Investigadores reciclam materiais de pás de turbinas eólicas para fabricar plásticos melhorados

Um novo método para reciclar pás de turbinas eólicas sem utilizar produtos químicos agressivos resultou na recuperação de fibras de vidro e resinas de alta resistência que permitiram aos investigadores da Universidade do Estado de Washington reutilizar os materiais para criar plásticos mais fortes.

A inovação proporciona uma forma simples e amiga do ambiente de reciclar as pás das turbinas eólicas para criar produtos úteis.

Segundo a revista Resource, Conservation, and Recycling, a equipa de investigadores cortou o material leve que é normalmente utilizado nas pás das turbinas eólicas, denominado polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP), em blocos de aproximadamente duas polegadas. Em seguida, mergulharam os flocos num banho de sal orgânico de baixa toxicidade em água pressurizada e sobreaquecida durante cerca de duas horas para decompor o material. De seguida, reutilizaram os seus componentes para fabricar plásticos mais resistentes.

“Funciona muito bem, especialmente tendo em conta as condições moderadas que aplicámos”, afirma Cheng Hao, antigo aluno de pós-graduação da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais e coautor do primeiro artigo. “O solvente é um solvente ecológico e a temperatura também é aceitável para este fim.”

Tradicionalmente, o material GFRP tem sido muito difícil de reciclar. Enquanto os termoplásticos, o tipo de plástico utilizado nas garrafas de leite, podem ser derretidos e facilmente reutilizados, os compósitos de fibra de vidro são normalmente feitos com termoendurecíveis.

Estes tipos de compósitos são curados e não podem ser facilmente desfeitos e devolvidos aos seus materiais originais. A primeira geração de turbinas eólicas modernas feitas de compósitos da década de 1990 está agora a chegar ao fim da sua vida útil, criando um desafio significativo para a eliminação. O material reforçado com fibra de vidro representa cerca de dois terços do peso total de uma pá de turbina eólica. Além disso, quando as pás são fabricadas, cerca de 15% do material também é desperdiçado no fabrico.

“À medida que a energia eólica cresce, a reciclagem e reutilização de resíduos de turbinas eólicas está a tornar-se cada vez mais urgente”, diz Jinwen Zhang, autor correspondente e professor na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais. “Este método de reciclagem é escalável, económico e amigo do ambiente, proporcionando uma solução sustentável para a reutilização de grandes quantidades de resíduos reforçados com fibra de vidro”, acrescenta.

No seu trabalho, os investigadores mergulharam o material da lâmina numa solução suave de acetato de zinco, que é utilizado em medicamentos, como pastilhas para a garganta e aditivos alimentares. A solução suave permitiu aos investigadores recuperar fibras de vidro e resinas em boas condições, que depois adicionaram diretamente a termoplásticos para produzir materiais compósitos fortes com até 70% dos materiais de fibra de vidro reciclados.

Além disso, os investigadores conseguiram recuperar e reutilizar a maior parte da solução de acetato de zinco catalisador através de uma simples filtração.

“A facilidade de recuperação do catalisador aumenta a sustentabilidade global e a relação custo-eficácia do método”, afirma Zhang, que efetua investigação no Centro de Engenharia e Materiais Compósitos.

Quando os investigadores adicionaram o material reciclado ao plástico de nylon e o testaram, descobriram que as fibras adicionais tornaram o nylon mais de três vezes mais forte e mais de oito vezes mais rígido. Descobriram também que o material GFRP reciclado pode reforçar outros plásticos, como o polipropileno e o tipo de plástico utilizado em jarros de leite e frascos de champô.

“Para este trabalho, não foi necessário quebrar totalmente todas as ligações e levar a reação até ao fim”, sublinha Baoming Zhao, coautor e professor assistente de investigação no Centro de Engenharia e Materiais Compósitos, ”Desde que consigamos quebrar a rede reticulada em pedaços mais pequenos e que sejam processáveis por fusão, podemos compô-la com nylon e obter um novo composto. Não estamos a separar a resina da fibra – apenas misturamos tudo com nylon e obtemos um novo compósito”, adianta.

Os investigadores estão a prosseguir os estudos para tornar as condições químicas ainda mais fáceis de reciclar, reduzindo os requisitos de pressurização. Trabalhando com o Gabinete de Comercialização da WSU, esperam também desenvolver materiais para lâminas que sejam totalmente recicláveis.