El reciclaje de los residuos que deja la transición energética

e Patricia Ruiz Guevara

Reportaje

CÓMO GARANTIZAR LA ECONOMÍA CIRCULAR DE AEROGENERADORES Y PARQUES EÓLICOS, PANELES FOTOVOLTAICOS Y BATERÍAS DE ALMACENAMIENTO GRACIAS AL ECODISEÑO

Y LA TECNOLOGÍA, Y QUÉ RETOS QUEDAN POR SOLUCIONAR

Ya no es un paisaje que nos sea ajeno, ni es una visión quijotesca. Da igual viajar en tren o por carretera, a medida que recorremos España es habitual adivinar, recortadas sobre el horizonte, grandes estructuras rematadas por aspas que buscan generar energía eólica. Los aerogeneradores o turbinas eólicas se elevan sobre todo en Castilla y León, Aragón, Castilla-La Mancha, Galicia o Andalucía, según la clasificación de la Asociación Empresarial Eólica (AEE).

Pero no son las únicas infraestructuras destinadas a la obtención de energía renovable que se han hecho habituales en nuestro territorio. Las instalaciones fotovoltaicas, ya sea en grandes parques solares o en los techos de empresas o viviendas particulares, hacen su fotosíntesis particular absorbiendo la energía del sol que llega a España. Castilla-La Mancha, Navarra, Andalucía, Castilla y León, la Comunidad Valenciana y la Región de Murcia encabezan el listado del barómetro solar elaborado por la empresa emovili.

Pese a este gran despliegue, las renovables siguen enfrentándose al reto del almacenamiento de la energía para paliar los problemas de la intermitencia del viento y el sol. Las distintas opciones de baterías de almacenamiento han mejorado en los últimos años y siguen en constante evolución.

Todo esto suena muy a favor de la imprescindible transición energética, pero hay que prestar atención a los detalles y las posibles sombras. ¿Qué pasa cuando acaba la vida útil de un aerogenerador? ¿Y cuando termina la de un panel fotovoltaico? Por el camino, esos paisajes de turbinas eólicas, placas solares y baterías dejan un reguero de estructuras y residuos que, una vez inservibles, hay que gestionar. Favorecer su reciclaje, promover su reutilización y hacer que la transición energética sea circular es uno de los desafíos al que se enfrentan asociaciones, empresas y centros de investigación del sector.

Materiales De Especial Complejidad

En general, aunque parta de la mejor de las intenciones, “cualquier residuo supone un problema para nuestra sociedad desde un punto de vista medioambiental, especialmente en economías de crecimiento lineal o exponencial en las que la resolución de ese problema cada vez es más com- pleja”, recuerda Jesús Chapado, director de Innovación de Naturgy. No obstante, “este paradigma cambia en un contexto de economía circular, donde los residuos se transforman y valorizan en nuevos vectores energéticos o materiales de segunda vida que se incorporarán de nuevo en la industria”.

En el caso del sector de las energías renovables, los residuos que se origi- nan tienen una complejidad particular, según Chapado: “Sus características hacen que los procesos de reciclaje, reprocesamiento y recuperación de materiales sean de especial complejidad, fundamentalmente debido a la composición de los elementos que integran estas infraestructuras”.

Hablamos de los mencionados paneles fotovoltaicos, baterías y algunas

El Reciclaje De Los Residuos Que Deja La Transici N Energ Tica

partes de los aerogeneradores que “están integrados por materiales complejos como resinas, fibras, polímeros, compuestos químicos y materiales preciosos, cuya separación para su tratamiento de forma independiente resulta difícil y costosa con las tecnologías actuales disponibles”, considera el experto. Veamos cómo se puede abordar este problema.

AEROGENERADORES: DE LAS ASPAS A DESMANTELAR UN PARQUE EÓLICO

Se prevé que en los próximos años el sector eólico deberá gestionar el desmantelamiento de un número significativo de aerogeneradores y, por tanto, de las palas eólicas que los conforman.

“Actualmente es viable reciclar o reutilizar entre el 85% y el 90% del peso de un aerogenerador. La mayoría de los grandes componentes de parte de su estructura disponen de procesos para su reciclaje o reutilización al estar fabricados a partir de materiales como el acero, el cobre, el aluminio o el hormigón, y también se pueden aprovechar muchos de los componentes como piezas de repuesto”, explica Carlos Arenal, ingeniero de Proyecto en la AEE.

El mayor reto está en las palas del aerogenerador, “residuos muy voluminosos cuya gestión todavía no está totalmente resuelta a nivel comercial” ya que están fabricadas de madera, metales y materiales compuestos, “una combinación de fibras reforzadas (vidrio o carbono) con una matriz a base de resinas poliméricas” difíciles de separar y reutilizar, detalla Arenal. A estas resinas compuestas se las conoce como composites.

