Viabilidad del uso de fibras naturales para componentes de palas de aerogeneradores: una evaluación estructural y ambiental

Existen dos áreas clave de desarrollo a lo largo de los ciclos de vida de las palas de aerogeneradores con el potencial de reducir el impacto de la generación de energía eólica: (1) desplegar materiales de menor impacto en las estructuras de las palas y (2) desarrollar soluciones de reciclaje de palas de bajo impacto. Este trabajo evalúa la viabilidad de utilizar fibras naturales para reemplazar las tradicionales fibras de vidrio y de carbono dentro de las palas offshore de última generación. El diseño estructural de las palas se realizó utilizando Métodos de Optimización Aeroelástica de Turbinas y se llevó a cabo una evaluación del ciclo de vida para evaluar el impacto ambiental de los diseños. Esto permitió emparejar los diseños de las palas con las estrategias preferidas de tratamiento de residuos para el menor impacto a lo largo del ciclo de vida de la pala. Las fibras de lino y cáñamo fueron las soluciones más prometedoras; sin embargo, deberían restringirse a su uso en capas biestratégicas impulsadas por la rigidez. Se encontró que la implementación de lino, cáñamo y basalto podría reducir el Potencial de Calentamiento Global (GWP) de cuna a puerta en alrededor del 6%, 7% y 8%, respectivamente. Las estrategias de coprocessamiento en hornos de cemento y reciclaje mecánico demostraron reducir significativamente el GWP de cuna a tumba y deberían ser priorizadas para las palas en desecho. Independientemente del diseño, se encontró que la producción de fibra de carbono fue el mayor contribuyente al GWP de la pala. Por lo tanto, las alternativas de menor impacto a la producción actual de fibra de carbono podrían proporcionar una reducción significativa en el impacto de la energía eólica y deberían ser una prioridad para la descarbonización eólica.