmantelarse y retirarse, se puede desmontar toda la estructura para usarla en otro sitio. A excepción de los económicos anclajes a tierra, no hay activos abandonados y el impacto medioambiental es mínimo. En proyectos que se benefician de esta portabilidad de “levantamiento y cambio”, como la minería, el sistema de cimentación con anclaje a tierra ofrece esta importante ventaja adicional sobre todas las demás alternativas.

El sistema de cimentación con anclaje a tierra demuestra ser más universal, más fácil, más rápido y menos costoso que otras opciones de cimentación, desde la adquisición hasta la construcción y, opcionalmente, el desmantelamiento. Con tales ventajas, las cimentaciones de anclaje a tierra están destinadas a volverse cada vez más populares entre los EPC, desarrolladores, contratistas y distribuidores para proyectos solares de montaje en tierra.