L'Europa rischia di diventare una discarica per le pale di turbine eoliche difficili da riciclare, ma nuove ricerche hanno trovato una soluzione 'calda'.
L'energia eolica è stata descritta come una delle "soluzioni più economiche e più facilmente scalabili" alla crisi climatica, ma il suo boom sta creando preoccupazioni crescenti.
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Le turbine disseminate in tutta l'Europa e nelle sue acque sono progettate per resistere ad alcune delle condizioni più estreme, dall'intensa radiazione UV alle forti raffiche di vento, alle temperature estreme e persino ai fulmini.
Sebbene circa dall'85 al 90 per cento della massa totale di una turbina eolica possa essere riciclata, la durevolezza delle pale rende difficile il recupero e il riutilizzo degli elementi restanti.
Le pale delle turbine eoliche stanno intasando le discariche europee
Di conseguenza molte pale di turbine finiscono nelle discariche una volta dismesse, di solito dopo 20 anni di servizio, oppure vengono incenerite.
Si prevede che i rifiuti annuali di pale dismesse in Europa aumenteranno da 20.000 tonnellate nel 2025 a 55.000 tonnellate entro il 2030, man mano che i parchi più vecchi arrivano alla fine del loro ciclo di vita.
WindEurope, l'associazione europea dell'industria eolica, ha introdotto un divieto volontario a livello di settore di conferire in discarica, entrato in vigore lo scorso anno per affrontare questo problema.
L'associazione sollecita i responsabili politici dell'UE a inserire il divieto nella legislazione formale, sostenendo che ciò accelererebbe ulteriormente lo sviluppo di tecnologie di riciclo sostenibili.
Le turbine eoliche sottoposte a flash joule heating
I ricercatori hanno recentemente scoperto un nuovo modo per dare una seconda vita alle pale delle turbine eoliche, difficili da riciclare, sottoponendole a un "breve impulso di calore intenso".
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Chem Circularity (fonte in inglese), ha rilevato che il cosiddetto 'flash joule heating' può trasformare le pale, spesso realizzate in fibra di vetro contenente silice e in resina polimerica ricca di carbonio, in carburo di silicio e grafene, due materiali di valore per la manifattura.
Le pale sono state riscaldate fino a circa 2.000°C in pochi secondi; a temperature così elevate, il carbonio può reagire con la silice formando carburo di silicio, un materiale duro e resistente al calore.
Il carbonio può anche riorganizzarsi in grafene in queste condizioni, un materiale noto per la sua resistenza e per la capacità di condurre calore ed elettricità.
Il team di ricerca ha scoperto che aggiungere le pale scomposte ad altri materiali prima del riscaldamento rendeva il nuovo materiale più utile per creare nuove pale del rotore.
Solo lo 0,3 per cento in peso dei materiali recuperati è stato in grado di rendere la resina più rigida e resistente e di migliorarne la resistenza alla deformazione del 27 per cento a trazione e del 9 per cento a flessione.
"La miscela di carburo di silicio e grafene può essere reintegrata nelle resine per nuove pale di turbine eoliche, migliorandone le proprietà meccaniche e termiche", afferma l'autore senior e ingegnere chimico e ambientale Bing Deng della Tsinghua University, Cina.
"Questo è più del riciclo, è upcycling. Stiamo trasformando qualcosa che ha poco valore in qualcosa che vale molto di più".