di Alessandra Ramirez e Riccardo Angiuli | CETMA

L’energia eolica è attualmente una delle risorse di energia rinnovabile più utilizzate, sia con impianti onshore che offshore. Le turbine eoliche hanno una vita media di circa 25-30 anni ed è stimato che il quantitativo di pale eoliche in dismissione in Italia nel prossimo decennio, proveniente dagli impianti di prima generazione, sia compreso nell’intervallo tra 30.000 e 40.000 tonnellate. Nell’ambito del progetto europeo METABUILDING (1° Grow/Harvest) CETMA ha contribuito allo sviluppo di un prototipo di blocchi da costruzione realizzati con miscele di cemento e aggregati di varia granulometria provenienti dal riciclo di pale eoliche a fine vita.

Problematica da risolvere

La maggior parte dei componenti di una turbina eolica (le fondamenta, la struttura in acciaio e le componenti elettroniche) sono facilmente riciclabili: la percentuale di riciclo si aggira attorno all’85%. Le pale rappresentano tuttavia le componenti più difficili da recuperare e rendono questo tipo di impianto meno sostenibile. Le pale, infatti, sono realizzate in materiale composito, ossia resine rinforzate con fibre di vetro o carbonio: tali componenti al momento sono conferite per la maggior parte in discarica, con notevoli implicazioni negative sia in termini economici che ambientali.

Una nuova vita per le pale eoliche

L’individuazione di percorsi alternativi alla discarica passa attraverso la creazione di processi di simbiosi industriale, che promuovano la collaborazione innovativa tra aziende operanti in settori diversi. CETMA ha creato quindi una partnership tra un’azienda italiana leader nella produzione di componenti edilizi prefabbricati come travi, lastre e blocchi e un’azienda polacca specializzata nel riciclo di rifiuti e attualmente impegnata nel riciclo di pale eoliche in vetroresina a fine vita.

Utilizzando gli scarti di vetroresina provenienti dal riciclo di pale eoliche a fine vita è stato sviluppato un nuovo blocco da costruzione ecosostenibile realizzato con miscele di cemento e aggregati riciclati provenienti dal recupero delle pale dei parchi eolici.

Attività sperimentali

L’approccio utilizzato ha visto lo studio e ottimizzazione del processo di riciclo meccanico. In particolare, si è effettuato uno studio morfologico dei granuli di GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic) frantumati per identificare la forma (lunghezza, geometria, ecc.) e i trattamenti a cui il componente in GFRP doveva essere sottoposto per essere correttamente integrato nella miscela utilizzata per realizzare i blocchi da costruzione.

Forma, dimensioni e percentuali del materiale riciclato sono state variate al fine di individuare una miscela ottimizzata in grado di massimizzare il contenuto di materiale riciclato, aumentando la proprietà di isolamento termico del materiale e mantenendo le proprietà meccaniche e la lavorabilità del materiale originale.

Sono state analizzate tre differenti frazioni di scarti di vetroresina (fine, media e grande), ciascuna delle quali è stata sottoposta a test di caratterizzazione geometrica e fisica per individuare la frazione più idonea da incorporare nei conglomerati cementizi. Partendo dai risultati di caratterizzazione dei materiali, sono state sviluppate miscele innovative di calcestruzzo attraverso la sostituzione o l’aggiunta di scarti di GFRP in percentuale variabile da 0% al 20%, al fine di individuare la miscela da replicare nell’impianto dell’azienda di prefabbricazione per la produzione di blocchi da costruzione innovativi. Sono state altresì valutate differenti modalità di inserimento degli aggregati riciclati nel corso della miscelazione.

Le miscele messe a punto sono state sottoposte ad attività di caratterizzazione meccanica e termica. I risultati della caratterizzazione meccanica hanno mostrato una minima riduzione delle prestazioni, comunque compatibile con le prestazioni richieste ai blocchi di tamponamento per il settore delle costruzioni.

Dal punto di vista delle prestazioni termiche, i test di caratterizzazione hanno evidenziato nel caso di miscele realizzate con l’aggiunta in volume di scarti di GFRP fino al 10%, un miglioramento delle prestazioni del 20-22% rispetto alla miscela di riferimento.

A valle delle attività sperimentali, il nuovo design della miscela è stato trasferito nell’impianto per la produzione dei blocchi da costruzione, al fine di validare le attività di ricerca e realizzare alcuni prototipi dimostratori.

Risultati

Il progetto ha permesso di dimostrare l’efficacia di una possibile filiera di riciclo, che veda coinvolti i produttori tradizionali di materiali/componenti per l’edilizia e il settore del riciclaggio del GFRP, in questo caso proveniente dall’impianto eolico EoL.

Il primo settore può trarre vantaggio da questa collaborazione nell’uso di materiale riciclato (GFRP come materia prima secondaria) per raggiungere i requisiti ambientali (CAM edilizia) richiesti e conquistare nuove quote di mercato, il secondo ampliando la gamma di settori a cui rivendere il proprio prodotto (granuli di GFRP).

I risultati sperimentali ottenuti hanno dimostrato che l’implementazione della soluzione proposta garantirà al settore delle costruzioni la presenza di un nuovo prodotto con migliori proprietà di isolamento termico e allo stesso tempo un alto livello di sostenibilità dal punto di vista ambientale.

Articolo pubblicato su Compositi Magazine