Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. ven un camino realista hacia la fabricación de palas eólicas bioderivadas que puedan reciclarse químicamente y reutilizarse los componentes, poniendo fin a la práctica de que las palas viejas terminen en vertederos en elfinal de su vida útil.

Los hallazgos sonpublicadoen el diarioCiencia.La nueva resina, que está hecha de materiales producidos utilizando recursos bioderivados, funciona a la par con el estándar actual de la industria de palas hechas de resina termoestable y supera a ciertas resinas termoplásticas destinadas a ser reciclables.

Los investigadores construyeron un prototipo de hoja de 9 metros para demostrar la capacidad de fabricación de una resina derivada de biomasa desarrollada por el NREL y apodada PECAN.El acrónimo significa PolyEster Covalently Adaptable Network y el proceso de fabricación encaja con los métodos actuales.

Con la tecnología existente,vientoLas hojas duran unos 20 años y luego se pueden reciclar mecánicamente, por ejemplo, triturarlas para usarlas como relleno de hormigón.PECAN marca un paso adelante debido a la capacidad de reciclar las palas mediante procesos químicos suaves.

El proceso de reciclaje químico permite que los componentes de las palas se recapturen y reutilicen una y otra vez, permitiendo la remanufactura del mismo producto, según Ryan Clarke, investigador postdoctoral en NREL y primer autor del nuevo artículo."Es realmente un enfoque ilimitado si se hace bien".

dijo elproceso químicofue capaz de romper completamente el prototipo de pala en seis horas.

El artículo, "Fabricación y prueba de termoestables derivados de biomasa para el reciclaje de palas eólicas", involucró el trabajo de investigadores de cinco centros de investigación del NREL, incluido el Centro Nacional de Tecnología Eólica y el Consorcio BOTTLE.Los investigadores demostraron una estrategia de fin de vida útil para las palas PECAN y propusieron estrategias de recuperación y reutilización para cada componente.

"El método PECAN para desarrollar palas de turbinas eólicas reciclables es un paso de importancia crítica en nuestros esfuerzos por fomentar unaeconomía circularpara materiales energéticos", dijo Johney Green, director asociado del laboratorio de Ciencias de Ingeniería Mecánica y Térmica del NREL.

La investigación sobre la resina PECAN comenzó por el final.Los científicos querían fabricar una pala eólica que pudiera ser reciclable y comenzaron a experimentar con qué materia prima podrían utilizar para lograr ese objetivo.La resina que desarrollaron utilizando azúcares bioderivados proporcionó un contrapunto a la noción convencional de que una cuchilla diseñada para ser reciclable no funcionará tan bien.

"El hecho de que algo sea bioderivado o reciclable no significa que vaya a ser peor", afirmó Nic Rorrer, uno de los dos autores correspondientes del artículo de Science.Dijo que una preocupación que otros han tenido sobre este tipo de materiales es que la hoja estaría sujeta a una mayor "deslizamiento", que es cuando la hoja pierde su forma y se deforma con el tiempo.

"Realmente desafía esta noción en evolución en el campo de la ciencia de los polímeros, de que no se puede utilizarmateriales reciclablesporque tendrán un rendimiento inferior o se arrastrarán demasiado".

Compuestos hechos de PECANresinamantuvieron su forma, resistieron la validación de climatización acelerada y podrían fabricarse en un plazo similar al ciclo de curado existente según el cual se fabrican actualmente las palas de las turbinas eólicas.

Si bien las palas eólicas pueden medir la longitud de un campo de fútbol, ​​el tamaño del prototipo proporcionó la prueba del proceso.

"Nueve metros es una escala que pudimos demostrar de todos modosprocesos de fabricaciónque se usaría en los 60, 80, 100 metroscuchillaescala", dijo Robynne Murray, la segunda autora correspondiente.