Po zakończeniu swojej pracy na farmach wiatrowych łopaty turbin nie muszą już trafiać na wysypiska. Naukowcy z Politechniki Lubelskiej, Politechniki Rzeszowskiej i Politechniki Białostockiej opracowują sposoby ich ponownego wykorzystania – m.in. w budownictwie, geotechnice i przy drogach. Ich badania mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki patrzymy na odpady z sektora odnawialnych źródeł energii.

Coraz więcej odpadów z turbin wiatrowych

Na całym świecie przybywa zużytych łopat turbin wiatrowych, które po 20–25 latach pracy muszą zostać zdemontowane. Najpopularniejsze konstrukcje wiatraków składają się z trzech ogromnych łopat – każda o długości od 20 do nawet 80 metrów. Wyzwanie stanowi jednak materiał, z którego są wykonane – kompozyt z włókien szklanych lub węglowych zatopionych w żywicy epoksydowej.

To wyjątkowo trudny surowiec do recyklingu, dlatego większość łopat po prostu trafia na specjalne składowiska. Szacunki wskazują, że do 2050 roku masa takich odpadów może sięgnąć nawet 2 tysięcy ton rocznie.

Innowacyjne pomysły naukowców z polskich uczelni

Z problemem postanowili zmierzyć się badacze z trzech politechnik. Naukowcy z Politechniki Białostockiej opracowują koncepcję wykorzystania zużytych łopat jako ekranów akustycznych przy drogach. Z kolei zespoły z Politechniki Lubelskiej i Politechniki Rzeszowskiej skupiają się na ich zastosowaniu w budownictwie geotechnicznym.

– Nasz pomysł polega na wykorzystaniu fragmentów łopat w nowej roli, jako elementów konstrukcji inżynierskich. Fragmenty o zamkniętym przekroju, wypełnione betonem, mogą pełnić funkcję fundamentów pod niewielkie budynki, ścian oporowych czy słupów pod bilbordy – tłumaczy prof. Anna Halicka, kierownik Katedry Konstrukcji Budowlanych Politechniki Lubelskiej.

Beton i kompozyt – duet z potencjałem

Naukowcy prowadzą badania nad przyczepnością betonu do kompozytu, by oba materiały mogły ze sobą efektywnie współpracować.
– Chodzi o to, żeby beton nie tylko wypełnił wnętrze łopaty, ale również współpracował z nią w przenoszeniu obciążeń – wyjaśnia prof. Halicka.

Fragmenty łopat są wycinane, wypełniane betonem i poddawane testom nośności oraz wytrzymałości. Badacze analizują także powierzchnię kompozytu pod mikroskopem, by upewnić się, że uzyskana struktura umożliwi trwałe połączenie obu materiałów.

Wstępne wyniki są bardzo obiecujące – potwierdzają możliwość efektywnej współpracy betonu z elementami kompozytowymi o zamkniętym przekroju.

Zamiast wysypiska – nowe zastosowanie

Do tej pory recykling łopat turbin wiatrowych ograniczał się głównie do mechanicznego rozdrabniania w celu pozyskania surowców do nowych kompozytów lub betonów. Z niektórych elementów wykonywano ławki, słupy oświetleniowe, wiaty czy kładki dla pieszych.

Nowe rozwiązania polskich naukowców dają szansę na drugie życie dla dużych i trudnych w utylizacji elementów, ograniczając ilość odpadów i pozwalając tworzyć solidne prefabrykaty budowlane.

Wsparcie dla nauki i zrównoważonego rozwoju

Projekt został dofinansowany w ramach konkursu „ISKRA – budowanie międzyuczelnianych zespołów badawczych”, realizowanego przez Politechniczną Sieć VIA CARPATIA im. Prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego.

Dzięki tym badaniom Polska może stać się jednym z liderów w dziedzinie innowacyjnego recyklingu komponentów z sektora energii odnawialnej.