Remolino solar

Invariablemente nuestros clientes nos presentan siempre con residuos “cacho”, los cuales por la forma en que están elaborados o producto de procesos previos se vuelven “intratables” de forma masiva y eficiente. Ejemplos de estos hay varios, desde pallets con yogur pasando por filtros de puchos o simplemente rellenos sanitarios. Hoy vamos a agregar 2 más, producto de solicitudes de clientes, no por eso menos vital para el medioambiente.

Cualquiera que trabaje en la industria de ERNC, específicamente en la energía eólica y solar está íntimamente consciente de los beneficios que este tipo de energía representa para las comunidades a estas alturas a nivel planetario.

Energía limpia y renovable ayudan al desarrollo de  economías locales, ayudan a reducir las emisiones de gases de invernadero y requiere de mantenciones mínimas a lo largo de su vida útil, comparadas con otras formas de generación eléctrica.La generación anual de electricidad eólica y solar se duplicó entre 2018 y 2021, pasando de 9 TWh a 18 TWh, representando un aumento del 12% al 22% del total de la generación eléctrica. Se espera que la generación eólica y solar continúen creciendo en el futuro en Chile, con la adición de nueva capacidad eólica y solar en los próximos años.  Lo cual generará o está generando un problema de proporciones en cómo reciclar ambos cuando cumplan su vida útil o se dañen. Lo que muchos profesionales de la industria desconocen son los pros y contras que existen para los paneles solares y turbinas eólicas cada vez que sea necesario su recambio por la razón que sea.

Ambas dos tienen tasas de reciclaje extremadamente altas de todos y cada uno de los componentes, con excepción de un par (uno solar y otro eólica) que “trancan” todo (el famoso residuo cacho).

¿Cómo se reciclan los paneles solares?

Entonces, ¿se pueden reciclar los paneles solares? La respuesta corta es sí.

Paneles solares de silicio cristalinos (los más utilizados)

Se componen principalmente de vidrio (alrededor del 76%), aluminio (alrededor del 10%), plástico (alrededor del 8%), silicio (alrededor del 5%) y otros materiales como cobre y plata (alrededor del 1%).que se reciclan en cantidades masivas.

A pesar de la reciclabilidad de los paneles, el proceso de separación de materiales puede ser tedioso y requiere maquinaria avanzada. Estos son los pasos principales para reciclar con éxito un panel solar de silicio:

Procesos de reciclaje:

• Pasos comunes:

  • Eliminación del marco: Se quita el marco de aluminio y normalmente se funde para reutilizarlo.

  • Separación de vidrio: El vidrio se separa, se limpia y se puede reutilizar en nuevos paneles u otros productos.

  • Extracción de silicio:Las células de silicio se separan del panel y el silicio se puede extraer, purificar y utilizar en nuevas células solares.

  • Otros metales:El cobre y la plata, si están presentes, también se recuperan y reutilizan.

    
    

Procesos específicos:

• Algunas instalaciones utilizan procesamiento térmico (calentamiento a altas temperaturas) para separar materiales y eliminar plásticos y resinas.

• También se utilizan tratamientos químicos para separar el silicio de otros materiales.

• Algunas empresas utilizan métodos especializados para recuperar materiales de alto valor como silicio, plata, aluminio y cobre de todas las partes del panel.

Desafíos y direcciones futuras:

• Ampliación:La infraestructura de reciclaje debe expandirse para manejar el creciente número de paneles solares al final de su vida útil.

• Pureza del material:Garantizar resultados de alta pureza en los procesos de reciclaje es crucial para reutilizar materiales en nuevos paneles solares.

• Costo-efectividad:Todavía se está explorando la viabilidad económica del reciclaje y se necesita más investigación para optimizar los procesos y reducir los costos.

• Diseño para el reciclaje:El diseño de paneles teniendo en mente una reciclabilidad más fácil (por ejemplo, utilizando menos plomo) podría mejorar los esfuerzos de reciclaje futuros.

Paneles de telururo de cadmio de película delgada (Thin Film):

Una porción más pequeña del mercado, estos paneles utilizan materiales diferentes y los métodos de reciclaje están adaptados para recuperar el material semiconductor (cadmio y telurio) además del vidrio y el cobre. Aquí no nos vamos a meter, ya que la proporción de uso de estos paneles comparada con los de silicio es ridículamente poca.

Se espera que para el año 2050 todos los componentes reciclables y/o recuperables del paneles solares en desuso tengan una valor de USD 2.7 billones al 2030 y de USD 80 billones al 2050, con lo cual se transforma ipso facto en un negocio altamente atractivo, siempre y cuando seamos capaces de tratarlos de manera ultra eficiente y medioambientalmente neutra.

Y cómo se reciclan las turbinas eólicas?

Esto es por lejos lo más fácil, excepto por un miserable porcentaje de la turbina que es un verdadero cubo rubik en el mundo del reciclaje.

La necesidad de un proceso de reciclaje eficiente y a gran escala es cada vez mayor, y surgen innovaciones que podrían ayudar a la industria a alcanzar sus objetivos. Actualmente, se puede reciclar hasta el 94 % de las piezas de una turbina eólica. Esto incluye las fundaciones, la torre, la caja de engranajes, el generador y hasta el anemómetro de 5 lucas. Sin embargo, las palas o aspas del rotor están hechas de materiales compuestos, principalmente fibra de vidrio y fibra de carbono, que son particularmente difíciles de reciclar.

