Las turbinas eólicas recicladas se pueden convertir en plexiglás, pañales o ositos de goma.

Las palas de las turbinas eólicas suelen estar diseñadas para ser reemplazadas aproximadamente cada 20 años. Esto significa que a medida que la energía eólica se vuelve más popular, se descartarán cada vez más de estas voluminosas estructuras de fibra de vidrio, muchas de las cuales pueden terminar enterradas en el suelo. Para fomentar el reciclaje de las cuchillas, un equipo de investigación ha desarrollado una resina adhesiva, el componente que mantiene unidos los materiales fibrosos, que se puede convertir en sustancias más valiosas.

«Diseñamos específicamente un sistema pensando en el final de su vida útil», dijo John Dorgan, profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad Estatal de Michigan, que está trabajando en el desarrollo de la nueva resina. Después de años de usarse para fortalecer las palas de las turbinas eólicas u otras estructuras, la resina se puede reciclar de nuevo en otra pala de turbina o reciclarse en un material compuesto que se puede usar para fabricar productos de plástico. También se puede procesar en productos químicos más valiosos: estas opciones mejoradas incluyen plexiglás acrílico resistente a los golpes, un polímero superabsorbente que se usa en pañales, y lactato de potasio, un conservante de alimentos: varias raíces se usan para hacer sus ositos de goma que comí después.

Las palas de las turbinas eólicas suelen tener 170 pies de largo, aproximadamente la longitud de una piscina olímpica. Pero debido a que las turbinas más grandes pueden capturar más energía, algunos parques eólicos marinos están invirtiendo en unidades más altas con palas casi el doble de largas. Cuando estas cuchillas gigantes se rompen o llegan al final de su vida útil, deben retirarse de servicio. Los expertos estiman que para 2050, se retirarán más de 2 millones de toneladas de material para palas cada año.

Hay dos obstáculos principales para reciclar estas estructuras. «La primera es que son bastante grandes y se supone que son muy duraderos; pueden durar 20 años o más en el clima. Por lo tanto, son difíciles de desarmar y mover», dice Aubryn Cooperman, un viento analista de energía del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, explicó que no participó en el desarrollo de la nueva resina.Otro problema es que «están hechos de materiales que tienen el menor costo posible [that will] Todavía obtenga el rendimiento que necesita. Para obtener la máxima eficiencia, las palas de las turbinas eólicas deben ser livianas y resistentes, por lo que los ingenieros generalmente las fabrican con fibra de vidrio y resina polimérica unidas. En teoría, el material podría reciclarse, pero los investigadores dicen que el producto resultante no es particularmente valioso «. El problema principal es: simplemente no es económico hacerlo», dijo Dogan. «Es más barato enterrarlo en el suelo que reprocesarlo en algo útil». «

Para resolver este problema, el reciclaje de palas de aerogeneradores debe ser más fácil y rentable. Varias compañías en la industria de la energía renovable, incluidas Siemens Gamesa, General Electric y Vestas, están trabajando en el tema, dijo Cooperman. «Cualquier cosa que facilite el reciclaje y reduzca el costo del reciclaje aumenta las posibilidades de que ocurra más reciclaje», señaló.

Dorgan y sus colegas decidieron desarrollar una nueva resina polimérica que pudiera unir con firmeza grandes estructuras de fibra de vidrio cuando estuviera en uso, y que pudiera convertirse en una variedad de productos cuando se retiraran las hojas. El equipo produjo una resina almibarada disolviendo polilactida, un polímero derivado de plantas, en un monómero sintético llamado metacrilato de metilo (MMA). A continuación, los investigadores utilizaron presión de vacío para extraer la resina a través de las fibras de vidrio. Después de que las fibras se impregnan con el líquido, la resina se endurece y crea una placa sólida de fibra de vidrio. El mismo proceso se puede utilizar para fabricar estructuras más grandes, como palas de aerogeneradores y cascos de barcos. El equipo presentó el trabajo esta semana en una reunión de la American Chemical Society.

Cuando llegó el momento de reciclar sus paneles de fibra de vidrio experimentales, los investigadores tenían varias opciones. Por un lado, pueden triturar los paneles y añadir polímero extra, produciendo un material plástico que puede transformarse en otros objetos mediante el moldeo por inyección. Dogan dijo que el compuesto de fibra corta podría ser la base para carcasas de computadoras u otros objetos, pero no sería particularmente valioso. Otra opción es crear paneles nuevos y resistentes a partir de los restos de paneles antiguos: el equipo empapó los paneles en monómero MMA, que disuelve la resina endurecida, y luego los investigadores retiraron físicamente las fibras de vidrio. El «jarabe» reciclado se utiliza para hacer tableros de fibra de vidrio frescos con las mismas propiedades físicas que los tableros de fibra de vidrio virgen.

Pero la resina restante tiene otros usos potenciales. «Lo que realmente está impulsando el reciclaje de turbinas eólicas es si puede convertirlas en algo más valioso o usarlas para [make high-value] producto «, dijo Dogan. Por ejemplo, pasar resina reciclada a través de diferentes reacciones químicas permitió al equipo extraer nuevos compuestos. Una sustancia producida de esta manera es el polimetilmetacrilato, un polímero acrílico que mejor se llama plexiglás. Esta sustancia transparente y resistente a los golpes se ve como reemplazo del vidrio en todo, desde las ventanas hasta los faros de los automóviles. La cocción de la resina a altas temperaturas produce poli(ácido metacrílico), un material súper absorbente que se usa en pañales y otros productos. Un poco más de procesamiento produce lactato de potasio, que se agrega a varios alimentos como conservante. Si bien Dorgan lo usa para hacer sus propios ositos de goma, no necesariamente hace los suyos. El caramelo se considera la principal forma de mejorar la reciclabilidad de las palas de las turbinas eólicas. Su objetivo es fomentar el reciclaje mediante el cambio de actitudes. .

«Estoy tratando de ampliar los límites de cómo la gente piensa sobre el reciclaje», explicó. «Se trata de crear más opciones y hacer que la gente piense ‘¿cuál es el límite real para el reciclaje?’. Que yo sepa, nadie ha reprocesado materiales compuestos duraderos en algo comestible».