1. Introducción
Los soportes para paneles solares (también denominados estructuras de montaje fotovoltaico, bastidores solares o sistemas de soporte solar) son las estructuras que fijan los módulos fotovoltaicos a tejados, al suelo, a marquesinas para coches u otras superficies. Deben soportar de forma segura las cargas de viento, nieve, peso propio y sísmicas, al tiempo que garantizan una resistencia a la corrosión a largo plazo y la compatibilidad con los módulos.
Los dos materiales estructurales predominantes son los perfiles de aluminio extruido (los más habituales para sistemas de tejado) y el acero galvanizado por inmersión en caliente o recubierto de zinc-aluminio-magnesio (preferido para grandes parques solares en suelo). El acero inoxidable se utiliza de forma selectiva en entornos altamente corrosivos o para elementos de fijación críticos.
Entre las principales normas y referencias internacionales se incluyen:
• Material: EN 755 / EN 12020 / EN 573 (aluminio), EN 10025 / ASTM A36 / A572 / Q235 / Q355 (acero), EN ISO 1461 / ASTM A123 / AS/NZS 4680 (galvanizado por inmersión en caliente)
• Cargas de diseño estructural: Eurocódigo EN 1991-1-4 (viento), ASCE 7 (EE. UU.), AS/NZS 1170 (Australia/Nueva Zelanda)
• Producto / sistema: UL 2703 (sistemas de montaje de EE. UU.), EN 1090 (estructuras de acero), serie IEC para componentes fotovoltaicos relacionados
• Recubrimientos y corrosión: EN ISO 1461, EN 10346 (recubrimientos ZM), AS 1231 / EN ISO 7599 (anodizado)
• Elementos de fijación: pernos de acero inoxidable A2/A4 (304/316) o pernos de alta resistencia galvanizados por inmersión en caliente
La clasificación se basa principalmente en el tipo de material (aluminio frente a acero), la aleación o calidad, la protección de la superficie, el tipo de sistema (tejado, suelo, marquesina, seguidor) y la capacidad de carga de diseño.
2. Aleaciones de aluminio para sistemas de montaje solar
El aluminio es el material preferido para instalaciones en tejados y muchos sistemas comerciales debido a su ligereza (≈1/3 de la densidad del acero), su resistencia inherente a la corrosión y la facilidad con la que se puede extruir para obtener perfiles complejos de rieles y abrazaderas.
2.1 Aleaciones y estados de endurecimiento habituales del aluminio
Aleación / Estado de endurecimiento | Límite de elasticidad (MPa) | Resistencia a la tracción (MPa) | Alargamiento | Uso habitual |
6005 / 6005A-T5 | ≥240–260 | ≥260–300 | ≥8% | Rieles y bastidores estructurales más comunes (alta resistencia) |
6063-T5 / T6 | ≥110–180 | ≥160–205 | ≥8% | Rieles, abrazaderas, componentes más ligeros; excelente extrudabilidad |
6061-T6 | ≥245–275 | ≥265–310 | ≥8% | Piezas estructurales de mayor resistencia, soportes |
6005A-T66 | ≥270 | ≥290 | ≥7% | Versión de mayor resistencia del 6005 |
El 6005A-T5 está ampliamente considerado como el que ofrece el mejor equilibrio entre resistencia, extrudabilidad y resistencia a la corrosión para los rieles estructurales de instalaciones solares.
2.2 Protección superficial del aluminio
• Anodizado (EN ISO 7599 / AS 1231): espesor medio mínimo típico de la película de 10–15 µm (interior) a 20–25 µm (costero / industrial)
• El acabado de fábrica solo es aceptable en entornos continentales poco agresivos
• Recubrimiento en polvo o recubrimiento electroforético utilizados en algunas aplicaciones arquitectónicas
• La capa de Al₂O₃ autopasivante proporciona una resistencia inherente a la corrosión incluso sin anodizado
3. Acero para estructuras de montaje de instalaciones solares
El acero (normalmente galvanizado por inmersión en caliente o con recubrimiento de Zn-Al-Mg) es el material preferido para los sistemas de montaje en suelo a escala industrial debido a su mayor resistencia, su menor coste de material por unidad de resistencia y su idoneidad para grandes luces y pilotes hincados.
3.1 Calidades de acero habituales
Calidad / Especificación | Límite de elasticidad mínimo (MPa) | Resistencia a la tracción (MPa) | Aplicaciones típicas / Notas |
Q235B / S235 / A36 | 235 / 250 | 360–510 / 400–550 | Elementos secundarios, arriostramientos, componentes más ligeros |
Q355B / S355 / A572 Gr.50 | 345–355 | 470–630 / 450+ | Columnas primarias, vigas, correas: el grado estructural más común |
HSLA de mayor resistencia | 420–550+ | Varias | Elementos de gran luz o sometidos a cargas pesadas en montantes a suelo |
3.2 Protección contra la corrosión del acero
Recubrimiento | Masa / Espesor típicos | Norma | Ideal para |
Galvanizado en caliente (HDG) | Z275 (≥275 g/m²) o ≥65–85 µm | EN ISO 1461, ASTM A123, AS/NZS 4680 | Entornos interiores y moderados (C2–C3) |
Zn-Al-Mg (ZM / Magnelis) | ZM275 o superior | EN 10346 | Entornos costeros, industriales y protección de bordes cortados (C3–C5) |
Bobina pregalvanizada + galvanizado posterior | Varios | EN 10346 + ISO 1461 | Perfiles conformados en frío |
El galvanizado mínimo recomendado para estructuras solares al aire libre suele ser Z275 (≈38 µm por cara) o equivalente; en entornos agresivos se prefieren espesores de recubrimiento mayores o recubrimientos ZM.
