¿Qué hacemos con las plantas eólicas cuando acaba su vida útil?

Por Juan José Coble Castro, Universidad Nebrija

Es la era renovable, de esto ya no cabe ninguna duda. Las energías renovables han venido a quedarse y a darnos una mejor relación entre la producción de energía y el medio ambiente. El combustible que las alimenta es gratuito, aprovechan recursos autóctonos, mejoran las economías locales allí donde se instalan y contribuyen a implantar y desarrollar un modelo de generación eléctrica distribuida. Pero ¿son todo ventajas?

Para cerrar con éxito el ciclo de vida de una tecnología, cualquier tecnología, no basta con que tenga un bajo o nulo régimen de emisiones y residuos a lo largo de su vida útil. También debe ser así durante el desmantelamiento de sus instalaciones y cuando se intenta volver al estado cero en el lugar donde se implantaron.

A día de hoy, la finalización de la actividad de algunas instalaciones renovables plantea algunos retos que es necesario afrontar y resolver.

Los beneficios de la repotenciación

Como recoge el informe Accelerating Wind Turbine Blade Circularity (2020) presentado por el consorcio WindEurope – Cefic – EuCIA, si bien normalmente la vida media esperada para un aerogenerador y un parque eólico ronda los 20 o 25 años, este periodo puede alargarse en función de las circunstancias.

Hay que tener en cuenta que muchas de las turbinas eólicas instaladas en décadas anteriores son de unos pocos cientos de kW y tienen menos de 60 m de altura de buje. El repowering o repotenciación consiste en sustituir, allí donde sea viable técnica y económicamente, las turbinas obsoletas por torres más altas y góndolas con turbinas mucho más modernas, potentes y eficientes.

El análisis de más de 100 proyectos de repotenciación en Europa refleja que, de media, el número de turbinas necesarias para la misma potencia instalada disminuye en un tercio, mientras que la capacidad del parque eólico se multiplica por dos.

Una vez finalizada la vida útil del parque eólico, se pueden realizar algunas inversiones de peso (revisión del estado de las cimentaciones de sujeción de las torres, repotenciación del parque, etc.) y así garantizar que el funcionamiento del parque eólico se pueda alargar entre 5 y 10 años más. Aunque no mucho más.

El escenario final es claro, y lleva al sector eólico a afrontar el desmantelamiento o la repotenciación de muchos parques eólicos en España y en Europa (también en el mundo). Esto implica tener que gestionar los residuos generados en el proceso (góndolas, componentes, multiplicadoras, engranajes, circuitos… además de las palas).

La industria eólica y el reciclaje

La mayoría de los residuos generados al desmantelar un parque eólico son reciclables o reutilizables hasta en un 90 %, pero otros no. Es una prioridad de la industria eólica llegar al 100 % de reciclabilidad y el camino no es fácil.

Un parque eólico utiliza básicamente en su construcción cobre, aluminio, hormigón (para las cimentaciones de las torres), acero, hierro fundido, fibra de vidrio, fibra de carbono, resinas y otros materiales compuestos. La mayoría de estos materiales tienen métodos de reciclaje claros y establecidos hace tiempo, pero las palas son un problema aparte.

Los cálculos recogidos por WindEurope (2020) hablan de alrededor de 14 000 palas de turbinas eólicas que podrían ser desmanteladas en 2023. Esto necesariamente equivale a la gestión de entre 40 000 y 60 000 toneladas de materiales compuestos.

Las palas están fabricadas de materiales compuestos como la fibra de vidrio, fibra de carbono y resinas, entre otros. Estos materiales han permitido aumentar el rendimiento de los parques eólicos de forma importante al poder crear palas más grandes y más ligeras, que captan más viento en su recorrido y aprovechan mejor la energía eólica disponible. Pero cada ventaja ofrece sus inconvenientes.

Los materiales compuestos tienen propiedades excelentes, pero debido a su complejidad requieren procesos muy específicos para su reciclado. Esto afecta no solo a la industria eólica, sino también a sus hermanas mayores (en cuanto a producción de residuos de materiales compuestos) como la industria de la construcción y edificación, el sector del transporte, el sector marítimo y la industria eléctrica y electrónica.

Las palas de los aerogeneradores, una vez convertidas en residuo, pasan a tener la catalogación de residuos no peligrosos. Esto facilita su gestión final, pero aun así hay que gestionarlos. Actualmente existen diferentes opciones.

