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Cambio Climático

Un nuevo hito del reciclaje al "masticar" la resina epoxi

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Estos nuevos métodos de reciclaje químico podrían rescatar materiales destinados a acabar en los vertederos

  • por Casey Crownhart | traducido por
  • 10 Mayo, 2023

Los aerogeneradores son cruciales para hacer frente al cambio climático pero, cuando llegan al final de su vida útil, sus palas pueden generar demasiados residuos. Ahora, una nueva investigación, publicada en Nature, podría ser el primer paso hacia la construcción de infraestructuras de energías renovables que no acaben en vertederos.

Las hélices de los aerogeneradores deben ser resistentes para resultar útiles. Estos caballos de batalla de la energía renovable pueden durar décadas y, a menudo, giran hasta 30 veces por minuto.

Sin embargo, cuando llega el momento de desmantelar un aerogenerador, su fortaleza puede convertirse en una debilidad. Como las palas están diseñadas para ser tan duraderas, los materiales utilizados para fabricarlas no pueden reciclarse. Y, para el año 2050, ya se habrán despiezado unos 43 millones de toneladas de estas hélices.

El informe, publicado en Nature, describe una nueva forma de recuperar los principales componentes de las palas de los aerogeneradores; descomponiendo el plástico que las mantiene unidas sin destruir los componentes básicos del material.

"Necesitamos energía sostenible, pero también hay que tener en cuenta los residuos y encontrar soluciones", afirma Alexander Ahrens, investigador postdoctoral de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) y autor principal del estudio.

Las hélices de los aerogeneradores se fabrican con un tipo de plástico muy resistente, llamado resina epoxi. Debido a los enlaces químicos que se crean al solidificarse, esta resina no se puede fundir y aplastar para darle otra forma, y reutilizarla como se hace con el plástico de las botellas de agua o los bricks de leche. Y, en este caso, también se mezclan otras fibras con la resina para proporcionar más resistencia. Este tipo de material reforzado, llamado fibra de vidrio, suele utilizarse para brindar una mayor resistencia a las construcciones, como las alas de los aviones y los barcos.

"Ya que estos materiales son tan duraderos, ahora mismo no existe una tecnología adecuada para reciclarlos", explica Ahrens.

Si bien existen algunos métodos para descomponer las fibras de vidrio, estos suelen inutilizar la resina epoxi y dañar las propias fibras. Por lo tanto, los investigadores de Aarhus se propusieron desarrollar un método lo bastante suave como para que los componentes principales pudieran reutilizarse.

El método resultante ataca los enlaces químicos que fijan el plástico y "los masca como un comecocos: mastica el epoxi y libera las fibras de vidrio", explica Troels Skrydstrup, catedrático de Química de la Universidad de Aarhus y otro de los autores del estudio.

Para descomponer esos materiales epoxídicos, fueron sumergidos por los investigadores en una mezcla de disolventes y añadieron un catalizador, que aceleró la reacción química. Además, calentaron la mezcla hasta los 160 °C durante un tiempo estimado de 16 horas a varios días, hasta que el material se descompuso por completo.

Tras algunas pruebas piloto, los investigadores utilizaron su método para desmenuzar una pieza cuadrada perteneciente a la pala de un aerogenerador. Al cabo de seis días, el resultado fue un conjunto de fibras de vidrio casi inmaculadas, además de una lámina de soporte metálico que se encuentra en la mayoría de las hélices; así como varios viales de materiales que podían volver a utilizarse en nuevos productos.

Esta es la primera vez que los investigadores consiguen descomponer un material epoxi reforzado para recuperar tanto los componentes básicos del plástico como las fibras de vidrio de su interior. Y, además, se consiguió sin dañar ninguno de los dos componentes, resalta Skrydstrup.

Aunque este proceso fue capaz de masticar materiales en el laboratorio, podría ser más difícil llevarlo a cabo a una escala lo suficientemente grande como para mermar los millones de toneladas de aerogeneradores que dejarán de funcionar en las próximas décadas. "Lo importante es que demuestra una prueba de concepto (PoC, por sus siglas en inglés) que puede inspirar a otros a empezar a investigar en esta dirección", explica Skrydstrup.

La investigación sobre estas pruebas de concepto es clave para el reciclaje químico, y ese enfoque es "muy emocionante". Sobre todo, porque los investigadores demostraron que funciona con residuos reales, asegura Julie Rorrer, profesora de la Universidad de Washington e investigadora sobre el reciclaje químico.

Según Rorrer, la siguiente etapa consistiría en averiguar cómo este descubrimiento podría funcionar a escala industrial. O determinar qué debería ser ajustado para que el proceso fuera lo bastante rápido y eficaz para resultar económico.

Uno de los posibles obstáculos para la explotación comercial es que el catalizador, utilizado en el método de reciclaje, depende de un costoso metal llamado rutenio. Los investigadores utilizaron una gran cantidad de este metal y, aunque no se agota durante la reacción, recuperarlo y reutilizarlo podría ser difícil.

Es posible que haya otros métodos más adecuados para reciclar las hélices de las turbinas. El laboratorio de Skrydstrup ha desarrollado otro proceso que también descompone las palas de las turbinas. A principios de 2023, Vestas, el fabricante de aerogeneradores, hizo referencia a este hito en un comunicado de prensa.

Según Skrydstrup, se trata de un proceso en dos partes y podría ser más factible a escala comercial. Sin embargo, los investigadores no quisieron dar detalles concretos, ya que están trabajando para enviar los resultados a algunas revistas científicas.

Estos solo son dos de los muchos enfoques que se están desarrollando en el reciclaje avanzado. Se ha producido un auge en la investigación de nuevas formas de limpiar todo tipo de materiales, desde plásticos de un solo uso hasta turbinas eólicas, explica Rorrer, y por una buena razón: "Hay cosas valiosas en la basura".

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