Commit e56f91
2025-03-13 11:40:35 Leonardo Sobral: Added attachment(s): e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c.md.| /dev/null .. Utilidades industriais/Gest\303\243o de res\303\255duos/e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c.md | |
| @@ 0,0 1,396 @@ | |
| + | > **Gestão de resíduos provenientes das turbinas eólicas** |
| + | |
| + | **IIP - Tarefa 1** |
| + | |
| + | > Rui Fonseca Vasco Alves |
| + | |
| + | Abril, 2022 |
| + | |
| + | > **Conteúdo** |
| + | |
| + | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ |
| + | | **1** | > **Origem das | **2** | |
| + | | | > turbinas eólicas** | | |
| + | | | | > **3**\ | |
| + | | | | > 3\ | |
| + | | | | > 4\ | |
| + | | | | > 5\ | |
| + | | | | > 8\ | |
| + | | | | > 8\ | |
| + | | | | > 9 | |
| + | | | | | |
| + | | | | **10** | |
| + | +=======================+=======================+=======================+ |
| + | | **2** | > **Gestão de | | |
| + | | | > Resíduos** | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.1 Introdução . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.2 Soluções | | |
| + | | | > existentes . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.2.1 Reutilização | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.2.2 Reciclagem . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.2.3 | | |
| + | | | > Reaproveitamento na | | |
| + | | | > indústria | | |
| + | | | > cimenteira . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > | | |
| + | | | > 2.2.4 Pirólise . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . . . . . . . . . . | | |
| + | | | > . | | |
| + | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ |
| + | | > **Referências** | | | |
| + | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ |
| + | |
| + | 1 |
| + | |
| + | > Na secção Turbinas Eólicas da WikiDEQ sugerimos a inserção de uma |
| + | > parte introdutória histórica das turbinas eólicas e uma nova secção da |
| + | > gestão dos resíduos provenientes das turbinas. |
| + | > |
| + | > **1 Origem das turbinas eólicas** |
| + | > |
| + | > Desde os tempos do antigo Egito (5000 a.C.) que a energia do vento era |
| + | > aproveitada para a navegação de barcos e pequenas navegações no rio |
| + | > Nilo. No século VII a força do vento já era usada para moer milho e |
| + | > para bombear água no atual Afeganistão \[1\]. |
| + | > |
| + | > Em 1887, foi construída a primeira turbina eólica para a produção de |
| + | > energia elétrica na Escócia. A invenção foi do Professor James Blyth |
| + | > da Universidade de Strathclyde, e a turbina serviu para fornecer |
| + | > eletricidade à sua casa de campo \[2\]. |
| + | |
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| + | height="2.9930555555555554in"} |
| + | |
| + | Figura 1: Primeira turbina construída \[2\]. |
| + | |
| + | > Atualmente a energia eólica é vista como alternativa à queima de |
| + | > combustíveis fósseis, uma vez que é uma tecnologia não emissora de |
| + | > gases de efeito de estufa. Atualmente, o número de eólicas a nível |
| + | > mundial permite a produção de 743 GW de energia elétrica, evitando |
| + | > assim a emissão de 1.1 mil milhões de toneladas de CO2 \[3\]. |
| + | |
| + | 2 |
| + | |
| + | > **2 Gestão de Resíduos** |
| + | > |
| + | > **2.1 Introdução** |
| + | > |
| + | > O tempo de vida de uma turbina eólica ronda os 20 -- 25 anos, após |
| + | > este período é ne-cessária a troca tanto da turbina, como das pás. As |
| + | > turbinas são equipamentos enormes, em média 50 m por pá \[4\]--\[6\], |
| + | > sendo a sua reciclabilidade algo complicada, visto que foram |
| + | > construídas para suportarem grandes tempestades e tornados \[6\]. |
| + | > |
| + | > Um estudo da Universidade de Cambridge \[7\], \[8\] em 2017 estimou |
| + | > que em 2050 as pás das turbinas irão contabilizar 43 milhões de |
| + | > toneladas de resíduos em todo o mundo, sendo que 40% desses resíduos |
| + | > pertencerão à China, 25% à Europa, 16% aos Estados Unidos e a |
| + | > percentagem remanescente ao resto do mundo. |
| + | > |
