NREL desarrolla una resina reciclable para palas eólicas

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos ven un camino realista hacia la fabricación de palas eólicas bioderivables que puedan reciclarse químicamente y reutilizar sus componentes, poniendo fin a la práctica de que las palas viejas acaben en los vertederos al final de su vida útil.

Los resultados se publican en el nuevo número de la revista Science. La nueva resina, fabricada con materiales producidos a partir de recursos bioderivables, tiene un rendimiento equivalente al de las palas fabricadas con resinas termoestables y supera al de algunas resinas termoplásticas destinadas a ser reciclables.

Los investigadores construyeron un prototipo de pala de 9 metros para demostrar la fabricabilidad de una resina derivable de biomasa desarrollada por el NREL y apodada PECAN. Las siglas corresponden a PolyEster Covalently Adaptable Network, y el proceso de fabricación encaja con los métodos actuales. Con la tecnología actual, las palas eólicas duran unos 20 años, y después pueden reciclarse mecánicamente, por ejemplo, triturarse para usarlas como relleno de hormigón. PECAN supone un salto adelante porque permite reciclar las palas mediante procesos químicos suaves.

Según Ryan Clarke, investigador postdoctoral del NREL y primer autor del nuevo artículo, el proceso de reciclado químico permite recuperar los componentes de las palas y reutilizarlos una y otra vez, lo que posibilita la refabricación del mismo producto. “Es realmente un enfoque ilimitado si se hace bien”.

Según Clarke, el proceso químico fue capaz de descomponer por completo la hoja prototipo en seis horas.

En el artículo, titulado Manufacture and testing of biomass-derivable thermosets for wind blade recycling participaron investigadores de cinco centros de investigación del NREL, entre ellos el Centro Nacional de Tecnología Eólica y el Consorcio BOTTLE. Los investigadores demostraron una estrategia de fin de vida para las palas PECAN y propusieron estrategias de recuperación y reutilización para cada componente.

“El método PECAN para desarrollar palas de aerogenerador reciclables es un paso de vital importancia en nuestros esfuerzos por fomentar una economía circular para los materiales energéticos”, afirmó Johney Green, director asociado del laboratorio de Ciencias de Ingeniería Mecánica y Térmica del NREL.

La investigación sobre la resina PECAN empezó por el final. Los científicos querían fabricar una pala eólica que pudiera ser reciclable y empezaron a experimentar con qué materia prima podían utilizar para lograr ese objetivo. La resina que desarrollaron a partir de azúcares bioderivables contrarrestaba la idea convencional de que una pala diseñada para ser reciclable no funcionaría igual de bien.

“El hecho de que algo sea bioderivable o reciclable no significa que vaya a ser peor”, afirma Nic Rorrer, uno de los dos autores del artículo de Science. Según Rorrer, una de las preocupaciones que otros han tenido sobre este tipo de materiales es que la cuchilla sufra una mayor «fluencia», es decir, que pierda su forma y se deforme con el tiempo. «Es un verdadero desafío a esta noción en evolución en el campo de la ciencia de los polímeros, de que no se pueden utilizar materiales reciclables porque tendrán un rendimiento inferior o se arrastrarán demasiado”.

Los compuestos fabricados con la resina PECAN mantuvieron su forma, resistieron la validación acelerada de la intemperie y pudieron fabricarse en un plazo similar al ciclo de curado existente para la fabricación actual de palas de aerogeneradores.

Aunque las aspas de los aerogeneradores pueden medir la longitud de un campo de fútbol, el tamaño del prototipo sirvió de prueba del proceso. “Nueve metros es una escala en la que pudimos demostrar todos los mismos procesos de fabricación que se utilizarían a escala de palas de 60, 80 y 100 metros”, explica Robynne Murray, segunda autora del artículo.