**Gestão de resíduos provenientes das** **turbinas eólicas** **IIP - Tarefa 1** Rui Fonseca Vasco Alves Abril, 2022 **Conteúdo** [**1 Origem das turbinas eólicas](#_page1_x89.29_y138.82) **2** [**2 Gestão de Resíduos](#_page2_x89.29_y84.19) **3** 1. [Introdução ](#_page2_x89.29_y106.12). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1. [Soluções existentes ](#_page3_x89.29_y503.19). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. [Reutilização ](#_page4_x89.29_y84.19). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. [Reciclagem ](#_page7_x89.29_y317.88). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. [Reaproveitamento na indústria cimenteira ](#_page7_x89.29_y414.88). . . . . . . . . . . . . . 8 1. [Pirólise ](#_page8_x89.29_y349.76). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 [**Referências](#_page9_x89.29_y363.88) **10** 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. <a name="_page1_x89.29_y138.82"></a>**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 [\[1\]](#_page9_x89.29_y392.78). 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 [\[2\]](#_page9_x89.29_y437.00).  Figura 1: Primeira turbina construída [\[2\]](#_page9_x89.29_y437.00). 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]. <a name="_page2_x89.29_y84.19"></a>**2 Gestão de Resíduos** 1. **Introdução** <a name="_page2_x89.29_y106.12"></a>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 [\[4\]](#_page9_x89.29_y525.74)–[\[6\]](#_page9_x89.29_y614.48), sendo a sua reciclabilidade algo complicada, visto que foram construídas para suportarem grandes tempestades e tornados [\[6\]](#_page9_x89.29_y614.48). Um estudo da Universidade de Cambridge [\[7\]](#_page10_x89.29_y84.19), [\[8\]](#_page10_x89.29_y139.52) 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 [\[4\]](#_page9_x89.29_y525.74), [\[5\]](#_page9_x89.29_y570.11), sendo que este é feito de cimento, aço, componentes eletrónicos. Para estes materiasi já existem processos de reciclagem suficientemente capazes [\[6\]](#_page9_x89.29_y614.48), [\[9\]](#_page10_x89.29_y197.44). A fibra de vidro, madeira de balsa e as resinas são os materiais que constituem as pás e cuja reciclagem é mais difícil.  Figura 2: Composição dos materias de uma turnina eólica [\[4\]](#_page9_x89.29_y525.74). 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 [\[6\]](#_page9_x89.29_y614.48). Por norma as pás têm que ser cortadas com uma serra de diamante de forma a permitir - seu transporte para, posteriormente, serem colocadas em aterro [\[9\]](#_page10_x89.29_y197.44), uma vez que é 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 [\[10\]](#_page10_x89.29_y255.36), faz com que sejam materiais de valor acrescentado e uma excelente matéria prima.  Figura 3: Deposição em aterro das pás de turbinas eólicas [\[5\]](#_page9_x89.29_y570.11). 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 - aumento dos custos associados à produção de energia elétrica [\[6\]](#_page9_x89.29_y614.48). 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 [\[11\]](#_page10_x89.29_y313.28), caso não sejam adotadas novas medidas. 2. **Soluções<a name="_page3_x89.29_y503.19"></a> 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 é baixo e a queima das fibras de vidro emite poluentes para a atmosfera [\[9\]](#_page10_x89.29_y197.44). De momento, já existem propostas para a proibição da deposição das pás das turbinas em aterro na Europa [\[10\]](#_page10_x89.29_y255.36). 1. **Reutilização** <a name="_page4_x89.29_y84.19"></a>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 [\[4\]](#_page9_x89.29_y525.74). 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 [\[9\]](#_page10_x89.29_y197.44). 