Los aerogeneradores son cruciales para hacer frente al cambio climático, pero cuando llegan al final de su vida útil, las palas de las turbinas pueden acumular muchos residuos. Ahora, una nueva investigación, publicada en Nature, podría representar un primer paso hacia la construcción de infraestructuras de energías renovables que no terminen en un vertedero.
Las palas de los aerogeneradores tienen que ser resistentes para ser útiles. Estos caballos de batalla de la energía renovable duran décadas y a menudo giran hasta 30 veces por minuto.
Pero cuando llega el momento de desmantelar un aerogenerador, su fuerza puede convertirse en debilidad. Como las palas están diseñadas para ser tan duraderas, los materiales utilizados para construirlas no pueden reciclarse. Y para 2050 se habrán desmantelado unos 43 millones de toneladas de estas palas.
El nuevo trabajo describe una forma de recuperar los principales componentes de las palas de los aerogeneradores, descomponiendo el plástico que las mantiene unidas sin destruir los componentes básicos del material.
“Necesitamos energía sostenible, pero también hay que tener en cuenta los residuos y encontrar soluciones”, afirma Alexander Ahrens, investigador postdoctoral de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) y autor principal del nuevo estudio.
Las palas de los aerogeneradores se fabrican con un plástico muy resistente llamado resina epoxi. Debido a los enlaces químicos que se crean cuando la resina se solidifica, no se puede fundir y aplastar para darle una nueva forma y reutilizarla, como ocurre con el plástico de las botellas de agua o las jarras de leche. En este caso, también se mezclan fibras con la resina para darle más resistencia. Este tipo de material reforzado -llamado fibra de vidrio cuando las fibras de soporte se fabrican con vidrio- suele utilizarse en aplicaciones de alta resistencia, como alas de aviones y barcos.
“Como estos materiales son tan duraderos, ahora mismo no existe una tecnología adecuada para reciclarlos”, afirma Ahrens.
Existen algunos métodos para descomponer la fibra de vidrio, pero suelen inutilizar la parte epoxi y dañar las fibras de vidrio. Los investigadores de Aarhus se propusieron desarrollar un método lo bastante suave para que los componentes principales pudieran volver a utilizarse.
El método resultante ataca los enlaces químicos que fijan el plástico y “los mastica como el comecocos: mastica el epoxi y libera las fibras de vidrio”, explica Troels Skrydstrup, catedrático de Química de la Universidad de Aarhus y otro de los autores del nuevo estudio.
Fibras de vidrio casi inmaculadas
Para descomponer los materiales epoxídicos, los investigadores los sumergieron en una mezcla de disolventes y añadieron un catalizador, que ayudó a acelerar la reacción química. Calentaron todo hasta 160 °C (320 °F) durante entre 16 horas y varios días, hasta que el material objetivo se descompuso por completo.
Tras algunas pruebas iniciales, los investigadores utilizaron su método para descomponer un trozo cuadrado de una pala de aerogenerador. Al cabo de seis días, el resultado fue unas fibras de vidrio casi inmaculadas (y una lámina metálica de soporte que recorre la mayoría de las palas de turbina) y viales de ingredientes que podían volver a utilizarse en nuevos materiales.
Es la primera vez que los investigadores consiguen descomponer un material epoxi reforzado para recuperar tanto los componentes básicos del plástico como las fibras de vidrio de su interior sin dañar ninguno de los dos, afirma Skrydstrup.
Aunque este proceso fue capaz de descomponer 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 aerogeneradores 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 empezar a buscar en esta dirección”, dice Skrydstrup.
La investigación sobre pruebas de concepto es clave en el reciclado químico, y este enfoque es “realmente emocionante”, sobre todo porque los investigadores demostraron que funciona con residuos reales, dice Julie Rorrer, profesora de la Universidad de Washington que estudia el reciclado químico.
La siguiente etapa
Según Rorrer, la siguiente etapa consistiría en averiguar cómo podría funcionar a escala industrial o determinar qué habría que ajustar para que el proceso fuera lo bastante rápido y eficaz como para resultar económico.
Uno de los posibles obstáculos para la explotación comercial es que el catalizador utilizado en el método de reciclado de los investigadores depende de un metal caro llamado rutenio. Los investigadores utilizaban una gran cantidad de este metal y, aunque no se agota durante la reacción, podría ser difícil recuperarlo y volver a utilizarlo.
Puede que haya otros métodos más adecuados para reciclar álabes de turbina en la industria.
El laboratorio de Skrydstrup ha desarrollado otro proceso que también descompone las palas de las turbinas, al que el fabricante de aerogeneradores Vestas hizo referencia en un comunicado de prensa a principios de este año.
Skrydstrup afirma que se trata de un proceso en dos partes y que podría ser más factible a escala comercial, aunque los investigadores no quisieron dar detalles concretos porque están trabajando para enviar los resultados a revistas científicas.
Estos son sólo dos de los muchos enfoques que se están desarrollando en el reciclaje avanzado. Se ha producido un enorme auge en la investigación de formas de limpiar todo tipo de materiales, desde plásticos de un solo uso hasta turbinas eólicas, afirma Rorrer, y por una buena razón: “Hay cosas valiosas en la basura”.
