Ci sono 30, 000 turbine eoliche in funzione in Germania, molti dei quali iniziano a invecchiare. Nel 2019, 2000 pale del rotore dovevano essere scartate; nel 2024, questa cifra scatterà fino a 15, 000. Ma dove metterli fino a 90 metri di lunghezza, Behemoth da 15 tonnellate? Ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la ricerca sul legno, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI ha una soluzione:hanno utilizzato una nuova tecnica di riciclaggio per recuperare e trasformare il legno di balsa contenuto nelle pale del rotore in, ad esempio, materassini isolanti per edifici.

I vecchi generatori eolici devono essere smaltiti, a causa dell'affaticamento dei materiali o semplicemente perché vengono sostituiti da sistemi più grandi ed efficienti. Uno studio del Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT prevede che il 15, 000 pale del rotore che dovranno essere scartate nel 2024 se ne aggiungeranno altre 72, 000 nei tre anni successivi. Abbiamo già metodi ecologici per lo smaltimento dell'acciaio e del calcestruzzo nei generatori eolici, ma il riciclaggio delle pale del rotore rimane problematico.

Saldamente legato e quasi impossibile da separare

Le pale del rotore non sono in acciaio. "Sarebbe troppo pesante e inflessibile. Sono fatti in gran parte di plastica rinforzata con fibra di vetro (GFRP) e legno di balsa legato con resina epossidica o poliestere, "dice Peter Meinlschmidt, project manager presso l'Istituto Fraunhofer per la ricerca sul legno, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI a Braunschweig. Questo legame è estremamente forte. Deve essere:le pale del rotore raggiungono velocità massime di oltre 250 chilometri orari, sottoponendoli a una forza enorme. Per il riciclaggio monorigine, però, è proprio questo il problema, in quanto è molto difficile separare i singoli componenti del materiale composito.

Una pala del rotore contiene circa 15 metri cubi di legno di balsa, che non è solo uno dei legni più leggeri del mondo, ma anche estremamente resistente alla pressione. "Questo è il vantaggio chiave della balsa rispetto alla maggior parte delle schiume plastiche, " spiega Meinlschmidt. In precedenza, non c'era possibilità di recuperarlo quando si smaltivano le vecchie pale del rotore. "Anche se ha pochissimo contenuto energetico, viene bruciato come materiale composito, solitamente nei cementifici. Le materie prime del cemento devono essere riscaldate fino a circa 1500 gradi Celsius prima che si uniscano e formino clinker di cemento, quindi queste fabbriche richiedono una grande quantità di energia. Inoltre, le fibre di vetro fuse e la cenere possono essere successivamente aggiunte al cemento e sostituire porzioni della sabbia di quarzo che altrimenti dovrebbero essere immesse nel processo." Ma il numero di cementifici in Germania è limitato (sono 53 in totale) , e così è la loro necessità di pale del rotore come materiale di combustione.

Smontaggio pale del rotore con lancia a getto d'acqua

Ma c'è ancora speranza di tenere sotto controllo l'imminente flusso di pale del rotore:Meinlschmidt e il suo team, i colleghi di Fraunhofer ICT e partner industriali, hanno sviluppato una nuova tecnologia di riciclaggio. Per recuperare e riciclare la balsa dalle pale del rotore, le lame staccate vengono smontate sul posto. "L'approccio convenzionale consiste nell'utilizzare una sega a nastro per tagliare le pale del rotore in terzi o quarti, ma questo è un processo relativamente complesso. Ecco perché ci è venuta l'idea di provarlo invece con una lancia a getto d'acqua. E che ne sai:era molto più veloce e migliore, " dice entusiasta Meinlschmidt. La lancia può essere montata su un veicolo speciale e controllata da lì. "La tremenda spinta renderebbe estremamente difficile guidare la lancia a mano". mentre sei ancora sul posto, i segmenti di pala del rotore lunghi 10-20 metri vengono alimentati in un trituratore mobile che li rompe in pezzi delle dimensioni del palmo di una mano.

Finalmente, il team di ricerca utilizza un mulino a impatto per separare questi pezzi nei loro singoli componenti. A tal fine, vengono messe in rotazione e scagliate contro il metallo ad alta velocità. Come spiega Meinlschmidt, "Il materiale composito poi si rompe perché il legno è viscoplastico, mentre le fibre di vetro e la resina sono molto dure."

Isolamento con pale del rotore

Al Fraunhofer WKI, i pezzi di balsa vengono lavorati per realizzare, ad esempio, materassini isolanti ultraleggeri in fibra di legno. "Attualmente circa il 10% dei materiali isolanti degli edifici è costituito da risorse rinnovabili:qui c'è spazio per miglioramenti". Con una densità inferiore a 20 chilogrammi per metro cubo, questi tappetini sono finora unici sul mercato e forniscono un isolamento altrettanto buono rispetto ai comuni materiali a base di polistirene.

La balsa riciclata può essere utilizzata anche per produrre un romanzo, schiuma di legno elastica. Per questo, viene macinato in polvere finissima e combinato con un agente schiumogeno. La stabilità della schiuma è creata dalle forze coesive proprie del legno, che rendono superflui gli adesivi sintetici. La schiuma è adatta all'uso come materiale isolante ecologico, ma anche come materiale di imballaggio che può essere semplicemente smaltito nel contenitore per il riciclaggio della carta.