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 [\[12\]](#_page10_x89.29_y371.20), [\[5\]](#_page9_x89.29_y570.11): - Pontes; - Tetos de habitações; - Torres telefónicas; - Cercas; - Monumentos; - Locais de armazenamento de bicicletas; -  Figura 4: Exemplo de um projeto de uma ponte de 13 m construída com pás de turbinas eólicas [\[12\]](#_page10_x89.29_y371.20). 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.  Figura 5: Exemplo de um projeto de uma ponte de 21 m construída com pás de turbinas eólicas [\[12\]](#_page10_x89.29_y371.20).  Figura 6: Exemplos de possíveis construções de telhados para habitações.  Figura 7: Exemplo de uma possível construção de uma cerca através de pás de turbinas eólicas [\[12\]](#_page10_x89.29_y371.20).  Figura 8: Exemplo de um monomento na Holanda com pás de turbinas eólicas [\[5\]](#_page9_x89.29_y570.11).  Figura 9: Exemplo de uma construção na Dinamarca de um telheiro feito com pás de turbinas eólicas [\[5\]](#_page9_x89.29_y570.11). 2. **Reciclagem** <a name="_page7_x89.29_y317.88"></a>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 [\[7\]](#_page10_x89.29_y84.19). 3. **Reaproveitamento<a name="_page7_x89.29_y414.88"></a> na indústria cimenteira** 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 [\[13\]](#_page10_x89.29_y429.09), [\[14\]](#_page10_x89.29_y487.01). A implementação dos resíduos em pavimentos também está a ser implementada [\[13\]](#_page10_x89.29_y429.09) e a troca da areias pelos pedaços de turbina também. 2. *Veolia* A empresa Veolia, nos EUA, mói (*shred*) as pás para a produção de cimento. A empresa é 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) [\[13\].](#_page10_x89.29_y429.09) 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 desejada são, mais uma vez moídos. O material obtido é misturado com resíduos hospi- talares não perigosos, que a empresa também trata.  Figura 10: Esquema do processo da Veolia. Fonte: Autores. 4. **Pirólise** <a name="_page8_x89.29_y349.76"></a>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 [\[15\]](#_page10_x89.29_y544.93). O processo, assim como a pirólise, consiste em: 1. Moer as pás; 1. Colocá-las num reator na ausência de oxigénio a altas temperaturas; 1. 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 - 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.  Figura 11: Fibras obtidas após o processo de pirólise proposto . As emissões do processo são baixas e o processo é económicamente viável. <a name="_page9_x89.29_y363.88"></a>**Referências** 1. «History<a name="_page9_x89.29_y392.78"></a> of wind power - U.S. Energy Information Administration (EIA)», *Wind explained*, 30 de Março de 2022. [Online]. Disponível em: [https://www.eia.gov/ energyexplained/wind/history-of-wind-power.php. \[A](https://www.eia.gov/energyexplained/wind/history-of-wind-power.php)cedido: 5 de Abril de 2022] 1. Z.<a name="_page9_x89.29_y437.00"></a> Shahan, «History of Wind Turbines», *Renewable Energy World*, 21 de Novem- bro de 2014. [Online]. Disponível em: [https://www.renewableenergyworld.com /storage/history-of-wind-turbines/. \[A](https://www.renewableenergyworld.com/storage/history-of-wind-turbines/)cedido: 5 de Abril de 2022] 1. «Global<a name="_page9_x89.29_y481.37"></a> Wind Report 2021», *Global Wind Energy Council*, 24 de Março de 2021. [Online]. Disponível em: [https://gwec.net/global-wind-report-2021/. \[A](https://gwec.net/global-wind-report-2021/)cedido: 5 de Abril de 2022] 4. «Scrapped:<a name="_page9_x89.29_y525.74"></a> how does one dispose of 42,000 rotor blades?», *en-former*, 28 de Abril de 2020. [Online]. Disponível em: [https://www.en-former.com/en/scrapped- how-does-one-dispose-of-42000-rotor-blades/. ](https://www.en-former.com/en/scrapped-how-does-one-dispose-of-42000-rotor-blades/)[Acedido: 5 de Abril de 2022] 4. *Why<a name="_page9_x89.29_y570.11"></a> Wind Turbines Blades Are So Hard to Recycle | World Wide Waste*. (10 de Dezembro de 2021) [Online]. Disponível em: [https://www.youtube.com/watch? v=knX7NkJILhs. ](https://www.youtube.com/watch?v=knX7NkJILhs)[Acedido: 4 de Abril de 2022] 4. M.