La energía eólica, como cualquier otra renovable, es limpia, cada vez más barata y libre de emisiones, pero para que sea considerada verdaderamente verde es importante evaluar su impacto ambiental al final de su vida útil, afirma la experta en energía y científica de a bordo de Energy Observer, Beatrice Cordiano.

El Energy Observer, que ya lleva siete años dando la vuelta al mundo para promover y probar nuevas soluciones energéticas y de propulsión sostenibles, es un laboratorio de transición ecológica concebido para superar los límites de las tecnologías de emisiones cero. Hidrógeno, solar, eólico e hidroeléctrico: todas las soluciones han sido experimentadas, probadas y optimizadas a bordo para hacer de las energías limpias una realidad práctica y accesible para todos.

En este artículo, Cordiano analiza el acuciante problema de las turbinas eólicas que están llegando al final de su vida útil.

Ciclo de vida de una turbina eólica

Las primeras turbinas eólicas comerciales entraron en funcionamiento a mediados y finales de los años 90. Ahora están llegando al final de su vida útil y es necesario desmantelarlas, lo que plantea la cuestión de qué hacer con sus desechos.

En 2022, la capacidad total de todas las turbinas eólicas del mundo ha superado los 906 GW, suficiente para proporcionar más del siete por ciento de la generación eléctrica mundial. Las turbinas eólicas son cada vez más altas, más grandes y más potentes, lo que ofrece la posibilidad de obtener energía fiable y abundante.

Los aerogeneradores no giran eternamente, están diseñados para durar al menos 20 años y su vida útil puede aumentar si se les da el mantenimiento adecuado. Funcionan unas 7.500 horas al año, unas 150.000 horas o más durante su vida útil. Y, tarde o temprano, la exposición constante al viento y a las inclemencias del tiempo traerá consigo efectos evidentes, lo que significa que será necesario retirarlos de servicio. Eso es lo que está sucediendo con la primera oleada de instalaciones de aerogeneradores –que, en Europa, se remonta a la década de 1990, principalmente en Alemania, Dinamarca y España– que hoy se están acercando a la edad de jubilación.

Una vez que llega al final de su ciclo de vida, un aerogenerador presenta tres posibles caminos de acción: prolongar su explotación entre tres y cinco años, acometer una operación de repotenciación –la sustitución de los aerogeneradores antiguos por modelos más eficientes, que permita aumentar la producción del parque eólico sin necesidad de terreno adicional– o, si ninguna de estas alternativas resulta viable, desmantelar el parque.

Se estima que en 2030 unas 50.000 turbinas eólicas alcanzarán o superarán los 20 años de vida útil en Europa y, a partir de 2030, se añadirán otras 5.700 al año a la lista de desmantelamiento como resultado de la repotenciación.

Surge una pregunta: ¿qué pasará con este parque envejecido y obsoleto?

¿Se pueden reciclar los aerogeneradores?

Existe la idea errónea de que los aerogeneradores son nocivos para el medio ambiente debido a sus componentes y que, por ello, son imposibles de reciclar. Esto es un error: aproximadamente el 96 por ciento de un aerogenerador es reciclable. Para entenderlo, basta con observar la composición de esta tecnología.

Carcasa, ejes, engranajes y componentes eléctricos, un aerogenerador está formado por más de 8.000 piezas. Pero para simplificarlo podemos dividirlo en cuatro partes, cada una con funciones específicas y por tanto con materiales:

• Los cimientos, enterrados en el suelo, están hechos de hormigón y chatarra.
• La torre, que debe soportar la góndola y proporcionar acceso a ella, está hecha esencialmente de acero.
• Subiendo encontramos la nacelle, que alberga el sistema para convertir la energía mecánica del viento en electricidad y por tanto está constituida principalmente por componentes eléctricos.
• Y por último, el rotor (buje y palas) fabricado en resina polimérica reforzada con fibra de vidrio y ocasionalmente fibra de carbono.

Si relacionamos estos materiales con el tonelaje de los aerogeneradores, observamos que casi el 90% son acero y cemento, el 6% son fibras de vidrio, solo el 3% son polímeros y el resto son metales y materiales electrónicos. La mayor parte es, por tanto, totalmente reciclable. En 2021, la tasa de reciclaje de los aerogeneradores en Francia, excluidas las palas, se acercó al 98% (96% con las palas).

