Ao longo de uma vida útil de 30 anos, a corrosão pode evoluir para um problema estrutural, elétrico e de risco de incêndio. A ferrugem aumenta os custos de operação e manutenção (O&M), reduz a resiliência a eventos extremos e, em alguns casos, pode forçar o descomissionamento prematuro ou a substituição estrutural completa. Nicholas Hudson e Ankil Sanghvi, da Intertek CEA, oferecem consultoria sobre as melhores práticas.
O aço para painéis solares não se torna disfuncional no momento em que a ferrugem aparece. Os projetistas incluem uma margem de espessura do material acima do mínimo necessário para resistir às cargas esperadas. Mas quando a corrosão afeta as conexões elétricas, o problema pode deixar de ser apenas de confiabilidade e se tornar uma questão de segurança.
A corrosão concentra-se em interfaces como conexões aparafusadas, cordões de solda e bordas cortadas, onde a umidade, os detritos e o movimento podem corroer os revestimentos protetores.
Os fixadores são um problema frequente. A ferrugem pode travar os parafusos, transformando a manutenção de rotina em um processo trabalhoso de corte e substituição. Ela também pode degradar a própria junta quando pequenas alterações nas tolerâncias e o atrito entre as superfícies de contato criam movimento sob cargas dinâmicas e cíclicas, acelerando o desgaste.
Na prática, a corrosão elétrica frequentemente se manifesta na forma de comprometimento da continuidade do aterramento, interrompendo o caminho metal-metal que conduz a corrente de falha dos chassis dos módulos através do sistema de fixação até os condutores de aterramento. Essa perda de continuidade complica a detecção de falhas e aumenta os riscos de segurança. Em terminais, linguetas e conectores, a corrosão pode aumentar a resistência, gerar calor e separar fisicamente as superfícies condutoras. No pior dos casos, essa combinação pode contribuir para desconexões, arcos elétricos e aumento do risco de incêndio.
Causas da corrosão
A maioria dos problemas de corrosão decorre de três causas subjacentes: proteção mal projetada para o ambiente desde o início, proteção que se danifica em campo e escolhas de componentes que aceleram a corrosão nas interfaces.
As estruturas de rastreamento e fixação em grande escala geralmente dependem da galvanização a quente para proteção. O zinco atua como uma camada de sacrifício por meio da corrosão galvânica, na qual o zinco corrói preferencialmente primeiro, protegendo o aço subjacente até que a camada de zinco se esgote.
Isso faz da espessura da galvanização uma variável central na avaliação da resistência à corrosão de um componente. A espessura necessária depende do ambiente e da vida útil projetada. Se o revestimento começar mais fino do que o especificado, ou se a especificação não refletir a exposição real no local, a camada de zinco pode ser consumida mais rapidamente do que o planejado, e a corrosão do aço subjacente pode começar muito antes do que o gerente de projeto espera.
Uma especificação de sistema que pode ser perfeitamente adequada para um local no interior pode ser completamente inadequada para um local costeiro ou para um local com propriedades de solo altamente corrosivas. Não existe uma especificação única que sirva para todos os casos de proteção contra corrosão.
Quando a corrosão surge antes do esperado, comece medindo a espessura do revestimento para confirmar a presença da camada de zinco e se ela está de acordo com as especificações do engenheiro. Se os resultados forem anormais ou inconsistentes, a análise metalúrgica pode ajudar a determinar a causa – por exemplo, caracterizando a composição do revestimento e do aço e confirmando como o sistema de proteção foi aplicado.
Mesmo quando a galvanização é aplicada corretamente, cintas, garfos, pontos de içamento e empilhamento podem arranhar o revestimento. O processo de aparafusamento das conexões pode remover o material protetor das roscas. Essas áreas expostas frequentemente exigem retoques, e as equipes às vezes subestimam a frequência com que esses retoques devem ser feitos em dezenas de milhares de conexões.
Quando os materiais permanecem por longos períodos em condições de umidade, ou quando retoques são negligenciados, a corrosão pode começar nos pontos expostos. Sem uma inspeção minuciosa, é difícil determinar onde a camada protetora está intacta e onde foi removida. A galvanização com zinco geralmente confere uma aparência acinzentada e fosca aos produtos de aço, mas, às vezes, especialmente quando aplicada em camadas mais finas em peças com baixo risco de corrosão, pode apresentar uma aparência quase tão lisa e brilhante quanto o aço sem revestimento.