Por su dificultad para ser reciclados, “actualmente la mayor parte de estos residuos se están depositando en vertedero y solo una pequeña parte se tritura para ser reutilizados como cargas, una problemática importante que debe ser acometida cuanto antes”, considera Nora Lardiés, investigadora en Reciclado Químico en AIMPLAS.

Las tecnologías de recuperación para solventar este problema están en investigación. Arenal menciona la trituración mecánica y Lardiés destaca dos procesos: pirólisis y solvólisis. “En pirólisis se calienta el residuo por encima de 450 ºC en ausencia de oxígeno, para conseguir degradar la cadena polimérica obteniendo finalmente tres fracciones: aceites pirolíticos, gases y sólidos; estos sólidos son las fibras limpias de residuo y de ensimaje”, indica la investigadora. Esta tecnología ya se está desarrollando a escala industrial para el reciclado de composites.

En el caso de la solvólisis, “se trata de un proceso químico de rotura de la cadena polimérica mediante la acción de disolventes, catalizadores y temperatura; además de obtener la fibra limpia se pueden purificar los monómeros y utilizarlos para sintetizar de nuevo resinas termoestables”. En el proyecto ELIOT desarrollado por AIMPLAS en colaboración con el centro holandés

En el desmantelamiento de un parque eólico, la primera consideración que debe tenerse en cuenta es la posibilidad de recuperar los equipos, incluidas las palas.

TNO se concluyó que este era el mejor método desde el punto de vista técnico, medioambiental y económico.

Una vez recuperados los materiales, Jesús Chapado de Naturgy señala que podrían tener una segunda vida en distintos mercados o industrias:

“Las maderas podrán ser utilizadas en aplicaciones de encofrados para construcción o para la fabricación de muebles, y las fibras de vidrio se podrán comercializar en sectores naval o automóvil, o incluso en la fabricación de materiales de construcción como el hormigón o el asfalto”.

Puede parecer anecdótico tener que reemplazar las palas de un aerogenerador, pero pensemos en todas las que puede haber en un parque eólico. Cuando un parque eólico se aproxima al final de su vida útil de diseño (unos 20 años), si no se puede extender su vida operativa habrá que desmantelarlo. “En el desmantelamiento de un parque eólico, la primera considera-

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ción que debe tenerse en cuenta es la posibilidad de recuperar los equipos, incluidas las palas, que por su naturaleza y estado siguen manteniendo un valor importante, y que pueden seguir siendo utilizados en otras instalaciones eólicas”, subraya Arenal de la AEE.

En este ámbito, el experto destaca a la empresa española Surus Inversa, que realizó el desmantelamiento de los parques eólicos de Malpica, Zas y Corme en La Coruña (Galicia).

En el caso de que la evaluación técnica de la pala concluya que no se puede reutilizar o reinstalar, Arenal ejemplifica otros usos (mobiliario urbano, reservas de agua, barreras acústicas), aunque reconoce que, hasta el momento, “los ejemplos de reutilización de palas son solo proyectos de demostración testimoniales que no se pueden considerar soluciones a gran escala para el futuro”.

PROYECTOS QUE DAN UN GIRO AL RECICLAJE:

EROS Y GIRA WIND

Para que la cosa no acabe en palas apiladas en grandes cementerios, como el de Wyoming en Estados Unidos, hay otras ideas en marcha en España que podemos destacar.

Es el caso del proyecto EROS, de AIMPLAS, donde han utilizado “el reciclado mecánico (trituración y sepa-

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ración) como un pretratamiento a los posteriores procesos de reciclado químico (pirólisis y solvólisis) que han permitido obtener finalmente el polvo de fibra de vidrio y la fibra de carbono”, detalla Nora Lardiés. Han introducido estas fibras recicladas en el sector cerámico (fibra de vidrio) y en el transporte y automoción (fibra de carbono).

En concreto, se revalorizó la fibra de vidrio para fabricar una baldosa y su esmalte; y el disolvente procedente de la solvólisis para fabricar la tinta. En el caso de la fibra de carbono, se investigó en la fabricación y aplicación del ensimaje que pierden estas fibras durante su reciclado y se utilizaron para volver a fabricar una pieza de composites para el sector transporte, nos explica la investigadora.

