Uma solução sustentável: pás de turbina eólica compostáveis

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Lâminas feitas de bambu e micélio podem manter um número crescente de lâminas eólicas fora dos aterros

Estamos no ano de 2035. Num mundo que enfrenta uma catástrofe climática, a empresa humana é alimentada por campos de parques eólicos, com pás de turbinas feitas de gramíneas de rápido crescimento e raízes de um fungo com um milhão de anos.

Pode parecer uma cena de um filme de ficção climática, mas a especialista em compósitos poliméricos Valeria La Saponara, professora do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC Davis, tem a visão de desenvolver pás de turbinas eólicas compostáveis ​​e ecologicamente corretas a partir de bambu e micélio. , o sistema semelhante a uma raiz fúngica que produz cogumelos. Com financiamento inicial da visão de pesquisa estratégica Next Level da Faculdade de Engenharia e uma doação do The Green Initiative Fund da UC Davis Sustainability por trás da fase inicial da pesquisa, La Saponara, co-investigadora principal Michele Barbato no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, e uma equipe diversificada de estudantes e pesquisadores do laboratório de Pesquisa, Engenharia e Ciência de Compósitos Avançados está testando um protótipo no campus.

O vento é uma das fontes de energia renovável que mais cresce na Califórnia e em todo o mundo. É uma parte fundamental do caminho da Califórnia para a neutralidade de carbono até 2045. A China, que é responsável por mais de metade da energia eólica global, está a planear construir um parque eólico que poderá abastecer 13 milhões de casas até 2025, enquanto trabalha para atingir a sua rede de 2060. zero gol.

O papel crescente do vento é, em grande parte, uma boa notícia. Mas à medida que esta importante fonte de energia renovável cresce, é necessária uma solução ambientalmente saudável para o número exponencialmente crescente de pás eólicas destinadas a aterros sanitários. As pás das turbinas eólicas são enormes: o diâmetro médio do rotor nos EUA em 2021 era de 418 pés, então uma única pá é quase tão grande quanto a envergadura de um Boeing 747. Projetadas para serem resistentes a ventos fortes e condições climáticas, as pás têm uma vida útil de cerca de 20 anos antes de serem retiradas ou substituídas. A maioria é construída com uma estrutura composta de fibra de vidro/epóxi construída sobre madeira balsa, o que acrescenta estabilidade e flexibilidade. As opções de reciclagem são muito limitadas, caras e acarretam impactos adicionais na pegada de carbono do transporte.

A maioria das pás das turbinas eólicas acaba em aterros sanitários. Só nos EUA, prevê-se que mais de 2 milhões de toneladas de pás desmanteladas sejam enviadas para aterros até 2050, de acordo com um estudo recente; globalmente, a massa de todas as pás que deverão ser retiradas de serviço até 2050 pode chegar a 43 milhões de toneladas métricas. O uso de madeira balsa representa um impacto ecológico adicional e devastador. O rápido crescimento da indústria de energia eólica causou a superexploração da floresta amazônica equatoriana, resultando em desmatamento desenfreado e danos sociais às comunidades indígenas da região. Alguns fabricantes têm mudado para plásticos PET, aumentando os milhões de toneladas de resíduos de PET no meio ambiente.

Para La Saponara, a poluição das pás eólicas é um problema urgente.

“Queremos ter energia limpa, mas a energia limpa não pode poluir o meio ambiente e não pode causar desmatamento”, disse La Saponara. “Se estamos fazendo energia limpa, não é para desmatar a floresta amazônica. Queremos ser bons cidadãos para todos.”

La Saponara prevê uma pá de turbina eólica compostável construída com bambu tecido, micélio e biomassa de resíduos agrícolas do Vale Central da Califórnia, em vez de fibra de vidro e madeira balsa. Ela começou a trabalhar com micélio em 2019, quando procurou uma alternativa aos plásticos fósseis dos forros dos capacetes de bicicleta. O micélio é uma substância incrivelmente versátil, e o laboratório de La Saponara tem pesquisado possibilidades de aproveitá-lo como uma alternativa compostável, de baixa emissão de carbono e baixa toxicidade a materiais não degradáveis ​​como poliuretano e acrílico.

A expansão para um projeto tão grande e complexo como as pás de turbinas eólicas é um passo de próximo nível que envolve um grupo altamente colaborativo.