L’energia eolica è una delle fonti di energia rinnovabile in più rapida crescita al mondo. Si prevede che ogni anno di questo decennio verranno aggiunti oltre 100 gigawatt di capacità eolica. Le turbine sono per lo più realizzate in acciaio e circa il 90% della loro struttura può essere riciclato. Ma resta il problema delle “lame” che stanno diventando sempre più lunghe e grandi e che, essendo progettate per durare rappresentano una sfida ambientale. Quando vengono smantellate, le pale eoliche finiscono per lo più nelle discariche, perché sono estremamente difficili da riciclare. Se non si trova una soluzione, entro il 2050 avremo accumulato 43 milioni di tonnellate di rifiuti di pale eoliche a livello globale.
Nel 2022, il consorzio Zero wastE Blade ReseArch (ZEBRA) ha realizzato il primo prototipo di pala eolica riciclabile al 100% utilizzando la resina termoplastica liquida Elium ® di Arkema che può essere scomposta per separare le fibre di vetro. Nel settembre 2022, un team dell’università del Michigan ha presentato all’American Chemical Society Fall meeting una resina dissolvibile che consentirebbe di riciclare le pale eoliche ma potrebbe anche essere combinata con altri materiali per realizzare oggetti come controsoffitti e orsetti gommosi.
Ma un team di ricercatori dell’Aarhus Universitet e del Teknologisk Institut ha sviluppato un processo chimico che necessita di nuove resine perché è in grado di smontare il composito epossidico delle pale eoliche e di estrarre contemporaneamente fibre di vetro intatte e uno dei mattoni originali della resina epossidica di alta qualità. I materiali recuperati potrebbero essere potenzialmente utilizzati nella produzione di nuove pale eoliche. Per abbattere il materiale delle pale eoliche, il nuovo processo chimico immerge pezzi di materiale in una miscela di solventi isopropanolo e toluene. Quindi viene aggiunto un catalizzatore che accelera la reazione chimica e riscalda la miscela. Dopo alcuni giorni, quel che rimane sono le fibre di vetro intatte e il bisfenolo A chimico, che è l’elemento costitutivo della resina epossidica.
I ricercatori evidenziano che il nuovo processo chimico, illustrato nello studio “Catalytic disconnection of C–O bonds in epoxy resins and composites” pubblicato su Nature, «Non si limita alle pale eoliche, ma funziona con molti cosiddetti compositi epossidici rinforzati con fibre, compresi alcuni materiali rinforzati con fibre di carbonio particolarmente costose. Pertanto, il processo può contribuire a stabilire una potenziale economia circolare nei settori delle turbine eoliche, aerospaziale, automobilistico e spaziale, dove questi compositi rinforzati, grazie alla loro leggerezza e lunga durata, sono utilizzati per strutture portanti. Il processo appena scoperto è una proof-of-concept di una strategia di riciclaggio che può essere applicata alla stragrande maggioranza delle pale delle turbine eoliche esistenti e di quelle attualmente in produzione, nonché ad altri materiali a base epossidica».
Non a caso la ricerca è stata sostenuta dal progetto Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites (CETAC), una partnership tra il gigante dell’eolico Vestas, Olin Corporation, ‘Aarhus Universitet e Teknologisk Institut Findata nel 2017, CETEC punta a riciclare le pale eoliche che attualmente si trovano in discarica o sono destinate ad arrivarci e a impedire all’industria di dover riprogettare le lame eoliche per la riciclabilità.
Nello specifico, i ricercatori hanno dimostrato che utilizzando un catalizzatore a base di rutenio e i solventi isopropanolo e toluene, possono separare la matrice epossidica e rilasciare uno dei mattoni originali del polimero epossidico, il bisfenolo A (BPA), e fibre di vetro completamente intatte in un unico processo.
I risultati sono così promettenti che le due istituzioni di ricerca danesi hanno già depositato una richiesta di brevetto per il processo ma avvertono che «Il metodo non è ancora immediatamente scalabile, poiché il sistema catalitico non è sufficientemente efficiente per l’implementazione industriale e il rutenio è un metallo raro e costoso». Perciò gli scienziati dell’università di Aarhus stanno continuando a lavorare per migliorare questa metodologia.
Uno dei principali autori dello studio, Troels Skrydstrup, D del Dipartimento di chimica e dell’Interdisciplinary Nanoscience Center dell’università di Aarhus University, sottolinea che «Tuttavia, la consideriamo una svolta significativa per lo sviluppo di tecnologie durevoli in grado di creare un’economia circolare per i materiali a base epossidica. Questa è la prima pubblicazione di un processo chimico in grado di disassemblare selettivamente un composito epossidico e isolare uno dei più importanti elementi costitutivi del polimero epossidico così come le fibre di vetro o di carbonio senza danneggiare quest’ultimo nel processo».
L’articolo Trovato il modo per riciclare e riutilizzare le pale eoliche (VIDEO) sembra essere il primo su Greenreport: economia ecologica e sviluppo sostenibile.