| + | > As turbinas eólicas são constituídas principalmente por cimento, aço, |
| + | > cobre, componentes eletrónicos, madeira de balsa e fibra de vidro. |
| + | > |
| + | > Cerca de 90% da massa corresponde à torre e ao suporte (fundação) |
| + | > necessário \[4\], \[5\], sendo que este é feito de cimento, aço, |
| + | > componentes eletrónicos. Para estes materiasi jáexistem processos de |
| + | > reciclagem suficientemente capazes \[6\], \[9\]. |
| + | > |
| + | > A fibra de vidro, madeira de balsa e as resinas são os materiais que |
| + | > constituem as pás e cuja reciclagem é mais difícil. |
| + | |
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| + | |
| + | Figura 2: Composição dos materias de uma turnina eólica \[4\]. |
| + | |
| + | > A dificuldade da reciclabilidade das pás das turbinas advém do facto |
| + | > de serem uma aglomeração de fibras de vidro ou de carbono, materiais |
| + | > muito resistentes mas com uma baixa massa, com uma matriz polimérica |
| + | > como é o caso da resina epóxi \[6\]. |
| + | |
| + | 3 |
| + | |
| + | > Por norma as pás têm que ser cortadas com uma serra de diamante de |
| + | > forma a permitir o seu transporte para, posteriormente, serem |
| + | > colocadas em aterro \[9\], uma vez queé a forma mais barata de |
| + | > resolver o problema. No aterro, dada a sua muito baixa |
| + | > biodegradabilidade, a sua presença no solo vai ser eterna. |
| + | > |
| + | > A perigosidade das pás não é o problema da sua deposição em aterro. De |
| + | > facto as pás são inertes, mas o facto de serem materiais utilizados |
| + | > nas indústrias da aviação, automóvel, transporte marítimo, |
| + | > aeronáutica, de equipamento desportivo e construção \[10\], faz com |
| + | > que sejam materiais de valor acrescentado e uma excelente matéria |
| + | > prima. |
| + | |
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| + | |
| + | Figura 3: Deposição em aterro das pás de turbinas eólicas \[5\]. |
| + | |
| + | > Devido à grande dimensão das turbinas e das pás, o transporte destas é |
| + | > complicado, são necessários vários camiões e maquinarias para o |
| + | > transporte das turbinas e para a sua remoção da turbina do local. O |
| + | > que promove a utilização de energias de origem fóssil, e o aumento dos |
| + | > custos associados à produção de energia elétrica \[6\]. |
| + | > |
| + | > Uma vez que se trata de uma energia verde, a sua implementação é cada |
| + | > vez mais recorrente, e sendo que existem poucas soluções eficazes para |
| + | > o tratamento dos resíduos, a sua taxa de acumulação em aterro vai ser |
| + | > cada vez maior \[11\], caso não sejam adotadas novas medidas. |
| + | > |
| + | > **2.2 Soluções existentes** |
| + | > |
| + | > Tendo em conta os problemas mencionados na Introdução, novas soluções |
| + | > necessitam de emergir para o tratamento deste resíduo. |
| + | > |
| + | > Na União Europeia, devido às restrições impostas nos materiais que |
| + | > podem ser colocados em aterro, algumas pás são queimadas em *kilns*, |
| + | > porém o aproveitamento energético ébaixo e a queima das fibras de |
| + | > vidro emite poluentes para a atmosfera \[9\]. De momento, já existem |
| + | > propostas para a proibição da deposição das pás das turbinas em aterro |
| + | > na Europa \[10\]. |
| + | |
| + | 4 |
| + | |
| + | > **2.2.1 Reutilização** |
| + | > |
| + | > Nos casos em que ventoinhas são substituídas por outras com maior |
| + | > capacidade e pro-dução, num processo denominado *repowering*, a venda |
| + | > das turbinas antigas é muitas das vezes solução, pois estas podem ser |
| + | > utilizadas noutros locais, evitando assim a geração de resíduos \[4\]. |
| + | > |
| + | > A possibilidade de produzir *pellets* a partir das pás para uso em |
| + | > pavimentos foi desevol-vido pela star-up Global Fiberglass Solutions, |
| + | > tendo já começado a produzir as primeiras amostras no Texas \[9\]. |
| + | > |
| + | > O investigador do instituto de tecnologia da Georgia e da Re-Wind, |
| + | > Larry Banks, é da opinião que reutilizar as pás é a melhor solução |
