Investigaciones recientes han demostrado la existencia de un nuevo material (resina) para reciclar las hélices/aspas eólicas, lo que podría transformar la industria eólica, haciendo que la energía renovable sea más sostenible que nunca y, al mismo tiempo, reducir los costos en el proceso.
Los investigadores demostraron la viabilidad de la resina termoplástica mediante la fabricación de una pala de turbina eólica de 9 metros de largo utilizando esta nueva resina. El uso de esta resina termoplástica ha sido validado en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL).
¿Quién financia esta investigación?
La Oficina de Fabricación Avanzada del Departamento de Energía de EE. UU. NREL es el principal laboratorio nacional del Departamento de Energía de EE. UU. para la investigación y el desarrollo de energías renovables y eficiencia energética. NREL es operado para el Departamento de Energía por Alliance for Sustainable Energy, LLC.
- ¿Entonces reciclar hélices viejas de turbinas eólicas podría ser la próxima oportunidad de negocios?
- ¿Te has preguntado qué sucede con esas enormes hélices de aerogeneradores una vez que su vida útil ha terminado?
Muchos en la industria de la energía renovable están estudiando la posibilidad de convertir un posible problema en los vertederos en una oportunidad rentable de reciclaje.
La razón es que las turbinas eólicas de primera generación de la década de 1980 en la actualidad están siendo reemplazadas por modelos más nuevos.
Algunas de las turbinas eólicas más viejas se pueden restaurar y colocar en otros lugares. La mayoría tienen componentes hechos de metales valiosos, fáciles de reciclar si la máquina no se puede reparar. La gran preocupación es el plástico, la fibra de carbón, un material en las hélices compuesto a partir del petróleo, ya que se espera que en los años venideros aumente el volumen de palas desechadas.
La Universidad Estatal de Washington ha unido fuerzas con la empresa estadounidense Global Fiberglass Solutions Inc., en el estado de Washington, para reciclar las hélices fuera de servicio descomponiéndolas en un nuevo material compuesto que tiene una variedad de usos comerciales e industriales.
¿Qué están haciendo los europeos?
Europa también buscan soluciones. La planta de Alemania “Zajons Logistik”, una planta de reprocesamiento a escala industrial, en la actualidad la única de su clase que opera en el mundo, recicla hélices y las convierte en materiales utilizados para hacer cemento. El director general de la compañía Jörg Lemke, comentó a la publicación “Windpower Monthly” que anticipa un crecimiento en el campo del reprocesamiento.
Alrededor del 80% de las viejas turbinas eólicas que han sido desmontadas están siendo vendidas para su reutilización en otros lugares, pero eso va a cambiar cuando se desmantelen los parques eólicos más nuevos. Sus hélices no son tan fuertes y tendrán que ser recicladas.
En Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencias ha otorgado casi 2 millones de dólares en subvenciones a universidades en Massachusetts y Kansas para desarrollar materiales biodegradables a partir de fuentes sostenibles para la fabricación de hélices de turbina. Si tienen éxito, podríamos estar contemplando la existencia de turbinas eólicas ecológicas.
¿Como lograr el reciclaje en las turbinas eólicas?
Gracias a los beneficios de la resina termoplástica puede permitir palas más largas, más livianas y de menor costo. La fabricación de palas eólicas que utilizan los sistemas de resina termo-endurecible actuales requiere más energía y mano de obra en la instalación de fabricación, y el producto final a menudo termina en los vertederos.
“Con los sistemas de resina termo-endurecible, es casi como cuando se fríe un huevo. No se puede revertir eso”, dijo Derek Berry, ingeniero senior de NREL. “Pero con un sistema de resina termoplástica, se puede hacer una pala con él. Se calienta a cierta temperatura y se derrite. Se puede recuperar la resina líquida y reutilizarla”.
Berry es coautor de un nuevo artículo titulado “Comparación estructural de una pala de turbina eólica de material compuesto termoplástico y una pala de turbina eólica de material compuesto termoestable“, que aparece en la revista Renewable Energy.
Otros actores a tomar en cuenta
NREL también ha desarrollado un modelo tecno-económico para explorar los beneficios de costos de usar una resina termoplástica en las palas. Las palas de las turbinas eólicas actuales están hechas principalmente de materiales compuestos como fibra de vidrio infundida con una resina termoestable.
Con una resina epoxi termo-endurecible, el proceso de fabricación requiere el uso de calor adicional para curar la resina, lo que aumenta el costo y el tiempo de ciclo de las palas. Sin embargo, la resina termoplástica cura a temperatura ambiente.
El proceso no requiere tanta mano de obra, lo que representa aproximadamente el 40% del costo de una pala. Los investigadores determinaron que el nuevo proceso podría hacer que las palas sean un 5% menos costosas de fabricar.
NREL es el hogar de las instalaciones de tecnología y educación de fabricación de materiales compuestos (CoMET) en el campus Flatirons cerca de Boulder, Colorado. Allí, los investigadores diseñan, fabrican y prueban álabes de turbina compuestos.
Anteriormente, demostraron la viabilidad del sistema de resina termoplástica mediante la fabricación de una pala de turbina eólica compuesta de 9 metros.
Siguieron esa demostración fabricando y validando estructuralmente una pala de material compuesto termoplástico de 13 metros en comparación con una pala termoestable casi idéntica.
Este trabajo, junto con el trabajo de Arkema y otros socios del Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation, demostró las ventajas de alejarse del sistema de resina termoendurecible.
“El material termoplástico absorbe más energía de las cargas en las palas debido al viento, lo que puede reducir el desgaste de estas cargas en el resto del sistema de la turbina, lo cual es bueno”, dijo Murray.
La resina termoplástica también podría permitir a los fabricantes construir palas en el sitio, aliviando un problema que enfrenta la industria a medida que aumenta el tamaño de las palas, que en consecuencia, aumenta el problema de cómo transportarlas desde una instalación de fabricación.
Acerca de: Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation
El Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI) es una asociación público-privada que crea soluciones de energía limpia y cataliza la competitividad de la fabricación en todo el ecosistema de compuestos avanzados de EE. UU.
Acerca de Nrel
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) está transformando la energía a través de la investigación, el desarrollo, la comercialización y el despliegue de tecnologías de energía renovable y eficiencia energética.
No pierdas la oportunidad de leer este reportaje:
Te puede interesar:
- 5 componentes cruciales para reducir las fallas en turbinas eólicas en tierra
- Neoenergia comienza la construcción de un complejo eólico de 566 MW en Brasil
- Compañía construirá el parque eólico terrestre más alto de Escocia
