Izquierda: desechos de la cuchilla de la turbina eólica; Medio: polímero reforzado con fibra de vidrio de turbina eólica tratada y seca (GFRP); Derecha: plástico moldeado por inyección que contiene el 70% de GFRP reciclado. Crédito: WSU
Un nuevo método para reciclar cuchillas de turbina eólica sin usar productos químicos duros dio como resultado la recuperación de fibras de vidrio de alta resistencia y resinas que permitían a los investigadores de la Universidad Estatal de Washington reutilizar los materiales para crear plásticos más fuertes.
La innovación proporciona una forma simple y ecológica de reciclar cuchillas de turbina eólica para crear productos útiles.
Informes en la revista, recursos, conservación y reciclaje, el equipo de investigadores cortó el material liviano que se usa comúnmente en las cuchillas de la turbina eólica, llamado polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP), en bloques de aproximadamente dos pulgadas. Luego empaparon los copos en un baño de sal orgánica de baja toxicidad en agua presurizada y sobrecalentada durante aproximadamente dos horas para descomponer el material. Luego reutilizaron sus componentes para hacer plásticos más fuertes.
“Funciona muy bien, especialmente teniendo en cuenta las condiciones suaves que aplicamos”, dijo Cheng Hao, ex alumno graduado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y Materiales y co-primero de autor en el documento. “El solvente es un solvente verde, y también la temperatura es aceptable para este propósito”.
El material GFRP ha sido tradicionalmente muy difícil de reciclar. Mientras que los termoplásticos, el tipo de plástico utilizado en las botellas de leche, se pueden derretir y reutilizarse fácilmente, los compuestos de fibra de vidrio generalmente se realizan con termosets. Estos tipos de compuestos se curan y no se pueden deshacer fácilmente y devueltos a sus materiales originales.
La primera generación de turbinas eólicas modernas hechas de compuestos de la década de 1990 ahora está llegando al final de sus vidas, creando un desafío significativo para la eliminación. El material reforzado con fibra de vidrio representa aproximadamente dos tercios del peso total de una cuchilla de turbina eólica. Además, cuando se hacen las cuchillas, aproximadamente el 15% del material también se desperdicia en la fabricación.
“A medida que crece la energía eólica, el reciclaje y la reutilización de los desechos de la turbina eólica se está volviendo cada vez más urgente”, dijo Jinwen Zhang, autor correspondiente y profesor en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales. “Este método de reciclaje es escalable, rentable y respetuoso con el medio ambiente, proporcionando una solución sostenible para reutilizar grandes cantidades de desechos reforzados con fibra de vidrio”.
En su trabajo, los investigadores empaparon el material de la cuchilla en una solución leve de acetato de zinc, que se usa en medicamentos, como en pastillas de garganta y aditivos alimentarios. La solución leve permitió a los investigadores recuperar fibras de vidrio y resinas en buenas condiciones que luego agregaron directamente a los termoplásticos para producir materiales compuestos fuertes con hasta el 70% de los materiales de fibra de vidrio reciclado. Además, los investigadores pudieron recuperar y reutilizar la mayoría de la solución catalizada de acetato de zinc a través de la filtración simple.
“La facilidad de la recuperación del catalizador mejora la sostenibilidad general y la rentabilidad del método”, dijo Zhang, quien realiza investigaciones en el Centro de Materiales e Ingeniería compuestos.
Cuando los investigadores agregaron el material reciclado al plástico de nylon y lo probaron, descubrieron que las fibras adicionales hicieron que el nylon fuera más de tres veces más fuerte y más de ocho veces más rígido. También encontraron que el material GFRP reciclado puede reforzar otros plásticos, como el polipropileno y el tipo de plásticos utilizados en jarras de leche y botellas de champú.
“Para este trabajo, no necesitamos descomponer completamente todos los lazos y empujar la reacción a la finalización”, dijo Baoming Zhao, co-dirista autor y profesor asistente de investigación en el centro de materiales e ingeniería compuestos.
“Siempre que podamos dividir la red reticulada en piezas más pequeñas, y son procesables, podemos agravar eso con nylon y obtener un nuevo compuesto. No estamos separando la resina de la fibra, solo combinamos todo con nylon y obtenemos un nuevo compuesto”.
Los investigadores continúan estudios para facilitar el reciclaje de las condiciones químicas al reducir los requisitos de presurización. Trabajando con la Oficina de Comercialización de WSU, también esperan desarrollar materiales de cuchilla que sean totalmente reciclables en primer lugar.
Más información: Cheng Hao et al, reciclaje químico leve de la cuchilla de la turbina eólica residual para la reutilización directa en la producción de compuestos termoplásticos con rendimiento mejorado, recursos, conservación y reciclaje (2025). Doi: 10.1016/j.resconrec.2025.108159
Proporcionado por la Universidad Estatal de Washington
Cita: Reciclaje de materiales de cuchilla de turbina eólica para hacer plásticos mejorados (2025, 3 de abril) Recuperado el 3 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-recycling-turbine-blade-materials-plastics.html
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