| + | > para tratar o problema do despejo em aterro. |
| + | > |
| + | > O investigador sugere exemplos como \[12\], \[5\]: |
| + | > |
| + | > • Pontes;\ |
| + | > • Tetos de habitações;\ |
| + | > • Torres telefónicas;\ |
| + | > • Cercas;\ |
| + | > • Monumentos;\ |
| + | > • Locais de armazenamento de bicicletas; |
| + | |
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| + | height="2.470832239720035in"} |
| + | |
| + | > Figura 4: Exemplo de um projeto de uma ponte de 13 m construída com |
| + | > pás de turbinas eólicas \[12\]. |
| + | > |
| + | > O facto de ser bastante barato a colocação em aterro das pás é a razão |
| + | > pela qual ainda não existem mais construções com estes tipos de |
| + | > materiais. |
| + | |
| + | 5 |
| + | |
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| + | height="2.4583333333333335in"} |
| + | |
| + | > Figura 5: Exemplo de um projeto de uma ponte de 21 m construída com |
| + | > pás de turbinas eólicas \[12\]. |
| + | |
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| + | height="2.448611111111111in"} |
| + | |
| + | Figura 6: Exemplos de possíveis construções de telhados para habitações. |
| + | |
| + | 6 |
| + | |
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| + | height="2.743054461942257in"} |
| + | |
| + | > Figura 7: Exemplo de uma possível construção de uma cerca através de |
| + | > pás de turbinas eólicas \[12\]. |
| + | |
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| + | height="2.4402777777777778in"} |
| + | |
| + | Figura 8: Exemplo de um monomento na Holanda com pás de turbinas eólicas |
| + | \[5\]. |
| + | |
| + | 7 |
| + | |
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| + | |
| + | > Figura 9: Exemplo de uma construção na Dinamarca de um telheiro feito |
| + | > com pás de turbinas eólicas \[5\]. |
| + | > |
| + | > **2.2.2 Reciclagem** |
| + | > |
| + | > A Vestas, uma empresa que fabrica ventoinhas eólicas, desenvolveu uma |
| + | > nova tecnologia que permite separar a resina epóxi das fibras de vidro |
| + | > ou carbono, alcançando assim materiais com as mesmas propriedades dos |
| + | > virgens, o que permite a sua reinserção no fabrico de novas pás \[7\]. |
| + | > |
| + | > **2.2.3 Reaproveitamento na indústria cimenteira** |
| + | > |
| + | > *2.2.3.1 Neowa* |
| + | > |
| + | > A empresa Neowa fez parceria com a GE Renewable Energy de forma a |
| + | > permitir a inserção do processado das pás das ventoinhas na produção |
| + | > de cimento, este cimento pode depois ser utilizado no fabrico de |
| + | > edificios ou de torres eólicas novas \[13\], \[14\]. A implementação |
| + | > dos resíduos em pavimentos também está a ser implementada \[13\] e a |
| + | > troca da areias pelos pedaços de turbina também. |
| + | > |
| + | > *2.2.3.2 Veolia* |
| + | > |
| + | > A empresa Veolia, nos EUA, mói (*shred*) as pás para a produção de |
| + | > cimento. A empresaé paga para reciclar as pás do fornecedor General |
| + | > Electric e, posteriormente, paga a uma cimenteira para queimar o |
| + | > preparado obtido como combustível, alegando ser um combustível que |
| + | > emite menos poluentes que o carvão (almejando menos 27% de emissões de |
| + | > CO2) \[13\]. |
| + | > |
| + | > As pás são cortadas em secções e só depois é que são moídas |
| + | > grosseiramente e, posteri-ormente, são novamente moídas. Os |
| + | > remanescentes que não atingiram a granulometria |
| + | |
| + | 8 |
| + | |
| + | > desejada são, mais uma vez moídos. O material obtido é misturado com |
| + | > resíduos hospi-talares não perigosos, que a empresa também trata. |
| + | |
| + | {width="5.7875in" |
| + | height="2.4833333333333334in"} |
| + | |
| + | Figura 10: Esquema do processo da Veolia. Fonte: Autores. |
| + | |
| + | > **2.2.4 Pirólise** |
| + | > |
| + | > A pirólise das pás permite obter fibras e combústivel, porém este |
| + | > processo danifica as fibras de vidro em grande extensão, acabando por |
| + | > ficarem bastante fracas comparativa-mente às novas, e, com isso |
| + | > obtem-se um produto de pouco valor acrecentado. |