¿Cómo es el proceso de reciclaje de una turbina? Actualmente existen diversas opciones. A continuación, se presenta una lista no exhaustiva de algunas de ellas.

Acá hablaremos solamente de las aspas, que son el gran tema, ya que los otros componentes tales como acero, torres, controladores, generadores, cemento son bastante fáciles de reciclar.

Reciclaje mecánico

El reciclaje mecánico implica el corte y desmontaje de las aspas. Las piezas se trituran para obtener fibra de vidrio o carbono en bruto, lo que produce partículas finas y gruesas que pueden mezclarse con roca, plástico u otros rellenos. La mezcla se transforma en pellets o paneles termoplásticos de fibra de vidrio para su uso en diversos productos. Estos pellets también se pueden utilizar en procesos de fabricación por moldeo por inyección y extrusión, tarimas para terrazas, palets para almacenes, topes de estacionamiento, tapas de alcantarilla, pasarelas para edificios y revestimientos resistentes a la intemperie. 

Reciclaje químico:Este método utiliza procesos químicos para descomponer los materiales compuestos, lo que permite la recuperación de resinas y fibras valiosas.

Reciclaje térmico

Esto implica el uso de altas temperaturas para descomponer los materiales, recuperando potencialmente componentes valiosos.

Coprocesamiento de cemento

El coprocesamiento de cemento es actualmente la opción de reciclaje más rentable, escalable y comercialmente viable. El coprocesamiento de cemento implica la trituración mecánica de la pala y la alimentación de los trozos triturados a un horno de cemento. La resina y los componentes del núcleo de la pala proporcionan energía para la reacción química, reduciendo la cantidad de carbón o gas necesaria para el horno de cemento tradicional. Durante el proceso, el reciclaje térmico ahorra a la producción de hormigón un 23 % de sus emisiones totales de dióxido de carbono y un 13 % de su consumo de agua.

Hay ocasiones en las que un aspa de turbina eólica no se puede reciclar. Sin embargo, incluso si se depositan en rellenos, las aspas de una turbina representan una pequeña porción de los residuos que llegan a los rellenos sanitarios. El Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI), en EEUU, informó que todos los residuos de aspas de turbina hasta 2050 representan aproximadamente el 0,05% de todos los residuos sólidos urbanos que llegan a los vertederos cada año. A diferencia de los residuos de otras fuentes de energía, las palas de las turbinas eólicas están hechas de fibra de vidrio o carbono no tóxica y son...completamente seguras para el relleno Además, hay nuevas innovaciones en el horizonte que podrían ayudar a la industria a alcanzar su objetivo de 100% de sostenibilidad.

Tanto en el caso de los paneles solares como de las aspas de las turbinas el gran problema son las resinas que aglomeran las fibras compuestas (fibra de vidrio y fibra de carbono) y soluciones definitivas en cuanto al óptimo reciclaje demandan soluciones tecnológicas en este material en particular. Ya hay un caso que promete solucionar esto y es el caso de una resina en base a azúcar desarrollada por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EEUU, llamada PECAN (PolyEster Covalently Adaptable Network), y ha mostrado resultados promisorios en términos de rendimiento y reciclaje mediante procesos químicos. Siemens por su parte está incorporando nuevas tecnologías en las aspas.

En cuanto al "monto del deal", acá la verdad no hay mucho consenso, y de hecho no hay data suficiente, y la razón es simple. El problema es sumamente nuevo, lo que si está claro es que está recién empezando a estallar, dado que estamos llegando en masa al fin de la vida útil de un cerro de turbinas a nivel mundial.

Residuos de aspas (SI...solo de aspas) se proyecten que lleguen a 2.2 millones de toneladas en EEUU el 2050, a nivel global esta cifra podría andar por las 43 millones de toneladas para el 2050 y para que termine de atragantarse sumémosle los 23 millones de toneladas de los Chinos para el 2050 (Solutions for recycling emerging wind turbine blade waste in China are not yet effective, Nature.com , December 2023)

Las cifras preliminares del "servicio" varían bastante de una locación a otra, del tipo de turbina y tamaño. Por ejemplo una cosa es desmantelar turbinas en la IV región en una loma con estupendos accesos y otra muy distinta es desmantelar una turbina en el Mar del Norte, pero preliminarmente las verían entre USD 100.000 a USD 250.000 por turbina, lo cual como puede ver es un estupendo negocio, siempre y cuando cumpla su parte del trato, que es reciclar de manera eficiente la turbina completita, hasta con los cables que van bajo tierra en la base, y es ahí

conde entramos nosotros como su mejor socio, poniendo a su disposición los equipos necesarios, desde las trituradoras, cortadoras laser, maquinas de última generación de tratamiento térmico, etc.

Sea como sea y vuelvo a insistir en la necesidad de que la industria en general trabaje de manera más cooperativa con los distintos actores a cargo de la “muerte” de sus productos, envases y contenidos. Quién mejor que recicladores, empresas de tecnología de reciclaje y gestores para saber cuándo procesos funcionan e incluso ayudar en la creación de productos, envases y contenidos desde el origen, pero tomando el final como un factor decisivo en la creación de estos mismo, y aquí entran todos al baile: empresas de bebidas, celulares, reactores nucleares, naves espaciales, cordones y condones.