En la búsqueda de fuentes para obtener energías renovables, los aerogeneradores representan una poderosa alternativa para producir electricidad a partir del viento. No obstante, detrás de sus bondades se encuentran los desafíos asociados con los materiales utilizados en su construcción, especialmente, la resina epoxi. ¿Por qué este material suele ser retador y qué hacen los científicos al respecto?
Las palas de los aerogeneradores (sus componentes centrales) son fabricadas con materiales compuestos y no reciclables. Según las tendencias, se estima que para el 2050 aproximadamente habrá 43 millones de toneladas de desechos de este material en todo el mundo.
En este sentido, la resina epoxi forma parte de dichos desafíos en términos de reciclaje y gestión de residuos. Ante esta preocupación que afecta la sostenibilidad ambiental, la Revista Nature publicó un estudio que brinda soluciones químicas a este problema. Entonces, ¿será posible solventarlo? Veamos qué dicen sus autores.
Resina epoxi: material duro de «masticar»
En principio, este material es de alto rendimiento y de gran importancia para la construcción de automóviles, barcos, aviones y palas de turbinas eólicas. A pesar de ello, es una desventaja porque incrementa los vertederos por su difícil procesamiento para el reciclaje.
Los autores del estudio liderados por Alexander Ahrens (investigador postdoctoral de la Universidad de Aarhus, Dinamarca) vieron una gran oportunidad en una dificultad. En principio, comprendieron algunas particularidades que hacen difícil el reciclaje de la resina epoxi, tales como:
- No contiene grupos carbonilo reactivos (un átomo de carbono unido a uno de oxígeno mediante un enlace doble). Esa composición dificulta la desconexión selectiva de sus enlaces químicos.
- Los epoxis son difíciles de reciclar porque no se derriten fácilmente; esto, dificulta su reformación en otra cosa.
- Es complicado obtener todos los materiales incrustados.
- Apenas existen tecnologías de reciclaje sostenibles para estos materiales poliméricos.
- No son biodegradables y liberan gases tóxicos cuando se incineran.
Cabe destacar que los investigadores han afirmado que debido a esta situación, diversos países europeos han implementado prohibiciones sobre el vertido de palas de aerogeneradores. Como resultado, la demanda de estrategias de reciclaje efectivas para las resinas epoxi y sus compuestos, es cada vez más urgente.
Una investigación que abre oportunidades
El estudio consideró la incorporación de fragmentos del material en una solución de tolueno e isopropanol. Su procesamiento fue el siguiente:
- En un tubo de ensayo se encontraba un pequeño trozo de pala de turbina eólica, un solvente y un catalizador llamado rutenio.
- Todo se calentó a 160 °C.
- Después de unos días de calentamiento, el epoxi se descompuso y el equipo pudo separarlo en algunos de los componentes originales.
- Luego de ello, se veían las fibras de vidrio que estaban incrustadas en la resina, ahora fácilmente removibles.
Los científicos comprobaron que al usar catalizadores y solventes podían separar la matriz epoxi. Asimismo, se liberaron componentes básicos originales del polímero, tales como:
- El bisfenol A (BPA) que puede ser empleado para hacer nueva resina epoxi.
- Las fibras de vidrio completamente intactas.
Beneficios de este experimento con resina epoxi
Como ya se ha adelantado, los aerogeneradores han producido muchos desechos sólidos dañinos al medio ambiente. Llevar a una escala mayor este proceso de reutilizamiento, en especial, de la resina epoxi trae como ventajas:
- Habrá menos desechos de estos materiales. Esto puede ayudar a reducir la contaminación del suelo y del agua.
- Minimizará la demanda de las materias primas necesarias para producir nuevas resinas.
- Disminuirá las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la producción de resinas.
Otras áreas de aplicación
Teóricamente, este tipo de proceso podría ampliarse para descomponer la resina epoxi; no solo de turbinas eólicas, sino también en:
- Cascos de barcos.
- Coches eléctricos.
- Alas de aviones.
Además, serán salvados de los vertederos.
El inconveniente es que este proceso aún no está preparado para implementarse a gran escala. Actualmente, se requiere una gran cantidad de energía y el catalizador de rutenio empleado es costoso. Por esto, se están explorando maneras de incrementar la actividad y la estabilidad de este elemento para poder utilizarlo en menores cantidades.
Se sigue avanzando hacia un reciclaje más eficiente
Los estudiosos son muy optimistas en cuanto a los desafíos que deben afrontar. Se sigue trabajando en estrategias que a largo plazo reduzcan los costos y optimicen los procesos. De seguir así, este método de reciclaje se convertirá en una solución viable y sostenible para el manejo de residuos poliméricos como la resina epoxi.
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