| + | > |
| + | > Ryan Ginder encontrou uma nova forma de recuperar as fibras de vidro |
| + | > proveninentes das pás das turbinas, estando estas ainda em boas |
| + | > condições para serem aplicadas em outros materiais \[15\]. |
| + | > |
| + | > O processo, assim como a pirólise, consiste em: |
| + | > |
| + | > 1\. Moer as pás;\ |
| + | > 2. Colocá-las num reator na ausência de oxigénio a altas temperaturas; |
| + | > 3. As moléculas orgânicas vão se coverter em combustível; |
| + | > |
| + | > No entanto a mistura gasosa que advém do reator é recirculada para a |
| + | > entrada, permi-tindo assim o auto sustento de energia, uma vez que a |
| + | > queima das resinas providencia o calor necessário. Estas mudanças |
| + | > permitem obterém-se fibras de vidro limpas com propriedades bastante |
| + | > parecidas às das fibras virgens. |
| + | > |
| + | > De momento o processo encontra-se à escala piloto, mas nos finais de |
| + | > 2022 estima-se a possíbilidade de arrancar um processo à escala |
| + | > indutrial. |
| + | > |
| + | > O processo suporta os vários tipos de resinas utilizadas na produção |
| + | > das pás. O rendi-mento do processo é bom, sendo que 90% das fibras são |
| + | > recuperadas. |
| + | |
| + | 9 |
| + | |
| + | {width="2.8930555555555557in" |
| + | height="2.75in"} |
| + | |
| + | Figura 11: Fibras obtidas após o processo de pirólise proposto . |
| + | |
| + | > As emissões do processo são baixas e o processo é económicamente |
| + | > viável. |
| + | > |
| + | > **Referências** |
| + | |
| + | +-----------------------------------+-----------------------------------+ |
| + | | \[1\] | > «History of wind power - U.S. | |
| + | | | > Energy Information Adminisível | |
| + | | \[2\] | > em:. \[Acedid | |
| + | | | > | |
| + | | \[3\] | > Z. Shahan, «History of Wind | |
| + | | | > Turbines»-em:. \[Ac | |
| + | | \[4\] | > | |
| + | | | > «Global Wind Report 202ço de | |
| + | | \[5\] | > 2021. \[Online\]. Disponível | |
| + | | | > em:. \[Acedido: 5 de Abril de | |
| + | | \[6\] | > 2022\] | |
| + | | | > | |
| + | | | > «Scrapped: how does one dispose | |
| + | | | > of | |
| + | | | > | |
| + | | | > *Why Wind Turbines Blades Are | |
| + | | | > So Hard to R*1) \[Online\]. | |
| + | | | > Disponível em: | |
| + | | | > | |
| + | | | > . \[Acedido: 4 de Abril de 202 | |
| + | | | > | |
| + | | | > M. Bates, «Used Wind Turbine | |
| + | | | > Blades Pose a Growing Waste | |
| + | | | > Problem», | |
| + | +===================================+===================================+ |
| + | +-----------------------------------+-----------------------------------+ |
| + | |
| + | 10 |
| + | |
| + | +-----------------------------------+-----------------------------------+ |
| + | | \[7\] | > T. Barsoe, «End of wind power | |
| + | | | > waste? Vestas unveils bla, | |
| + | | \[8\] | > | |
| + | | | > P. Liu e C. Y. Barlow, «Wind | |
| + | | \[9\] | > turbine bl*nagement*, vol. 62, | |
| + | | | > pp. 22 . sponível em:. | |
| + | | \[10\] | > \[Acedido: 4 | |
| + | | | > | |
| + | | \[11\] | > «Wind Turbine Blades Can't Be | |
| + | | | > Recycled, So They're Piling U», | |
| + | | \[12\] | > | |
| + | | | > «Wind industry calls for | |
| + | | \[13\] | > Europe-wide ban on landfilling | |
| + | | | > | |
| + | | \[14\] | > B. Williams, «Wind turbine | |
| + | | | > blades are not recyclable and | |
| + | | \[15\] | > rel | |
| + | | | > | |
| + | | | > L. Bank e K. Ruane, «Structural | |
| + | | | > analysis and design with decom | |
| + | | | > | |
| + | | | > «Second Wind: GE And Partners | |
| + | | | > Seek To Recycle Tu, | |
| + | | | > | |
| + | | | > P. Tisheva, «GE Renewable | |
| + | | | > partners with neowa, | |
| + | | | > LafargeHolcim on recycling wind | |
| + | | | > | |
| + | | | > *New Wind Turb*0) \[Online\]. | |
| + | | | > Disponível em:. \[Acedido: 5 de | |
| + | | | > Abril de 20 | |
| + | +===================================+===================================+ |
| + | +-----------------------------------+-----------------------------------+ |
| + | |
| + | 11 |