Por fim, a seleção e a compatibilidade dos componentes podem acelerar a corrosão em interfaces críticas. A utilização de conectores de fabricantes diferentes — que nunca foram projetados para serem acoplados — pode introduzir metais diferentes e tolerâncias de encaixe que promovem a corrosão galvânica. À medida que a resistência aumenta, ocorre aquecimento na interface, o que pode representar um problema tanto de confiabilidade quanto de segurança.
Melhores práticas
O controle da corrosão funciona melhor quando as equipes o tratam como um programa de ciclo de vida, e não como uma cláusula de garantia. Isso exige especificações claras desde o início, verificação nos pontos certos da cadeia de suprimentos e um plano de monitoramento após o início das operações no local.
A prevenção começa com especificações de corrosão vinculadas ao local real. Adeque a espessura e os materiais do revestimento à realidade ambiental – incluindo exposição costeira, condições do solo, padrões de drenagem e ciclos de umidade e seca esperados.
Uma das medidas de maior impacto é a verificação prévia. Muitos fabricantes terceirizam a galvanização, portanto, o controle de qualidade deve se estender à própria instalação de galvanização. Verificações da espessura do revestimento antes do envio podem detectar problemas quando as correções são o mais simples possível; esperar até que o material chegue ao local geralmente limita as opções a reparos em campo, monitoramento ou substituição.
A embalagem e o manuseio devem minimizar arranhões e danos por impacto. As equipes devem evitar longos períodos de armazenamento em condições que retenham umidade e, sempre que possível, manter o aço longe do solo exposto e de poças d’água.
É essencial realizar retoques constantes, utilizando materiais de galvanização a frio, em qualquer ponto onde as equipes encontrarem aço exposto, incluindo roscas e bordas de corte.
Quando a corrosão aparece, um fluxo de trabalho claro de inspeção e diagnóstico ajuda as equipes a responderem com medições em vez de suposições. Uma abordagem prática começa com inspeções visuais para mapear os focos de corrosão. Em seguida, são feitas medições da espessura do revestimento em locais representativos, principalmente em interfaces e outros pontos de alto risco.
A análise metalúrgica é uma etapa de diagnóstico separada e mais aprofundada. Utilize-a quando os resultados de espessura forem inconsistentes, quando a corrosão parecer excepcionalmente severa ou se houver motivo para suspeitar de problemas com o sistema de revestimento ou o material base. Essa sequência ajuda a distinguir manchas superficiais da verdadeira depleção do revestimento e perda de material.
Os proprietários podem reduzir o risco a longo prazo por meio de verificações periódicas em vez de reparos reativos. Verifique pontualmente a espessura da galvanização a cada cinco anos. Interprete os resultados em comparação com a especificação original de corrosão ou com uma tabela de perda de espessura recriada.
Para riscos de corrosão elétrica, a mitigação inclui a especificação de componentes de terminais, linguetas e conexões com classificação para uso externo e certificados. Evite a conexão cruzada de conectores e considere qualquer sinal de aquecimento, descoloração ou afrouxamento nas conexões como um alerta para inspeção, verificação do torque e possível substituição.
Projetos que se antecipam à corrosão a tratam como uma variável de desempenho mensurável e controlável. Isso requer critérios de aceitação claros, práticas de remediação documentadas e verificação periódica. Nicholas Hudson e Ankil Sanghvi
Sobre os autores
Nicholas Hudson é engenheiro principal da Clean Energy Associates (CEA). Engenheiro civil com formação nos EUA e engenheiro profissional licenciado, Hudson ingressou na CEA após cinco anos na SunPower. Ele traz consigo vasta experiência em engenharia estrutural, avaliação de terrenos e due diligence de ativos solares. Baseado em Austin, Texas, ele lidera a análise das condições do terreno, licenciamento e riscos de construção para projetos de grande escala.
Ankil Sanghvi é gerente sênior de engenharia na CEA, com mais de 11 anos de experiência no setor fotovoltaico, especializado em inspeções de campo, análise de falhas e mitigação de riscos para ativos comerciais e de grande escala. Ele lidera programas de inspeção e testes de campo e supervisionou mais de 1.200 inspeções de sistemas fotovoltaicos em diversas regiões, apoiando mais de 26 investigações de incidentes e perdas envolvendo incêndios, falhas de equipamentos e eventos climáticos extremos.
