Reciclagem sustentável de pás eólicas ao final de sua vida útil

Abstract

O aumento no número de turbinas eólicas obsoletas, aliado à dificuldade e falta de conhecimento acerca da reciclagem de compósitos de fibra, tem gerado frustrações no contexto ambiental. Este trabalho visou compreender os destinos atuais de pás de turbinas eólicas ao final da vida útil e os métodos de reciclagem empregados, identificar seus desafios e propor uma solução alternativa de uma reciclagem sustentável, que permita o reaproveitamento das fibras para a produção em novas aplicações. Para isso, foi projetado e construído um protótipo de Reator de Micro-ondas, composto por um tubo principal de aço inoxidável, no qual uma rosca transportadora helicoidal move as amostras ao longo de seu comprimento sob ação de micro-ondas. A rotação da rosca, acionada por um motorredutor, é transmitida via acoplamento e ajustada por um sistema PWM (Modulação por Largura de Pulso), permitindo o controle da velocidade. Esse arranjo possibilitará a realização de experimentos de reciclagem de compósitos pelo método de pirólise assistida por micro-ondas, que consiste na reação de decomposição por meio do calor. Neste processo, o material é transportado ao longo do equipamento sob atmosfera de N2, sendo exposto ao campo de micro-ondas até a decomposição da resina e liberação dos produtos. Em uma rotação de 15 rpm, a capacidade teórica máxima de processamento do protótipo foi calculada em 53,02 kg/h, com um consumo energético teórico de 0,183 kJ/g, valor bem inferior à energia necessária para a degradação de 1 mol de resina poliéster, indicando a necessidade de aumento do tempo de exposição.

The increase in the number of obsolete wind turbines, combined with the difficulties and lack of knowledge regarding fiber composite recycling, has raised environmental concerns. This work aimed to understand the current disposal methods for end-of-life wind turbine blades and the recycling methods applied, identify their challenges, and propose an alternative solution for sustainable recycling that enables fiber reuse for new applications. For this purpose, a Microwave Reactor prototype was designed and constructed, consisting of a main stainless-steel tube in which a helical screw conveyor moves samples along its length under microwave exposure. The screw rotation, powered by a gear motor, is transmitted via a coupling and adjusted by a PWM system (Pulse Width Modulation), allowing speed control. This setup will enable composite recycling experiments through microwave-assisted pyrolysis, which involves the decomposition reaction through heat. In this process, the introduced material is transported along the equipment under an N2 atmosphere and exposed to the microwave field until resin decomposition and product release. At an operating rotation of 15 rpm, the prototype’s theoretical maximum processing was determined to be 53.02 kg/h, with a theoretical energy consumption of 0.183 kJ/g, which is significantly lower than the energy required for resin degradation, suggesting the need to increase the exposure time.