Resistencia al viento para farolas solares: lo que realmente las mantiene en pie

Cómo la carga del viento alcanza el suelo

La presión del viento actúa sobre el área expuesta de la luminaria y el panel. Esa presión se convierte en un momento de flexión en la base del poste, y la base convierte el momento en una reacción contra el suelo. Cada elemento aguas arriba de la base solo mide el tamaño de ese momento; la base decide si el poste permanece vertical.

Una entrada impulsa toda la cadena: la presión básica del viento para el sitio, tomada de los datos meteorológicos locales.Los sitios costeros y de planicies abiertas llevan una presión básica del viento más alta que los sitios del interior, por lo que el mismo accesorio que está bien en un campus protegido puede ser de tamaño insuficiente en un camino expuesto.

Diseño de polos: forma de sección, cono y material

Tres palancas deciden qué tan bien un poste lleva el momento de flexión, y se compensan entre sí:

• Forma de la sección. Una sección transversal circular arroja viento bien, lo que reduce la carga, pero lleva menos resistencia a la flexión por kilogramo de acero que una sección poligonal. Secciones hexagonales y octogonales elevan el momento de inercia, por lo que resisten la flexión con menos material.
• Taper. El momento de flexión alcanza su punto máximo en la base y cae a casi cero en la parte superior, por lo que el poste debe ser más ancho en la parte inferior y cónico hacia arriba. Un poste de diámetro constante paga por el acero en la punta que nunca gana su mantenimiento.
• El polímero reforzado con fibra (FRP) es un material de poste compuesto que es ligero y fuerte, que reduce el esfuerzo de envío e instalación y resiste la corrosión en el aire costero, pero los detalles de conexión en la placa base y el brazo necesitan los propios datos estructurales del fabricante de postes, por lo que tratamos el FRP como una opción específica del proyecto, no un valor predeterminado del catálogo.

Montaje de la luminaria y el panel

La luminaria debe sentarse tan perpendicular al poste como lo permita la óptica, por lo que el viento la empuja hacia atrás en lugar de torcer el montaje.Fijarla con pernos de alta resistencia, tuercas y arandelas de bloqueo: la arandela de bloqueo es lo que evita que la tuerca retroceda bajo vibración, y es la parte más barata del ensamblaje.

El soporte del panel es la segunda vela. Monte el panel paralelo al viento predominante, o en un pequeño ángulo con respecto a él, de modo que el borde de la matriz se encuentre con el flujo en lugar de su cara. Use soportes dedicados atornillados al poste, dimensionados con suficiente fuerza y rigidez para que el panel no oscile: un panel de aleteo afloja sus pernos más rápido de lo que cualquier ráfaga de viento puede sacarlos.

Fundaciones: donde realmente comienzan los fracasos

Las pilas transfieren la carga a capas de suelo más profundas y estables y dan una resistencia mucho mejor a la extracción y al vuelco que una almohadilla poco profunda, y la verificación de elevación en una base poco profunda es donde los proyectos presupuestarios se meten en problemas.

Donde el suelo es competente, una fundación de hormigón dimensionada desde la altura del poste, el peso del accesorio, la geología local y la presión del viento del sitio funciona.La profundidad de incrustación se establece como una proporción de la altura del poste por el cálculo estructural, no por habito.Dos medidas de refuerzo valen la pena: balasto-bloques de hierro o piedras fundidas uniformemente en el concreto para agregar resistencia al vuelco-y varillas de anclaje o anclajes de tierra que atan la base al suelo circundante para una fricción y adhesión adicionales.

Números de carga de viento y simulación

El cálculo se ejecuta en tres pasos: tomar la presión básica del viento a partir de los datos meteorológicos locales, aplicar los coeficientes de forma y tamaño del código para la luminaria y el panel, y verificar el momento de base, la deflexión y el vuelco de la base contra el poste y la capacidad del suelo. Para los sitios estándar, ejecutamos los números a través de nuestra calculadora de carga de viento; cualquier cosa con una exposición inusual, un brazo personalizado o una inclinación agresiva va a un ingeniero estructural local para un cálculo sellado.

Para proyectos críticos-puentes expuestos, carreteras costeras, cualquier cosa donde una falla bloquea una carretera-modelamos el ensamblaje en 3D, aplicamos la carga del viento y buscamos los puntos débiles antes de que se vierta el primer poste.

Inspección y Mantenimiento

Las tormentas encuentran los pernos sueltos, así que inspeccione después de eventos de viento graves, no solo en un calendario.Camine por el poste, la luminaria, el panel y la cimentación: busque deformación, grietas y aflojamiento, con especial atención a las soldaduras y los pernos de la placa de base.Luego mire el suelo alrededor de la cimentación para el asentamiento o agrietamiento: el movimiento del suelo debajo de una almohadilla aparece allí semanas antes de que el poste se incline.

Repare prontamente. Endereza o reemplace un poste deformado, reemplace los pernos sueltos u oxidados en lugar de volver a torquearlos, y refuerce cualquier cimentación que haya perdido estabilidad. Limpie los escombros, verifique la impermeabilización en la base y vuelva a torcer los pernos del brazo y del panel mientras está en el sitio.

Lo que esta guía no cubre

Esta página cubre los principios de diseño que aplicamos a los accesorios estándar.No reemplaza un cálculo estructural estampado: la base y el poste para cualquier proyecto real deben estar firmados por un ingeniero local contra el informe de la zona de viento y el suelo del sitio.Tampoco cubre los detalles de la región del tifón más allá de los mínimos del código, los soportes de techo y pared o los postes decorativos con brazos no estándares.Si está especificando un proyecto ahora, dimensione la exposición con nuestra calculadora de carga de viento, luego compárela con los datos de los polos y los cimientos de nuestras farolas solares todo en uno: cada unidad se envía con el hardware de montaje adaptado a la sección de los polos. Para sitios donde el viento y el débil sol de invierno argumentan en contra de solo energía solar, nuestra guía híbrida eólica y solar cubre el otro lado del comercio.

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