¿Qué sucede con las palas de los aerogeneradores al final de su ciclo de vida?

En lo alto de torres de cientos de pies de altura, con vistas a llanuras cubiertas de hierba o mares ventosos, elegantes hojas blancas trazan círculos lentos y poderosos en el aire. ¿Puede el ciclo de vida de las palas de los aerogeneradores, que dura unos 25 años, ser tan circular como los elegantes arcos que tallan en el cielo?

Esta publicación seguirá la pala de la turbina eólica desde "la cuna hasta la tumba" y luego explorará soluciones para un ciclo de vida más responsable y sostenible. Para obtener información sobre el ciclo de vida actual y una solución más sostenible para los elementos de tierras raras en los generadores de turbinas eólicas, lea ¿Cómo se fabrican las turbinas eólicas?

Una turbina eólica incluye una base, una torre, cableado eléctrico, una góndola entre las palas y las propias palas. Las materias primas utilizadas en los cimientos y la torre (acero y hormigón) y el cableado (cobre y aluminio) son relativamente económicas, y la industria eólica utiliza una pequeña fracción de la demanda mundial de estos materiales.

Las palas de las turbinas eólicas son una historia diferente. Las palas están hechas principalmente de fibra de carbono, fibra de vidrio y madera de balsa, y la industria eólica genera una parte significativa de la demanda mundial de estos materiales: el 10 % de la demanda mundial de fibra de vidrio y el 24 % de la fibra de carbono provienen de turbinas eólicas. Si bien la fibra de carbono y la fibra de vidrio actuales requieren mucha energía para producirse y son difíciles de reciclar, la incorporación de más biomateriales en sus compuestos y el desarrollo de nuevas tecnologías de reciclaje pueden reducir su huella. Además, afortunadamente, las fibras y resinas epoxi necesarias para fabricar estos resistentes materiales sintéticos están ampliamente disponibles.

La oferta de madera de balsa, por otro lado, está muy concentrada en Ecuador y Perú. La gran demanda de madera de balsa en aspas para soporte estructural liviano ha relacionado la demanda de la industria eólica con el aumento de la tala de árboles en la selva amazónica y la agricultura de plantaciones de balsa. Para 2020, la demanda de madera de balsa superó la oferta. Las exportaciones legales e ilegales de balsa han transformado los paisajes forestales cerca de las comunidades indígenas con consulta o consentimiento limitado de las comunidades afectadas.

Para garantizar que la industria eólica respete la justicia ambiental y administre sus materias primas, muchas empresas están reemplazando la balsa con otros materiales. Por ejemplo, LM Wind Power ha minimizado la balsa en sus palas, sustituyéndolas por plástico sintético PET y espumas de PVC. Además, INCA Renewtech inventó BioBalsa, un material de hoja duradero hecho de celulosa de cáñamo. La firma de investigación energética Wood Mackenzie estima que la cantidad de palas que utilizan PET como material central en lugar de balsa aumentará del 20% en 2018 al 55% en 2023.

¡Sí! La buena noticia es que el acero, el hierro, el aluminio, el cobre, el hormigón y los componentes electrónicos de los cimientos, las torres y el cableado de las turbinas eólicas se pueden reciclar por completo. Reciclar las cuchillas es un desafío mayor, pero importante de superar.

En 2021, en los EE. UU., se retiraron 8000 palas, cada una con un promedio de 200 pies. Para 2050, el mundo puede estar obteniendo del 15 al 18 % de su energía del viento, pero también puede tener 43 millones de toneladas métricas de palas retiradas para abordar. Aunque el vertido de palas no representa una amenaza de contaminación del suelo o de las aguas subterráneas y representaría solo una pequeña fracción de los flujos de residuos sólidos mundiales, el ciclo de vida de las turbinas eólicas sería más circular si hubiera más opciones para reutilizar o reciclar las palas.

Los materiales compuestos como la fibra de vidrio y la fibra de carbono son difíciles de descomponer, precisamente porque son mezclas compuestas finamente mezcladas de diferentes materiales que deben separarse para ser reciclados. Esos compuestos hacen que las hojas sean resistentes y duraderas, resistiendo el desgaste durante décadas.

Si bien hoy en día, muchas palas de turbinas eólicas retiradas terminan en vertederos, las empresas innovadoras han desarrollado tecnologías de reutilización y reciclaje para ayudar a evitar ese destino. Veolia, en asociación con GE, puede triturar hojas de fibra de vidrio y convertirlas en cemento. Carbon Rivers puede transformar hojas de fibra de vidrio en textiles y otros materiales sintéticos, mientras que Global Fiberglass Solutions convierte la fibra de vidrio reciclada en durmientes de ferrocarril y gránulos de plástico. Vestas y una red de socios han desarrollado el plan CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites), que en los próximos tres años podrá separar las fibras de las palas del epoxi y utilizar el epoxi en nuevas palas.

Las empresas también han comenzado a desarrollar nuevas tecnologías de cuchillas más reciclables que continúan garantizando la resistencia al tiempo que facilitan el procesamiento al final de su vida útil. Por ejemplo, Siemens Gamesa instaló la primera pala de aerogenerador reciclable en un parque eólico marino en Alemania en julio de 2022. Emplea un nuevo tipo de resina epoxi para palas. Cuando la hoja se sumerge en un fluido ácido a altas temperaturas, la resina se disuelve y los componentes se separan, volviéndose reciclables. La compañía tiene como objetivo hacer que todas sus palas sean totalmente reciclables para 2030.

Todas las partes interesadas en la energía eólica, incluidos los estados, el gobierno federal, las empresas, los proveedores y los consumidores, pueden impulsar el desarrollo responsable y sostenible de una industria de energía eólica circular. Algunas estrategias incluyen:

Cuando pensamos en aerogeneradores, visualizamos grandes círculos en lo alto del cielo. El ciclo de vida de las palas de las turbinas eólicas puede ser igual de circular. Los compromisos de los gobiernos, la industria y los consumidores nos están moviendo hacia cadenas de suministro de palas y una gestión del final de la vida aún más responsables y sostenibles.

¿Cómo se fabrican los aerogeneradores? ¿Qué sucede cuando los aerogeneradores llegan al final de su vida útil? ¿Qué se necesita para garantizar que esas colosales y majestuosas hojas no terminen en vertederos? ¿De dónde provienen sus materias primas y, cuando se retiran, podemos procesar esos materiales en otros productos útiles o cuchillas recicladas? ¿Cómo podemos avanzar hacia una cadena de suministro de energía eólica responsable y sostenible, y garantizar que todos los materiales "cierren el círculo"? Haga clic en los enlaces a continuación para obtener respuestas:

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Publicado en:Energía

Etiquetas:Reciclaje de tecnologías de energía limpia, energía renovable, ciclo de vida de energía renovable, energía eólica, energía eólica, turbinas eólicas

Sobre el Autor

Charlie Hoffs se desempeñó como becario Schneider de verano de la UCS de 2022 en Cambridge, Massachusetts. Obtuvo su licenciatura en ingeniería química de la Universidad de Stanford en 2022 y actualmente está cursando una maestría en investigación de prevención y salud comunitaria en Stanford. En abril de 2020, cofundó y continúa codirigiendo unBox, una organización dirigida por jóvenes que trabaja para unir y empoderar a los jóvenes para luchar contra la inseguridad alimentaria en los Estados Unidos.

Rachel Cleetus Directora de políticas

Líder analítico de la campaña de energía de John Rogers

Maria Chavez Analista de Energía