<a name="_page9_x89.29_y614.48"></a> Bates, «Used Wind Turbine Blades Pose a Growing Waste Problem», *North American Windpower*, 6 de Fevereiro de 2020. [Online]. Disponível em: h[ttps: //nawindpower.com/used-wind-turbine-blades-pose-a-growing-waste-problem. ](https://nawindpower.com/used-wind-turbine-blades-pose-a-growing-waste-problem)[Acedido: 2 de Abril de 2022] 7. T.<a name="_page10_x89.29_y84.19"></a> Barsoe, «End of wind power waste? Vestas unveils blade recycling technology», *Reuters*, 17 de Maio de 2021 [Online]. Disponível em: [https://www.reuters.co m/business/sustainable-business/end-wind-power-waste-vestas-unveils-blade- recycling-technology-2021-05-17/. ](https://www.reuters.com/business/sustainable-business/end-wind-power-waste-vestas-unveils-blade-recycling-technology-2021-05-17/)[Acedido: 2 de Abril de 2022] 7. P.<a name="_page10_x89.29_y139.52"></a> Liu e C. Y. Barlow, «Wind turbine blade waste in 2050», *Waste Management*, vol. 62, pp. 229–240, Abr. 2017, doi: [10.1016/j.wasman.2017.02.007. ](https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.02.007)[Online]. Disponível em: [https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956053X173004](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956053X17300491) 91. [Acedido: 4 de Abril de 2022] 7. «Wind<a name="_page10_x89.29_y197.44"></a> Turbine Blades Can’t Be Recycled, So They’re Piling Up in Landfills», *Bloomberg.com*, 5 de Fevereiro de 2020 [Online]. Disponível em: [https://www.bl oomberg.com/news/features/2020-02-05/wind-turbine-blades-can-t-be-recycled- so-they-re-piling-up-in-landfills. ](https://www.bloomberg.com/news/features/2020-02-05/wind-turbine-blades-can-t-be-recycled-so-they-re-piling-up-in-landfills)[Acedido: 2 de Abril de 2022] 7. «Wind<a name="_page10_x89.29_y255.36"></a> industry calls for Europe-wide ban on landfilling turbine blades», *WindEu- rope*, 16 de Junho de 2021. [Online]. Disponível em: [https://windeurope.org/n ewsroom/press-releases/wind-industry-calls-for-europe-wide-ban-on-landfilling- turbine-blades/. ](https://windeurope.org/newsroom/press-releases/wind-industry-calls-for-europe-wide-ban-on-landfilling-turbine-blades/)[Acedido: 5 de Abril de 2022] 7. B.<a name="_page10_x89.29_y313.28"></a> Williams, «Wind turbine blades are not recyclable and require shocking landfill space», 7 de Fevereiro de 2020. [Online]. Disponível em: [https://www.hydrog enfuelnews.com/wind-turbine-blades-are-not-recyclable-and-require-shocking- landfill-space/8539294/. ](https://www.hydrogenfuelnews.com/wind-turbine-blades-are-not-recyclable-and-require-shocking-landfill-space/8539294/)[Acedido: 2 de Abril de 2022] 7. L.<a name="_page10_x89.29_y371.20"></a> Bank e K. Ruane, «Structural analysis and design with decommissioned wind turbine blades», 12 de Outubro de 2021 [Online]. Disponível em: [https://www.re- wind.info/update/2021/10/20/larry-bank-and-kieran-ruane-discuss-structural- analysis-and-design-with-decommissioned-wind-turbine-blades](https://www.re-wind.info/update/2021/10/20/larry-bank-and-kieran-ruane-discuss-structural-analysis-and-design-with-decommissioned-wind-turbine-blades) 7. «Second<a name="_page10_x89.29_y429.09"></a> Wind: GE And Partners Seek To Recycle Turbine Blades In Europe», *Kiosk*, 16 de Março de 2022. [Online]. 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