Recuperato il materiale usato nelle pale del turbine eoliche, per creare plastiche più resistenti
Un metodo di riciclaggio chimico delicato per le pale eoliche
Riciclare le pale eoliche dismesse per creare plastiche più resistenti. E’ il procedimento studiato dai ricercatori della Washington State University grazie a cui è possibile recuperare fibre di vetro e resine senza impiegare sostanze chimiche aggressive. Un’innovazione importante e per di più ecologica, che aumenta le possibilità per la tecnologia eolica di chiudere il cerchio.
Il punto di partenza? Il polimero rinforzato con fibre di vetro (GFRP – Glass Fiber Reinforced Polymer) con cui sono realizzate le lame.
Che cos’è il GFRP?
Il polimero rinforzato con fibre di vetro è un materiale composito leggero e durevole, noto per la sua elevata resistenza specifica. Oggi è largamente utilizzato, oltre che nel comparto eolico, in edilizia, nel settore automobilistico e in quello navale.
Le caratteristiche principali del GFRP includono:
- Leggerezza: è più leggero rispetto ai materiali metallici, pur mantenendo una buona resistenza.
- Alta resistenza alla corrosione: è resistente a molti agenti chimici, il che lo rende utile in ambienti umidi o corrosivi.
- Elevata resistenza meccanica: offre buone proprietà di resistenza alla trazione e alla flessione grazie alla fibra di vetro.
- Isolamento termico e elettrico: è un buon isolante contro il calore e l’elettricità.
- Versatilità: può essere modellato in varie forme e dimensioni, utilizzato in numerosi settori come costruzione, automotive, aerospaziale, nautica e sportivo.
Un materiale difficile da riciclare
Le caratteristiche che rendono il GRFP robusto e duraturo sono le stesse che rendono difficile riciclare le pale eoliche. I compositi in fibra di vetro sono tipicamente realizzati con termoindurenti e non possono essere facilmente riportati ai materiali originali. La prima generazione di turbine eoliche moderne in composito risale agli anni ’90, per cui sta raggiungendo la fine della propria vita utile. Il materiale rinforzato con fibre di vetro costituisce circa due terzi del peso totale di una pala eolica. Inoltre, quando le pale vengono prodotte, circa il 15% del materiale viene sprecato durante la fabbricazione.
“Con la crescita dell’energia eolica, il riciclaggio e il riutilizzo dei rifiuti delle turbine eoliche sta diventando sempre più urgente”, ha dichiarato Jinwen Zhang, uno degli autori dello studio, per il quale “questo metodo di riciclaggio è scalabile, economico e rispettoso dell’ambiente, fornendo una soluzione sostenibile per il riutilizzo di grandi quantità di rifiuti rinforzati con fibre di vetro”.
Riciclare pale eoliche, il processo ecologico
Il team di scienziati ha tagliato il materiale in blocchi della dimensione di circa 5 centimetri. Dopodiché ha immerso le scaglie in un bagno di sale organico a bassa tossicità in acqua surriscaldata e pressurizzata per circa due ore per separare fibre di vetro dalle resine. Per la precisione gli scienziati hanno impiegato una soluzione leggera di acetato di zinco, di solito usato in farmaci come le pastiglie per la gola.
Il bagno ha permesso di recuperato le fibre di vetro e le resine in buone condizioni (rGFRP), che sono state poi aggiunte a materiali termoplastici per produrre nuovi polimeri compositi resistenti. Anche la soluzione catalizzante di acetato di zinco è stata recuperata attraverso una semplice filtrazione.
Le proprietà del GFRP riciclato
Il risultato? Il termoplastici rinforzati con rGFRP vantano proprietà meccaniche superiori.
Quando i ricercatori hanno aggiunto il materiale riciclato alla plastica di nylon e l’hanno testato, hanno scoperto che le fibre aggiuntive rendevano il nylon tre volte più forte e otto volte più rigido. Nel dettaglio rilevato una resistenza alla trazione e una resistenza alla deformazione in aumento da 40,4 MPa e 1,5 GPa per il nylon puro a 131,3 MPa e 15,5 GPa per compositi contenenti il 70% in peso di GFRP riciclato.
Hanno anche scoperto che il rGFRP può rinforzare altre plastiche, come il polipropilene e l’HDPE. (P.T.)
