Químicos logran descomponer los aspas de las turbinas eólicas y no acabarán en los vertederos

Las turbinas eólicas son cruciales para abordar el cambio climático, pero cuando llegan al final de su vida útil, las aspas de estos generadores van a parar a vertederos. Sus desechos contravienen las normas de producir energía limpia, sostenible y garante de una hoja de ruta verde.

Ahora, una nueva investigación, publicada en Nature, podría representar un primer paso hacia la construcción de infraestructura de energía renovable que no termine en un depósito de escombros.

Las palas de las turbinas eólicas deben ser resistentes para ser útiles. Estos caballos de batalla de la energía renovable duran décadas, con frecuencia dando vueltas hasta 30 veces por minuto.

Pero cuando llega el momento de desmantelar uno, la fortaleza de un generador eólico puede convertirse en una debilidad. Debido a que las hojas están diseñadas para ser tan duraderas, los materiales utilizados para construirlas no se pueden reciclar. Alrededor de 43 millones de toneladas de estas palas serán desmanteladas para 2050, anticipa el estudio.

El estudio describe una forma de recuperar los componentes principales de las palas de los aerogeneradores, rompiendo el plástico que los mantiene unidos sin destruir los componentes básicos del material.

RESULTS IN @Nature: Researchers at @AarhusUni and @TeknologiskInst develop new chemistry to extract virgin-grade materials from wind turbine blades in one process. ➡️ Potential #circulareconomy in wind turbine, aerospace, automotive and space industries. https://t.co/K2QQP4NuQN pic.twitter.com/fvi1veuxSk

— iNANO – Interdisciplinary Nanoscience Center (@iNANO_AarhusUni) April 27, 2023

“Necesitamos energía sostenible, pero también tenemos que considerar los residuos y tenemos que encontrar soluciones para eso”, dice Alexander Ahrens. Investigador postdoctoral en la Universidad de Aarhus en Dinamarca y autor principal del estudio

Las aspas de turbinas eólicas, ¿qué hacer con ellas?

Las aspas de las turbinas eólicas están fabricadas con un plástico resistente llamado resina epoxi. Debido a los enlaces químicos que se crean cuando la resina epoxi se solidifica. No se puede derretir y aplastar en una nueva forma para reutilizarla, como el plástico que forma las botellas de agua o las jarras de leche.

En este caso, las fibras también se mezclan con la resina para una mayor resistencia. Este tipo de material reforzado, llamado fibra de vidrio cuando las fibras de soporte están hechas de vidrio, a menudo se usa para aplicaciones de alta intensidad como alas de aviones y barcos.

“Debido a que estos materiales son tan duraderos, en este momento no existe una tecnología adecuada para reciclarlos”, precisa Ahrens.

Tens of thousands of old wind turbines could end up in landfills by the end of the decade. An estimated 40 million tonnes of wind power blade waste could end up in landfills by 2050. pic.twitter.com/mDstnatocl

— James Melville (@JamesMelville) May 3, 2023

Existen algunos métodos para descomponer la fibra de vidrio, pero estos enfoques generalmente inutilizan la porción de epoxi Y, a veces, también dañan las fibras de vidrio. Los investigadores se propusieron desarrollar un método lo suficientemente suave como para permitir que los componentes principales se vuelvan a utilizar, reseñó MIT Technology Review.

El enfoque resultante tiene como objetivo los enlaces químicos que bloquean el plástico en su lugar y «los mastica como Pac-Man. Solo mastica el epoxi y libera esas fibras de vidrio», señala Troels Skrydstrup, profesor de química en Aarhus y otro autor del estudio.

Para descomponer los materiales epoxi, los investigadores los sumergieron en una mezcla de solventes y agregaron un catalizador, lo que ayudó a acelerar la reacción química. Calentaron todo a 160 °C durante 16 horas y varios días, hasta que el material objetivo se descompuso por completo.

Reciclar materiales

Después de algunas pruebas iniciales, los investigadores utilizaron su método para masticar un trozo de una pala de turbina eólica. Después de seis días, el resultado fue el siguiente: fibras de vidrio casi impecables (y una hoja de metal de soporte que atraviesa la mayoría de las palas de las turbinas). Y viales de ingredientes que podrían usarse nuevamente en nuevos materiales.

Esta es la primera vez que los investigadores han podido descomponer un material epoxi reforzado para recuperar tanto los bloques de construcción del plástico como las fibras de vidrio del interior sin dañar ninguno de los dos, comenta Skrydstrup.

Always be skeptical when you see stuff like this. It turns out that:

1) all those scary sounding chemicals are not particularly scary
2) wind turbines actually do get recycled and
3) the amount of waste is tiny compared to coal ash and impacts are tiny vs burning fossil fuels https://t.co/q77s33i7bi pic.twitter.com/9fSgCQsyO6

— Zeke Hausfather (@hausfath) February 4, 2023

Si bien este proceso pudo masticar materiales en el laboratorio, podría ser difícil llevarlo a cabo a una escala lo suficientemente grande como para hacer mella en los millones de toneladas de aspas de turbinas eólicas que dejarán de funcionar en las próximas décadas. “Creo que lo importante es que muestra una prueba de concepto que puede inspirar a otros a comenzar a mirar en esta dirección”, dice Skrydstrup.

La prueba de concepto es clave en el reciclaje químico, y este enfoque es «realmente emocionante». especialmente porque los investigadores demostraron que funciona con desechos reales, indica Julie Rorrer. Profesora de la Universidad de Washington que estudia el reciclaje químico. La siguiente etapa, sostiene, sería averiguar cómo podría funcionar esto a escala industrial. O determinar qué se necesitaría ajustar para que el proceso pueda ser rápido y eficiente para ser económico.

Uno de los posibles obstáculos para la operación comercial es que el catalizador utilizado en el método de reciclaje de los investigadores se basa en un metal costoso llamado rutenio. Los investigadores estaban usando una gran cantidad de este metal. Y, aunque no se agota durante la reacción, podría ser difícil recuperarlo y usarlo nuevamente.

Cosas valiosas en la basura

Puede haber otros métodos más adecuados para reciclar álabes de turbinas en la industria. El laboratorio de Skrydstrup ha desarrollado otro proceso que también descompone las palas de las turbinas, al que se hizo referencia en un comunicado de prensa a principios de este año por parte del fabricante de turbinas eólicas Vestas.

The Download: recycling wind turbine blades, and safeguarding AI. https://t.co/6riRrk9ZNN

— Science Tracker (@sciencetracker2) May 3, 2023

Skrydstrup dice que el enfoque es un proceso de dos partes y podría ser más factible ejecutarlo a escala comercial. Aunque los investigadores se negaron a dar detalles específicos porque están trabajando para enviar los resultados a revistas científicas.

Estos son solo dos de los muchos enfoques que se están desarrollando en el reciclaje avanzado de las aspas de turbinas eólicas. Ha habido un gran auge en la investigación sobre formas de limpiar todo tipo de materiales, desde plásticos de un solo uso hasta turbinas eólicas, dice Rorrer. Y por una buena razón: «Hay cosas valiosas en la basura».

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