Reutilización, reciclaje y depósito en vertedero

La reutilización de las turbinas eólicas y sus palas dependerá de su estado después del uso y de si es posible repotenciar o crear nuevos parques eólicos con las turbinas que se desmantelan o desestiman en otros.

El intercambio puede darse bajo ciertas circunstancias, no siempre. Por ejemplo, cuando el desmantelamiento de los aerogeneradores se produce antes del fin de su vida útil. Esto se hace cuando se pretende mejorar el rendimiento económico del parque eólico sustituyendo aerogeneradores todavía válidos por otros con mejores prestaciones, más modernos.

Hecho el cambio, evidentemente puede haber también un mercado secundario para la instalación y funcionamiento de las turbinas sustituidas. Además las piezas en buen estado son susceptibles de ser utilizadas como recambios para aerogeneradores de la misma gama, todavía en funcionamiento, y cuyas piezas de recambio empiecen a escasear en el mercado.

También existen soluciones arquitectónicas imaginativas para reutilizar estos elementos, como un aparcamiento para bicicletas en Dinamarca o un puente proyectado en la localidad de Aalborg. Pero estas soluciones son puntuales y por ahora tienen poco recorrido.

Opciones de reciclaje

Estos materiales pueden coprocesarse con cemento. Las materias primas del cemento se pueden reemplazar parcialmente por las fibras de vidrio y otros elementos del material compuesto, y la fracción orgánica reemplaza al carbón como combustible. A través de ese proceso, la emisión de dióxido de carbono de la fabricación del cemento se puede reducir hasta un 16 % si los compuestos representan el 75 % de las materias primas. Entre sus inconvenientes se encuentra la pérdida de la forma original de las fibras tratadas.

Se está imponiendo actualmente el Composite Recycling System, un novedoso sistema de reciclado en horno horizontal por etapas que permite la eliminación completa de la resina presente en el compuesto, con menos del 10 % de degradación de la fibra de carbono reciclada.

El procedimiento sirve para tratar todo tipo de materiales compuestos: fibra de carbono y fibra de vidrio, elementos curados o no curados, elementos al final de su vida útil o piezas que no pasen el control de calidad, etc. Además es un sistema eficiente y respetuoso con el medio ambiente, que utiliza cogeneración y genera un subproducto combustible aceitoso que puede utilizarse en la propia instalación.

También se están desarrollando tecnologías alternativas como el reciclaje mecánico, la solvólisis y la pirólisis, que brindan a la industria eólica soluciones adicionales para tratar las palas una vez que se convierten en residuos.

El depósito en vertedero de las palas desechadas es otra posibilidad, accesible y barata al ser consideradas como residuos no peligrosos. Evidentemente, esta opción es desastrosa desde el punto de vista de la economía circular, incurriendo en un doble desperdicio: se desperdician recursos y materias primas que podrían reciclarse e introducirse de nuevo en el ciclo productivo y se necesita disponer de hectáreas y hectáreas de suelo donde enterrarlas.

Otra solución: aerogeneradores sin palas

La solución al problema de las palas puede estar más cerca que nunca gracias a los avances en la tecnología conocida como vortex bladeless, que consiste en areogeneradores oscilatorios que aprovechan la energía del viento sin necesidad de usar palas.

Estos aerogeneradores no tienen un proceso de fabricación complejo, trabajan sin aceites lubricantes y sin palas, lo que mejora considerablemente su ciclo de vida e impacto ambiental. Con las condiciones adecuadas de ajuste, puede ser una tecnología muy silenciosa, y disminuye además sus interferencias en equipos de radio.

Además, este sistema reduce al mínimo el impacto en la avifauna local al no tener palas. Pese a todo, sus responsables trabajan en colaboración con la ONG SEO Birdlife para evaluar la reducción de este impacto ambiental. El objetivo es que todos podamos compartir el mismo viento sin problemas.

Una vez eliminadas las palas de la ecuación, el problema de reciclaje del resto de materiales del aerogenerador se reduce bastante. La tecnología vortex bladeless sigue trabajando para conseguir economías de escala en su producción y para mejorar rendimientos, pero es una solución prometedora para superar ciertas encrucijadas que a día de hoy plantea la renovación del parque eólico.