Il 16 dicembre, tre pale di turbina eolica lunghe 12 metri sono state portate in camion da un parco eolico a Belfast al Cork Institute of Technology nell’Irlanda meridionale.
Per i prossimi mesi, gli ingegneri civili sottoporranno le lame a una serie di test mentre progettano e costruiscono un ponte pedonale che le utilizzerà al posto delle tradizionali travi in acciaio. Entro aprile, il ponte fatto con pale eoliche sarà completo e collegherà le città di Youghal e Middletown.
Potrebbe essere il primo di tanti
Angela Nagle, dottoranda in ingegneria civile presso l’University College Cork, sta indagando su questioni ambientali, economiche e politiche relative ai ponti fatti con pale eoliche
Spera di vederne dozzine punteggiare la campagna irlandese in un futuro non troppo lontano.
Con 11.000 tonnellate di pale eoliche che dovrebbero essere disattivate in tutta l’Irlanda entro il 2025, non dovrebbe esserci carenza di materiale con cui lavorare.
Il sogno di riciclare pale eoliche per trasformarle in ponti fa parte di uno sforzo sempre crescente per trovare modi creativi di gestire i “rifiuti rinnovabili”. Una sfida unica. Poiché le pale delle turbine eoliche sono molto grandi e robuste, Nagle e colleghi sperano di poterle riutilizzare anche per torri di trasmissione elettrica, e altro ancora.
Nel frattempo, anche General Electric ha recentemente annunciato di aver iniziato a trasformare le pale eoliche dismesse, mentre gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory stanno preparando nuovi materiali che potrebbero rendere le pale eoliche del futuro molto più riciclabili rispetto allo stato dell’arte di oggi.
Prese insieme, queste innovazioni (se si dimostreranno tecnicamente ed economicamente valide) potrebbero aiutare a scongiurare l’incubo dei rifiuti delle pale eoliche, un fenomeno potenzialmente molto negativo.
Le pale eoliche hanno una durata di vita
“Se vogliamo davvero una fonte di combustibile sostenibile e rinnovabile, non è appropriato inquinare l’ambiente con materiali dismessi,” dice la Nagle. E ha ragione.
Le turbine eoliche sono costruite per durare circa 20 anni e la maggior parte di quelle esistenti non hanno ancora raggiunto la fine della loro vita utile. Le pale eoliche però vengono spesso messe fuori servizio prima, in quanto le aziende le sostituiscono con altre più grandi in grado di produrre più energia, un processo noto come “repowering”.
E una volta che le vecchie pale eoliche non prendono più il vento, devono andare da qualche parte. Questo spesso significa discarica, dove le pale occupano una quantità enorme di spazio.
Secondo l’Electric Power Research Institute, le dimensioni delle pale sono “aumentate notevolmente” negli ultimi anni, da un diametro medio di 45 metri nel 1997 a 110 metri nel 2017. Sono molto difficili da spostare e non sono biodegradabili.
Certo, sono una piccola frazione del totale dei rifiuti che produciamo ogni anno, ma sarebbe comunque meglio per l’ambiente e il clima se potessimo riadoperare in qualche modo queste strutture.
Re-Wind, come rinascono le pale eoliche
Dal 2016, Re-Wind, una collaborazione tra USA, Repubblica d’Irlanda e Irlanda del Nord (con ricercatori e finanziamenti di tutti e tre i governi) ha studiato la possibilità di riproporre le pale eoliche per una varietà di progetti di ingegneria civile. Entro i prossimi sei mesi, il team prevede di tenere le sue prime due dimostrazioni su larga scala.
Oltre al ponte pedonale nella contea di Cork, anche il “Blade Pole“, un progetto per riutilizzare le pale eoliche come grandi torri di trasmissione elettrica ad alta tensione. Per testare l’idea, la prossima estate tre pale smantellate verranno installate come torri elettriche in un parco eolico in Kansas.
Il team Re-Wind ha però molte altre idee da testare. La posa orizzontale delle pale lungo tratti di costa per agire come frangiflutti e aiutare a prevenire l’erosione costiera. L’uso come barriere antirumore per le autostrade e separatori per skate park, archi o installazioni artistiche.
Le vecchie pale eoliche potrebbero persino essere installate sott’acqua per fungere da ponteggi artificiali per la barriera corallina, forse nelle stesse aree in cui vengono costruite turbine eoliche offshore.
Che ne dite di farci case?
Il gruppo è particolarmente entusiasta della prospettiva di utilizzare vecchie pale eoliche anche per costruire alloggi a prezzi accessibili. “Una delle prime cose esaminate è stata il taglio di queste pale in pezzi da dare gratuitamente o per un costo molto basso. A Chi? Persone in quartieri economicamente svantaggiati che potrebbero usarli per la costruzione”, a mò di container abitativi.
Altri, come General Electric, utilizzano vecchie pale di turbine per ottenefe nuovi materiali. Il mese scorso, la divisione per le energie rinnovabili ha annunciato di aver avviato un contratto con la società di riciclaggio Veolia North America. Si tratterà di prendere le pale eoliche dismesse, sminuzzarle e usarle come materia prima nei forni per cemento.
L’utilizzo di scarti di pale sminuzzate per produrre cemen è una tecnica nota come co-lavorazione. È stata utilizzata per la prima volta in commercio in Europa circa un decennio fa. Questa applicazione potrebbe aiutare a risolvere un’altra sfida ambientale. Si tratta dell’enorme impatto climatico della produzione di cemento, che comporta il riscaldamento del calcare a più di 1500° C in una fornace.
GE stima che bruciando invece le pale eoliche, le emissioni di carbonio della produzione di cemento si possono ridurre del 27%.
GE ha rifiutato di condividere i suoi dati che dimostrano i vantaggi climatici della sua tecnica di co-elaborazione.
Ma una ricerca indipendente condotta da Nagle ha dimostrato che la co-elaborazione è comunque più rispettosa dell’ambiente rispetto alla messa in discarica. E comunque producendo emissioni è preferibile valutare questa come ultima opzione.
Il futuro? La clonazione eolica
In un futuro non lontano, la migliore opzione potrebbe essere quella di recuperare i materiali di cui sono fatte le pale eoliche per produrne di nuove.
Pur con un impatto ambientale maggiore rispetto al semplice riutilizzo, questa potrebbe diventare un’importante soluzione per la gestione dei rifiuti che potrebbe portare ad una saturazione.
Oggi il riciclaggio dei materiali è difficile perché la maggior parte delle pale eoliche sono realizzate utilizzando una “resina termoindurente”, una plastica ultra robusta polimerizzata a temperature elevate in un processo chimico che non è reversibile.
“I tipici materiali termoindurenti non si sciolgono”, dice Derek Berry, ingegnere senior di tecnologia eolica presso il National Renewable Energy Laboratory. “Pertanto, le nostre opzioni per il riciclaggio sono limitate, meno convenienti e meno utili in termini di proprietà dei materiali.”
La strada delle termoplastiche
Berry e il suo team hanno trascorso gli ultimi cinque anni a studiare se le resine termoindurenti potessero essere sostituite con termoplastiche, un diverso tipo di polimero che può essere fuso e riutilizzato.
Dopo aver costruito una pala eolica da 13 metri piedi in resina termoplastica e averla sottoposta a una batteria di test di confronto con una pala termoindurente tradizionale, i risultati sono stati incoraggianti: i due tipi di pale hanno proprietà meccaniche molto simili, secondo un articolo pubblicato ad ottobre sulla rivista Renewable Energy.
Affidarsi al vento
Qual è il prossimo passo?
