Riciclare le pale eoliche senza inquinare: la ricetta dell’università di Kaunas

Lo studio del ricercatore Samy Yousef indica nella pirolisi la soluzione per ridurre i rischi ambientali, separando i componenti di valore, che verranno riutilizzati, da quelli potenzialmente nocivi. Con notevoli vantaggi rispetto allo smaltimento in discarica

Le pale delle turbine eoliche sono un simbolo dell’energia rinnovabile. Ma hanno anch’esse un ciclo di vita, e dopo circa 20-25 anni vanno smaltite e sostituite. Questo processo potrebbe comportare una serie di complicazioni per l’ambiente, per risolvere le quali sono al lavoro diversi centri di ricerca su scala internazionale.

È il caso della facoltà di Ingegneria meccanica e Design della Kaunas University of Technology, in Lituania, che con il suo ricercatore Samy Yousef ha cercato una soluzione facendo squadra con un team di esperti dell’istituto lituano per l’Energia. I risultati della loro ricerca sono recentemente stati pubblicati in un articolo sul volume 245 della rivista specializzata “Environmental Research 2024”.

Il problema dello smaltimento delle pale eoliche

I ricercatori lituani sono partiti dal fatto che le pale delle turbine eoliche sono realizzate in materiali compositi: strati di fibra di vetro o carbonio che vengono rinforzati con resina epossidica o poliestere, che combinati garantiscono resistenza, leggerezza e rigidità. “Fino a pochi anni fa, tuttavia, le pale delle turbine eoliche erano quasi impossibili da riciclare”, spiegano gli autori della ricerca, mentre i metodi di smaltimento convenzionali, come la discarica, potrebbero comportare rischi per l’ambiente oltre che contribuire all’esaurimento delle risorse.

Il ruolo della pirolisi

Samy Yousef aveva iniziato a teorizzare che la pirolisi potesse fornire una soluzione per uno smaltimento delle pale eoliche rispettoso dell’ambiente nel 2022, completando una prima serie di esperimenti.

Ma cos’è la pirolisi?
Semplificando, è un processo termochimico che consente di separare i materiali compositi attraverso il calore in assenza di ossigeno.

I primi test effettuati dai ricercatori sono serviti per capire come separare le componenti di materiali compositi simili a quelli utilizzati per realizzare le pale eoliche, utilizzando uno speciale catalizzatore. Obiettivo: separare i materiali di valore che avrebbero potuto essere riutilizzati da quelli da avviare invece alla produzione di energia.

Dopo questa prima fase, nel 2023 i ricercatori hanno applicato i risultati dei loro studi a dei veri frammenti di pale eoliche dismesse che erano stati forniti dalla società danese “European Energy A/S”. “Questo – spiega Yousef in un comunicato pubblicato sul sito dell’università di Kaunas – ha consentito di determinare la resa e la composizione dei prodotti finali”.

Separare le fibre dalle altre sostanze

Il lavoro del team di ricerca ha accertato che nella regione Baltica per realizzare le pale eoliche vengono utilizzate soprattutto resine poliestere insature, che risultano essere sensibilmente più economiche rispetto alle resine epossidiche. Tra i componenti principali della resina poliestere emerge lo stirene, sostanza che può provocare danni all’ambiente e alla salute: “Se smaltito in discarica – argomenta Yousef – diventa tossico e può inquinare le acque sotterranee e il suolo“.

Ma grazie ai test effettuati dal gruppo di ricerca è stato possibile estrarre lo stirene dalle pale eoliche dismesse, trasformandolo grazie alla pirolisi in olio ricco di stirene.

“L’obiettivo principale della ricerca – aggiunge Yousef – era trovare un modo per estrarre le fibre di carbonio e la resina dalle vecchie pale delle turbine eoliche, che sono difficili da smaltire perché contengono sostanze tossiche e non sono biodegradabili”.

Grazie al lavoro del team di ricerca è stato possibile recuperare e purificare le fibre, di carbonio e di vetro, che hanno potuto essere riutilizzate come materiale di riempimento sostenibile per migliorare le proprietà meccaniche dei materiali compositi.

I vantaggi per l’ambiente

Calcolando l’impatto ambientale del trattamento delle pale dismesse con la pirolisi – spiegano ancora gli scienziati di Kaunas – è stato accertato che questo è molto minore rispetto allo smaltimento in discarica, tra il 43% e il 51%, soprattutto per le conseguenze sul riscaldamento globale, sulla riduzione dell’ozono stratosferico e sulla scarsità di risorse fossili e minerali.