Kirchdorf/Haag (Alemania), junio de 2022. Desde el punto de vista del rendimiento, la región ecuatorial es el lugar ideal para las plantas fotovoltaicas. En ningún lugar del mundo son tan elevadas la duración y la intensidad de insolación como en los trópicos. Pero hay una pega: Al final del verano y en otoño se producen normalmente ciclones tropicales con velocidades superiores a 200 kilómetros por hora. Estos producen daños graves y costosos. Cedrick Zapfe, experto y Director de Tecnología del Grupo Schletter, explica cómo, a pesar de ello, pueden construirse allí plantas fotovoltaicas «A prueba de huracanes» y cómo se consigue.

1. Cumplimiento de la normativa local

En la mayoría de países existen normas locales que, entre otras cosas, hacen referencia a las cargas de vientos que se dan en la región. Estas normas constituyen la base para el cálculo estático de la instalación. De ellas se obtiene, por ejemplo, la distancia entre postes para el bastidor al aire libre, los cálculos de prueba necesarios para las sujeciones de los módulos y otros muchos datos.

2. Comprobar las condiciones del suelo

En cualquier caso, el mejor cálculo estático no sirve para nada cuando la planta está «construida sobre arena» en sentido literal. Porque todas las fuerzas que afectan a la instalación deber ser absorbidas por los postes y conducirse hacia el suelo. Y el suelo, en el caso de velocidades de viento elevadas, es a menudo el eslabón más débil de la cadena. Si un huracán sopla con fuerza sobre los módulos solares, se produce, al igual que en las superficies de sustentación de un avión, un efecto de succión. Sobre los cimientos de la instalación se ejercen unas fuerzas de tracción y elevación enormes, que pueden provocar que se aflojen e incluso que sean sacados del suelo.

La base de una planificación seria es, por tanto, una investigación precisa de las condiciones del suelo. Esta se realiza normalmente durante un informe geológico, que entre otros aspectos analiza la estructura, la composición y la porosidad del suelo. El informe lo realiza bien una empresa de servicios especializada o el fabricante del sistema de montaje, en caso de disponer de la experiencia correspondiente. De él se extrae un libro de cargas para toda la estructura de la instalación, inclusive las pruebas necesarias.

3. Cálculo estático; conocer los fundamentos

En el cálculo estático posterior de la instalación, primero es importante comprender con precisión lo que se conoce como lado del efecto de carga: Dónde se ejercen las cargas de los vientos y, sobre todo, cómo. Las velocidades del viento previstas extraídas de las normas técnicas locales son solo una cara de la moneda. Aunque indican qué fuerzas se pueden dar, no dicen cómo pueden afectar realmente esas fuerzas a un componente en particular. El estudio es tarea del proveedor del sistema de montaje. Por eso en el caso de los fabricantes de sistemas de alta calidad, las pruebas exhaustivas en canales de viento son una etapa fija del desarrollo del producto. Con ayuda de los datos obtenidos en ellos, puede calcularse exactamente la actuación de las fuerzas. Es importante tener en cuenta todos los componentes al hacerlo. En la práctica sucede una y otra vez que solo se comprueba, a modo de ejemplo, qué cargas debe poder soportar el perfil, olvidándose otros componentes, como las vigas y las sujeciones de los módulos.

El segundo parámetro importante para el cálculo es lo que se conoce como el lado de resistencia del componente, es decir, la capacidad de carga de cada uno de los componentes. Tampoco en este caso existe un modelo de cálculo claro, sino que debe comprobarse. Por tanto: Durante la planificación de las instalaciones fotovoltaicas, las normas y procedimientos de cálculo habituales tienen limitaciones en la construcción. La razón que subyace es que una planta fotovoltaica no se construye en una nave de montaje con unas condiciones perfectas, sino en plena naturaleza. Las tolerancias, como en el caso de la cimentación de los pilotes en un terreno irregular, son necesariamente mayores que en la construcción clásica de edificios.