Las palas: el talón de Aquiles de la energía eólica

Si bien el hormigón se puede triturar, clasificar y reciclar como agregado para otros tipos de hormigón, en particular para otras turbinas eólicas, o como relleno, y el acero se puede reciclar una y otra vez sin ninguna pérdida de propiedades, no sucede lo mismo con las palas. En la actualidad, las palas son el hueso duro de roer del reciclaje de turbinas eólicas. El problema con las palas es la forma en que están construidas. La fibra de vidrio está compuesta de hebras finas de plástico y vidrio, lo que hace que sea difícil y costoso reciclarlas.

Según las estimaciones, en Francia se desmantelarán anualmente 1 GW de aquí a 2025, lo que supone entre 3.000 y 15.000 toneladas de materiales compuestos al año. La cuestión del reciclaje de materiales compuestos no es exclusiva de la industria eólica, ya que los sectores de la automoción, el transporte marítimo y el ocio utilizan los mismos materiales para fabricar piezas aeronáuticas, cascos de barcos e incluso esquís, pero a menudo se utiliza para desacreditar la sostenibilidad de esta energía renovable. Aunque las palas son inertes y no producen emisiones tóxicas, por lo que son bastante seguras para los vertederos, su eliminación incontrolada sigue siendo un enorme desperdicio de recursos que se aleja de los criterios de sostenibilidad y circularidad. No se puede negar que muchas palas de primera generación acaban en los vertederos, pero no en Europa, donde enterrar las palas de los aerogeneradores está estrictamente prohibido, pero no es el caso de todos ellos.

Los fabricantes y operadores están buscando nuevos enfoques, tratando de encontrar formas de separar la matriz polimérica de las fibras de refuerzo para recuperar y reutilizar los materiales, o reconstruir nuevas palas utilizando materiales reciclables. De este modo, las palas eólicas pueden reutilizarse por completo como elementos estructurales, como parques infantiles, cobertizos para bicicletas, barreras acústicas o partes de proyectos de ingeniería civil. Pueden reciclarse de forma mecánica, triturarse y, a menudo, reutilizarse como material de relleno en edificios: un proceso que Veolia, la empresa francesa de gestión de recursos, domina utilizando materiales triturados de palas como ingrediente para la producción de cemento. Pueden tratarse térmicamente, incinerarse y revalorizarse como combustible para la producción de energía y, en algunos casos, también pueden someterse a un proceso químico en el que las fibras se separan de las resinas mediante disolventes y procesos térmicos.

En esto es en lo que trabaja Vestas, el fabricante danés de turbinas eólicas, probando una tecnología de vanguardia que descompone las palas en un líquido utilizando productos químicos baratos, no tóxicos y fácilmente disponibles, lo que permite producir materiales de alta calidad utilizando poca energía.

Otras iniciativas están estudiando la modificación de los materiales utilizados para fabricar las turbinas, con el objetivo de diseñar una nueva generación de palas fabricadas a partir de termoplásticos biodegradables o que puedan reconstituirse al final de su vida útil, lo que hace que su fabricación sea más sostenible y su reciclaje más sencillo. Es el caso de las primeras palas totalmente reciclables en las que ha trabajado el consorcio ZEBRA (Zero wastE Blade ReseArch), que las ha producido en la fábrica de LM Wind Power en Ponferrada (España), antes de probarlas y comercializarlas en Dinamarca.

Siempre hay margen de mejora, sobre todo si se sigue trabajando en el ecodiseño de los componentes. Esta pala 100% reciclable es un paso importante y un avance prometedor que puede ayudar a lograr una mayor sostenibilidad en el sector de la energía eólica, a la espera de crear una cadena de suministro altamente eficiente capaz de reciclar y mejorar todos los componentes.

No hace falta decir que, si bien hoy en día la forma actual de los aerogeneradores puede no ser perfecta, su impacto ambiental positivo supera con creces los negativos sobre el ciclo de vida general.

Este artículo fue publicado por el equipo de Energy Observer.