Además, Lardiés señala que se trata de un proceso de reciclaje sostenible: “Se ha elaborado un estudio tecno-económico y un análisis de ciclo de vida, y se ha demostrado que ambas tecnologías son rentables y sostenibles”. Aunque la pirólisis se está desarrollando a nivel industrial, aún no se puede decir lo mismo del pro- ceso de solvólisis, pero de momento Lardiés celebra el proyecto porque han sido capaces de “obtener fibra de carbono y de vidrio limpia sin restos de resina mediante procesos técnica y medioambientalmente sostenibles”.

Otra iniciativa a destacar es GIRA Wind, empresa pionera en el reciclaje de parques eólicos creada por Naturgy y Ruralia en la provincia de Soria. También cuenta con la participación de otras empresas, como holding industrial de la Caja Rural de Soria, Posteléctrica Fabricación y Huso 29 Renovables, y con la colaboración del Centro de Desarrollo de Energías Renovables (CEDER), las universidades de Alicante, Valladolid y Zaragoza, la Fundación CIRCE y el Centro Tecnológico CARTIF.

El proyecto se dedicará a las tareas de desmantelamiento y reciclaje integral de parques eólicos. “Hemos comenzado a trabajar con una planta de I+D+i en Soria, pero nuestra vocación comercial es desplegar una planta comercial en Garray (Soria) y otras plantas en cada una de las comunidades autónomas donde desarrollaremos nuestra actividad”, detalla Chapado de Naturgy.

PANELES FOTOVOLTAICOS, RESIDUOS Y MATERIALES DE ALTO VALOR

Pasamos a la energía solar fotovoltaica, ¿qué pasa con los paneles fotovoltaicos que ya no funcionan y con la contaminación indirecta que dejan por el camino? Héctor de Lama, director técnico de Unión Española Fotovoltaica (UNEF), explica que la vida útil de estos paneles es de entre 25 y 30 años, aunque ahora se pueden producir paneles con vidas útiles aún más prolongadas gracias a la innovación.

“Los paneles fotovoltaicos pueden reutilizarse hasta que dejan de funcionar, que a veces puede ser después de los 30 años”, indica De Lama.

Una vez termina su vida útil, estos pueden reciclarse extrayendo sus componentes principales. “En el reciclaje de paneles fotovoltaicos se aprovecha hasta el 95% de los materiales que los componen. Lo único que no suele reciclarse en el panel son los polímeros que se emplean como pegamento para unir las distintas partes del mismo”, detalla el director técnico de UNEF.

Para el resto, actualmente se lleva a cabo “un proceso energético-intensivo en el que el vidrio (que conforma un 75% del panel) y el aluminio (que conforma un 12% del panel) se separan y se funden para darles nuevos usos”. El reciclaje de estos materiales está muy consolidado, como subraya De Lama: el aluminio se recicla al 100% y el vidrio se recicla en un 95%.

Pero aún quedan algunos materiales que, aunque están en una proporción significativamente menor, es necesario recuperar por su alto valor, añade Jesús Chapado de Naturgy: “Para la fabricación de los módulos fotovoltaicos, además del marco de aluminio que lo protege, el vidrio de la cubierta y el plástico de la cubierta posterior, se utilizan otros materiales que alcanzan menor porcentaje en volumen, pero entrañan una mayor complejidad a la hora de su recuperación y reciclaje, ya que van embebidos en un polímero”.

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El experto enumera. Plata, que se dispone en delgadas tiras atravesando el panel y que traslada la electricidad hasta el cableado; su coste puede alcanzar el 50% del valor del módulo, aunque solo supone un 0,5% del peso total del panel. Silicio, conductor de la electricidad y cuya fabricación representa el 80% de las emisiones de gases de efecto invernadero en el proceso de fusión y tratamiento del cuarzo. Materiales conductores como el cobre, el zinc y otros semiconductores como telurio, selenio o indio, sujetos a rigurosos requisitos de tratamiento. “Se trata de materiales de alto valor, ya sea por considerarse preciosos, por su escasez o bien por los procesos de fabricación a los que están sometidos”, resume Chapado.

El director de Innovación de Naturgy explica que hasta ahora no hay grandes iniciativas para recuperar esos materiales críticos de mayor valor, porque las técnicas que funcionan basadas en tratamientos térmicos “aún están lejos de alcanzar las rentabilidades óptimas por una cuestión de escalado de los procesos”. También menciona algunas de las técnicas más innovadoras: procesos de combustión o craqueo en hornos a 500 o 600 ºC, aplicación de disolventes en la capa del encapsulante, procesos ópticos de corte del encapsulante a partir de

La automatización del desensamblado de paneles fotovoltaicos para poder separar el cristal del resto de componentes compuestos de silicio sería un importante avance.

Héctor de Lama, director técnico de Unión Española Fotovoltaica (UNEF).