4. Tipos de sistemas y materiales habituales
Tipo de sistema | Material recomendado | Notas |
Instalación en tejado (a ras / inclinada) | Aluminio 6005-T5 / 6063 | Es fundamental que sea ligero; rieles, abrazaderas, abrazaderas intermedias y de extremo |
Instalación en suelo (inclinación fija) | Acero galvanizado Q355 / S355 | Pilotes, columnas, correas, tirantes; se requiere alta resistencia |
Marquesina / cubierta | Acero o aluminio | Depende de la luz y de los requisitos arquitectónicos |
Sistemas de seguimiento | Acero + componentes de aluminio | Cargas dinámicas más elevadas; cimientos robustos |
Flotante / especial | Aluminio / recubrimientos especializados | Consideraciones relativas a la corrosión y la flotabilidad |
5. Normas estructurales y de productos clave por región
Región | Estructural / Carga | Producto / Recubrimiento / Otros |
Europa | Eurocódigo EN 1990 / EN 1991-1-4 | EN 1090 (acero), EN 755/12020 (Al), EN ISO 1461, DoP de la CE |
EE. UU. | ASCE 7 (viento/nieve/sísmica) | UL 2703 (sistemas de fijación), ASTM A36/A572, ASTM A123 |
Australia / Nueva Zelanda | AS/NZS 1170.1 y 1170.2 | AS/NZS 4680 (galvanizado en caliente), AS 1231 (anodizado) |
China / Asia | GB 50009 / normativas locales | GB/T 700 / 1591 (acero), GB/T 6892 / 5237 (Al), GB/T galvanizado |
Internacional | IEC / normativas locales sobre viento | IEC 61215/61730 (módulos), normas relacionadas con componentes fotovoltaicos |
6. Aluminio frente a acero: comparación clave
Propiedad | Aluminio (6005A-T5) | Acero (Q355 / S355 HDG) |
Densidad | ≈ 2,70 g/cm³ | ≈ 7,85 g/cm³ |
Límite elástico típico | ≈ 260 MPa | ≈ 355 MPa |
Ventaja de peso | ~1/3 del peso del equivalente en acero | Referencia (más pesado) |
Resistencia a la corrosión | Inherente + anodizado | Requiere recubrimiento HDG o ZM |
Mejor aplicación | Cubiertas, instalaciones comerciales, estructuras ligeras | Instalaciones a gran escala en suelo, grandes luces |
Coste relativo (material) | Más alto por kg, menor peso instalado | Menor por unidad de resistencia para grandes proyectos |
7. Aplicaciones típicas
• Sistemas fotovoltaicos residenciales y comerciales en cubiertas (rieles y abrazaderas de aluminio)
• Parques solares a escala industrial montados en suelo (estructuras de acero galvanizado)
• Cocheras, marquesinas y estructuras de aparcamiento solares
• Instalaciones agrivoltaicas y solares flotantes
• Energía fotovoltaica integrada en edificios y adosada a edificios (BIPV / BAPV)
• Sistemas de seguimiento de un eje y de dos ejes
8. Notas importantes
• El diseño estructural debe cumplir con la normativa local sobre cargas de viento, nieve y sísmicas (ASCE 7, Eurocódigo, AS/NZS 1170, etc.). Normalmente se requieren los cálculos estructurales del proveedor.
• Se deben obtener certificados de los materiales (certificados de fábrica que indiquen la aleación o el grado y los informes sobre el espesor del recubrimiento) para cada proyecto.
• El espesor del anodizado del aluminio y la masa de galvanizado del acero deben ajustarse a la categoría de corrosión ambiental (C2–C5).
• Los elementos de fijación suelen ser de acero inoxidable A2 (304) o A4 (316) para los sistemas de aluminio, o pernos de alta resistencia galvanizados por inmersión en caliente para los sistemas de acero; debe evitarse la corrosión bimetálica.
• Las abrazaderas y los rieles de los módulos deben ser compatibles con las dimensiones del bastidor del módulo y los requisitos de puesta a tierra (p. ej., UL 2703).
• La vida útil prevista para los sistemas de calidad suele ser de 25 años o más, coincidiendo con el periodo de garantía de los módulos fotovoltaicos.
• En los sistemas de acero de montaje en suelo se suelen utilizar perfiles de acero conformados en frío (C, Z, perfiles en U, SHS/RHS); consulte también los documentos anteriores sobre correas en C y en Z para conocer los grados correspondientes.
• Compruebe siempre que el sistema de montaje haya sido diseñado teniendo en cuenta la velocidad del viento específica del emplazamiento, la categoría del terreno, la carga de nieve y el tipo de cubierta.