Por esta razón es tan valiosa la comprobación exhaustiva de los componentes por parte del proveedor en el marco del desarrollo de productos. Los proveedores serios comprueban y calculan las resistencias de los componentes durante el desarrollo del producto con el método de elementos finitos, mediante el cual se simula y calcula de forma compleja el comportamiento físico de los componentes sometidos a cargas. Lo ideal es realizar también pruebas de carga. Sin embargo, esto eleva los gastos de desarrollo. Un requisito importante para hacerlo es que un sistema de montaje aguante los 25, 30 o incluso 40 años planificados bajo condiciones extremas.

4. Instrucciones de montaje precisas

Naturalmente, para que lo que se había calculado funcione también en la práctica, la planta debe montarse correctamente in situ. Para hacerlo son determinantes una documentación y unas instrucciones de montaje exhaustivas y precisas con los correspondientes esquemas técnicos, especialmente porque el montaje suele correr a cargo de terceras empresas en la mayoría de los casos. Los esquemas no solo incluyen instrucciones detalladas de montaje. También advierten sobre fuentes de error, como por ejemplo el par de apriete correcto de los tornillos.

5. En el lugar de la obra: Improvisar, pero correctamente

No existe prácticamente ningún proyecto fotovoltaico al aire libre en el que se pueda ejecutar lo planificado en el lugar de la obra con un 100 por cien de exactitud. Casi siempre surgen dificultades no previsibles que obligan a desviarse de lo planificado en algunos puntos. Por ejemplo, a menudo se encuentran rocas en el suelo que hacen que no se puedan colocar los cimientos de los pilotes tal y como se había previsto durante la planificación.

Por eso es importante una determinada capacidad de improvisación en el lugar de la obra, pero que en cualquier caso siga estando garantizado el análisis estructural de la obra. Esto se asegura mediante un «Servicio posventa» experimentado y con capacidad de reaccionar rápidamente por parte del fabricante del sistema de montaje. Lo ideal es que del cálculo y la ejecución de soluciones alternativas se ocupe el mismo personal técnico que ya había tomado parte en la planificación.

6. Pueden convertirse en problemas estructurales: Corrosión

Los trópicos son una región extrema no solo en lo que respecta a las posibles cargas de viento. El clima es también tan agresivo para los componentes de acero como el de casi ningún otro lugar de la tierra. Por un lado, el aire en las regiones costeras tiene una proporción de cloro muy elevada, lo que favorece y acelera en gran medida la corrosión. Además, la humedad del aire es muy alta y, a menudo, se produce condensación de agua sobre los componentes por las mañanas y por las noches. En las instalaciones en las proximidades de la costa se dan ambos fenómenos a la vez, lo que supone una carga extrema para las piezas metálicas.

La protección contra la corrosión habitual solo aguanta unos pocos años bajo esas condiciones extremas. Una vez que el revestimiento se "desprende", existe el riesgo de que se produzcan picaduras e incluso el fallo de componentes individuales. Esto indica que: La estabilidad significa durabilidad en los trópicos más que en ninguna otra parte. Por eso en las regiones tropicales con fuertes vientos es imprescindible una protección contra la corrosión duradera y resistente al viento, que pueda resistir esas condiciones agresivas.

Un sistema de montaje robusto asegura la inversión

Las plantas fotovoltaicas en las regiones tropicales tienen una producción superior a la media. Al mismo tiempo están sometidas a unos riesgos superiores a la media, por ciclones, lluvias intensas, humedad del aire y corrosión. Por eso los inversores y los desarrolladores de proyectos deben prestar gran atención a la elección y la planificación del sistema de montaje. Un sencillo ejemplo de cálculo nos muestra su importancia: El sistema de montaje solo supone alrededor de un 10 por ciento de la inversión total, los módulos alrededor del 70 por ciento. Quien establezca unas prioridades equivocadas en este punto se arriesga a una ruina.