Las turbinas eólicas generalmente no producen emisiones directas de CO2; sin embargo, existen varios impactos ambientales asociados con su fabricación, instalación y etapas de final de vida. Para que la energía eólica continúe produciendo una cantidad cada vez mayor de energía, se deben realizar mejoras en estas áreas para maximizar la sostenibilidad. La etapa final de vida será cada vez más importante en las próximas décadas, ya que se puede esperar que un rápido aumento en las tasas de instalación asociado a la eólica marina y un aumento igualmente rápido en las tasas de desmantelamiento a medida que las turbinas lleguen al final de su vida útil operativa de 20 a 25 años.
Escenarios de fin de vida
Para formar la base de la
evaluación basada en escenarios, se han investigado los procedimientos actuales
de gestión de residuos al final de la vida útil para cada uno de los materiales
principales materiales. Luego, se han explorado las prácticas alternativas de
manejo de desechos que representan mejoras en la práctica actual a través del
movimiento hacia arriba en la jerarquía de desechos, hacia resultados más
favorables. Los beneficios ambientales que podrían lograrse mediante la
reutilización, re-manufactura, reciclaje y recuperación de calor de la incineración
de varios componentes de una turbina eólica son significativos. Dichos
beneficios incluyen la reducción de desechos, particularmente en vertederos, y
ahorros de emisiones de gases de efecto invernadero.
Materiales de turbinas eólicas
Las turbinas eólicas
marinas se pueden dividir en cuatro componentes principales: base (fija o
flotante), torre (Incluye la pieza de transición), góndola y rotor. A su vez
cada componente se compone de:
• Base: acero o hormigón
con algo de hierro.
• Torre: completamente de
acero.
• Góndola: principalmente
hierro y acero, con algo de cobre y sílice para componentes electrónicos y
vidrio y resina para la cubierta de la góndola.
• Rotor: hierro fundido
para el cubo de la pala, con el cono de punta y las palas de plástico reforzado
con vidrio (GRP) y resina o fibra de carbono (CFRP) en algunos modelos.
Reciclaje
Acero o hierro
Como el acero es una aleación de hierro y ambos son metales ferrosos, ambos metales se tratan dentro de la misma cadena de reciclaje. El acero y el hierro son infinitamente reciclables y fáciles de recuperar, ya que ambos materiales son magnéticos. Aunque, debido a la adición de otros elementos según el uso previsto, y las impurezas agregadas durante los procesos de desguace y reciclaje, la pureza del acero generalmente disminuye cada vez que se recicla. Sin embargo, estas impurezas pueden eliminarse mediante un procesamiento adicional, aunque esto puede resultar en un proceso costoso. Varios estudios han colocado una tasa de reciclaje del 90% para el acero y el hierro, con una pérdida del 10%. Según la Asociación Danesa de la Industria Eólica, los cimientos monopile pueden extenderse de 10 a 20 m por debajo del lecho marino y, durante el desmantelamiento, se cortan unos pocos metros por debajo del lecho marino. Dependiendo de la profundidad del mar podría representar más del 10% del peso total del acero o hierro.
Hormigón
Se supone que el 100% de los residuos de hormigón del desmantelamiento de las turbinas se depositan en vertederos. Sin embargo, existe cierto debate en torno a la eliminación completa de los cimientos, ya que los hábitats marinos se habrán desarrollado alrededor de los grandes cimientos para el final de la vida útil de diseño de la turbina. Es probable que la retirada de estructuras basados dependa en gran medida de la escala de formación del hábitat, las especies afectadas por la retirada y si dejar los cimientos in situ representa un peligro para la navegación.
Materiales compuestos
Los principales componentes de los materiales compuestos son CFRP y GRP, cuyos procesos de reciclaje están mucho menos establecidos que los de los otros materiales evaluados previamente. Los plásticos reforzados con fibra (FRP) son intrínsecamente difíciles de reciclar, ya que es difícil separar las fibras de refuerzo de las resinas poliméricas. Actualmente se están desarrollando procesos alternativos de gestión de residuos, pero el vertido sigue siendo la opción dominante. El impuesto sobre el relleno sanitario para el FRP es un motor importante del desarrollo de nuevas técnicas, mientras que países como Alemania han prohibido completamente el uso del FRP en vertederos. Todas las industrias involucradas asumieron que el 100% de los residuos de FRP se depositan en vertederos.
Cobre
El cobre es uno de los metales más valiosos para el reciclaje, ya que la demanda es alta y puede reciclarse y reutilizarse indefinidamente, sin perder ninguna calidad de rendimiento. Además, el reciclado requiere hasta un 85% menos de energía que la producción de cobre primario. El cobre que se utiliza en los cables de transmisión para parques eólicos generalmente no se recupera, ya que los cables de transmisión se dejan enterrados in situ; solo el cobre de la turbina está disponible para su recuperación. Los estudios apuntan a una tasa de reciclaje del 90-95%, con una pérdida del 5-10% en el vertedero.
Aluminio
Al igual que el cobre, el aluminio también es infinitamente reciclable. Además, el reciclaje de aluminio tiene un mayor ahorro energético que el cobre, ya que el aluminio reciclado requiere un 95% menos de energía que la producción primaria. Se han declarado tases de reciclaje del 90-98%.
El
A diferencia del cobre y el aluminio, el plástico no es infinitamente reciclable. Por lo general, el plástico solo es reciclable una o dos veces, y eventualmente termina incorporado a un producto no reciclable como el textil. La reciclabilidad del plástico también depende del tipo de plástico. No obstante, el reciclaje de plásticos presenta ventajas como la reducción de problemas medioambientales ahorrando tanto recursos energéticos como materiales. Cada tipo de plástico tiene su propia tasa de reciclaje y propiedades específicas que dictan las posibilidades del final de su vida útil. El reciclaje de plástico se complica aún más por la posible contaminación cruzada de los plásticos. Por ejemplo, el PET y el PVC comparten muchas propiedades y, a menudo, se ven muy similares, por lo que las técnicas de clasificación pueden ser complicadas. Sin una clasificación efectiva, la contaminación por PVC en una masa fundida de PET puede contaminar todo el lote, reduciendo la calidad del producto. El plástico de las turbinas eólicas se utiliza en la electrónica, como los cables y las palas. Sin embargo, los tipos y cantidades de cada plástico no están claros, ya que esto variará según el diseño de la turbina. La disponibilidad de los plásticos para el reciclaje tampoco está clara, ya que depende del uso, que, de nuevo, depende del diseño específico de la turbina. No obstante se establecen porcentajes de reciclaje del 100%.
Para maximizar la
sostenibilidad de la industria de la energía eólica marina, la investigación
adicional debe explorar las tendencias futuras en términos de diseño de
turbinas y evaluar los impactos que estas tendencias tendrán en el futuro de
esta industria. Además, se debe adoptar un enfoque de ciclo de vida completo
dentro de la industria para maximizar realmente la sostenibilidad. Los cambios
cuidadosamente considerados realizados en la fase de diseño del ciclo de vida
de una turbina podrían tener un impacto positivo en la disponibilidad de
materiales para las prácticas mejoradas de gestión de residuos al final de la
fase de vida.
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Gran información con datos que desconocía.
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