La eólica camina hacia el reciclaje

La industria eólica es un sector líder en España. Con un importante volumen de potencia instalada, el país es el sexto en el mundo y el segundo en Europa en capacidad. Además de ser un importante productor de energía renovable es un destacado fabricante de equipos.

Este sector se enfrenta en la actualidad a un reto importante: el de el reciclaje de los parques antiguos. Los primeros comenzaron a operar a finales del siglo pasado y principios de éste y tras 25 años de actividad están llegando al final de su vida útil. Ya han comenzado a funcionar las primeras plantas que se dedicarán al reciclado de los viejos aerogeneradores, donde se prevé un tratamiento de miles de toneladas de residuos, que tras su reciclado podrían entrar de nuevo en las cadenas de producción industrial. De esta manera la eólica cerraría el ciclo y tras el desarrollo de los parques, su explotación se puede dar un paso importante en el reciclado y valorización de los materiales, de una manera sostenible y eficiente, evitando que terminen en un vertedero.

Uno de los principales escollos para que la industria eólica pueda lograr una economía circular se encuentra en algunos materiales con los que se fabrican algunos elementos de los que se compone un aerogenerador. Mientras el 85% de su estructura es fácilmente reciclable para su reutilización, los materiales compuestos, que se han empleado para las palas y las nacelles, no lo son.

El Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC ha coordinado el proyecto 'Success Blade', en el que ha trabajado con otros dos socios, el Ciemat y la Universidad de Girona, en el que ha desarrollado y patentado una resina termoplástica para fabricar las palas de los aerogeneradores. Una resina que ha sido validada, a escala de minieólica, en el Centro de Desarrollo de Energías Renovables (Ceder), que pertenece al Ciemat, ubicado en Soria.

Los resultados han demostrado un elevado porcentaje de recuperación de elementos como la fibra de vidrio y de la resina, componentes de la pala, así como del disolvente empleado en el proceso. Tal es así que se ha fabricado una pala de segunda generación con los materiales obtenidos en este reciclaje.

El investigador e ingeniero industrial, Rafael Carnicero Gómez, ha coordinado el trabajo realizado en la Unidad de Energía Eólica del Ceder-Ciemat.

Para llevar a cabo las pruebas de validación, el equipo del Ceder fabricó dos palas. Una con la resina termoestable comercial, la empleada habitualmente por la industria, y otra con la resina termoplástica creada por el ESIC, denominada 'Akelite'.

Ambas palas, la termoplástica y la termoestable se fabricaron utilizando el mismo diseño y el mismo molde y se integraron el resto de materiales habituales, como la fibra de vidrio. La diferencia estuvo únicamente en el tipo de resina empleada en cada una de ellas, con el fin de garantizar la comparación en la fase de ensayos.

Para determinar las propiedades estructurales de las palas, se llevaron a cabo pruebas de propiedades, estáticas, aplicando las cargas en dos puntos de tiro que permitió medir las deformaciones, y de fatiga, esta última para ensayar de manera acelerada los 25 años de vida útil, con el objetivo de definir su caracterización estructural.

El resultado permitió determinar que no se encontraron diferencias significativas entre ambas resinas y la termoplástica puede emplearse como compuesto con fibra de vidrio para la fabricación de las palas de los aerogeneradores, porque cumple con las condiciones mecánicas requeridas por la normas para ser usada en pequeños aerogeneradores destinados a un uso residencial, con potencias entre los tres o los cinco kilowatios, la conocida minieólica, en cuya investigación está especializado el Centro de Desarrollo de Energías Renovables de Soria.

Una vez realizado este trabajo se abordó la segunda fase de los ensayos para comprobar las posibilidades que tenía cada una de las palas de cara al reciclaje de sus materiales compuestos.

«El CSIC nos indicó que se debería utilizar una disolución de acetona para realizar el trabajo», explica Carnicero, «pero nosotros probamos también con otros solventes como el cloroformo, el acetato de tilo y el metanol y vimos que la acetona y el acetato de tilo fueron las que mejor respuesta tuvieron, pero al final nos decantamos por la primera porque es más económica e industrialmente es más accesible», puntualiza el investigador. Tras la fase de pruebas, que incorporaron la agitación mecánica, se observó que en 72 horas los componentes estaban disueltos.

Los resultados fueron satisfactorios para el equipo del Ceder de Soria. Gracias a la disolución de las palas en acetona se logró recuperado el 90% de las fibras de vidrio, el 80% de la resina termoplástica y el 60% del disolvente. Tal es así que con estos materiales recuperados se ha construido una pala de segunda generación.

Los investigadores del Ceder han logrado verificar las posibilidades de una nueva resina termoplástica para la fabricación de palas eólicas, lo que abre las puertas a mejorar su futuro reciclaje y a la reutilización de los materiales para la industria. «Nuestro trabajo se ha realizado pensando en los aerogeneradores que llegarán al final de su vida útil dentro de 25 años», explica Luis Cano, otro de los investigadores que ha trabajado ene proyecto. Las palas de los que se retiran en la actualidad tienen que pasar por reciclajes mecánicos, térmicos o químicos en los que, o bien los materiales se pierden en el vertedero o algunos son de difícil recuperación.

Tras el cierre del proyecto ‘Success Blade’, con el que Rafael Carnicero ha realizado su doctorado, el Ceder participa en un nuevo proyecto, con otros centros tecnológicos y empresas del sector eólico, para construir palas con este la resina termoestable ‘Akelite’ de 10,5 metros de longitud para montarlas en aerogeneradores de 100 kilowatios. Se trata del proyecto 'R3 Power', que permite hacer un escalado en la investigación con máquinas de mayores dimensiones.

Con esta línea de trabajo, el Ceder persigue conseguir el cien por cien de la recuperación de todos los materiales de un aerogenerador cuando haya alcanzado su vida útil y cerrar el círculo productivo, algo que interesa mucho a la industria eólica en la actualidad.