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e56f91 Leonardo Sobral 2025-03-13 11:40:35
Added attachment(s): e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c.md.
1 
> **Gestão de resíduos provenientes das turbinas eólicas**
2
3
**IIP - Tarefa 1**
4
5
> Rui Fonseca Vasco Alves
6
7
Abril, 2022
8
9
> **Conteúdo**
10
11
+-----------------------+-----------------------+-----------------------+
12
| **1** | > **Origem das | **2** |
13
| | > turbinas eólicas** | |
14
| | | > **3**\ |
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| | | > 3\ |
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| | | > 4\ |
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| | | |
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| | | **10** |
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+=======================+=======================+=======================+
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| **2** | > **Gestão de | |
25
| | > Resíduos** | |
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| | > | |
27
| | > 2.1 Introdução . . | |
28
| | > . . . . . . . . . . | |
29
| | > . . . . . . . . . . | |
30
| | > . . . . . . . . . . | |
31
| | > . . . . | |
32
| | > | |
33
| | > 2.2 Soluções | |
34
| | > existentes . . . . | |
35
| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . | |
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| | > | |
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| | > 2.2.1 Reutilização | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . | |
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| | > | |
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| | > 2.2.2 Reciclagem . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > | |
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| | > 2.2.3 | |
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| | > Reaproveitamento na | |
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| | > indústria | |
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| | > cimenteira . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > | |
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| | > 2.2.4 Pirólise . . | |
57
| | > . . . . . . . . . . | |
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| | > . . . . . . . . . . | |
59
| | > . . . . . . . . . . | |
60
| | > . | |
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+-----------------------+-----------------------+-----------------------+
62
| > **Referências** | | |
63
+-----------------------+-----------------------+-----------------------+
64
65
1
66
67
> Na secção Turbinas Eólicas da WikiDEQ sugerimos a inserção de uma
68
> parte introdutória histórica das turbinas eólicas e uma nova secção da
69
> gestão dos resíduos provenientes das turbinas.
70
>
71
> **1 Origem das turbinas eólicas**
72
>
73
> Desde os tempos do antigo Egito (5000 a.C.) que a energia do vento era
74
> aproveitada para a navegação de barcos e pequenas navegações no rio
75
> Nilo. No século VII a força do vento já era usada para moer milho e
76
> para bombear água no atual Afeganistão \[1\].
77
>
78
> Em 1887, foi construída a primeira turbina eólica para a produção de
79
> energia elétrica na Escócia. A invenção foi do Professor James Blyth
80
> da Universidade de Strathclyde, e a turbina serviu para fornecer
81
> eletricidade à sua casa de campo \[2\].
82
83
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84
height="2.9930555555555554in"}
85
86
Figura 1: Primeira turbina construída \[2\].
87
88
> Atualmente a energia eólica é vista como alternativa à queima de
89
> combustíveis fósseis, uma vez que é uma tecnologia não emissora de
90
> gases de efeito de estufa. Atualmente, o número de eólicas a nível
91
> mundial permite a produção de 743 GW de energia elétrica, evitando
92
> assim a emissão de 1.1 mil milhões de toneladas de CO2 \[3\].
93
94
2
95
96
> **2 Gestão de Resíduos**
97
>
98
> **2.1 Introdução**
99
>
100
> O tempo de vida de uma turbina eólica ronda os 20 -- 25 anos, após
101
> este período é ne-cessária a troca tanto da turbina, como das pás. As
102
> turbinas são equipamentos enormes, em média 50 m por pá \[4\]--\[6\],
103
> sendo a sua reciclabilidade algo complicada, visto que foram
104
> construídas para suportarem grandes tempestades e tornados \[6\].
105
>
106
> Um estudo da Universidade de Cambridge \[7\], \[8\] em 2017 estimou
107
> que em 2050 as pás das turbinas irão contabilizar 43 milhões de
108
> toneladas de resíduos em todo o mundo, sendo que 40% desses resíduos
109
> pertencerão à China, 25% à Europa, 16% aos Estados Unidos e a
110
> percentagem remanescente ao resto do mundo.
111
>
112
> As turbinas eólicas são constituídas principalmente por cimento, aço,
113
> cobre, componentes eletrónicos, madeira de balsa e fibra de vidro.
114
>
115
> Cerca de 90% da massa corresponde à torre e ao suporte (fundação)
116
> necessário \[4\], \[5\], sendo que este é feito de cimento, aço,
117
> componentes eletrónicos. Para estes materiasi jáexistem processos de
118
> reciclagem suficientemente capazes \[6\], \[9\].
119
>
120
> A fibra de vidro, madeira de balsa e as resinas são os materiais que
121
> constituem as pás e cuja reciclagem é mais difícil.
122
123
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image2.png){width="4.723611111111111in"
124
height="2.6458333333333335in"}
125
126
Figura 2: Composição dos materias de uma turnina eólica \[4\].
127
128
> A dificuldade da reciclabilidade das pás das turbinas advém do facto
129
> de serem uma aglomeração de fibras de vidro ou de carbono, materiais
130
> muito resistentes mas com uma baixa massa, com uma matriz polimérica
131
> como é o caso da resina epóxi \[6\].
132
133
3
134
135
> Por norma as pás têm que ser cortadas com uma serra de diamante de
136
> forma a permitir o seu transporte para, posteriormente, serem
137
> colocadas em aterro \[9\], uma vez queé a forma mais barata de
138
> resolver o problema. No aterro, dada a sua muito baixa
139
> biodegradabilidade, a sua presença no solo vai ser eterna.
140
>
141
> A perigosidade das pás não é o problema da sua deposição em aterro. De
142
> facto as pás são inertes, mas o facto de serem materiais utilizados
143
> nas indústrias da aviação, automóvel, transporte marítimo,
144
> aeronáutica, de equipamento desportivo e construção \[10\], faz com
145
> que sejam materiais de valor acrescentado e uma excelente matéria
146
> prima.
147
148
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image3.png){width="3.1486111111111112in"
149
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150
151
Figura 3: Deposição em aterro das pás de turbinas eólicas \[5\].
152
153
> Devido à grande dimensão das turbinas e das pás, o transporte destas é
154
> complicado, são necessários vários camiões e maquinarias para o
155
> transporte das turbinas e para a sua remoção da turbina do local. O
156
> que promove a utilização de energias de origem fóssil, e o aumento dos
157
> custos associados à produção de energia elétrica \[6\].
158
>
159
> Uma vez que se trata de uma energia verde, a sua implementação é cada
160
> vez mais recorrente, e sendo que existem poucas soluções eficazes para
161
> o tratamento dos resíduos, a sua taxa de acumulação em aterro vai ser
162
> cada vez maior \[11\], caso não sejam adotadas novas medidas.
163
>
164
> **2.2 Soluções existentes**
165
>
166
> Tendo em conta os problemas mencionados na Introdução, novas soluções
167
> necessitam de emergir para o tratamento deste resíduo.
168
>
169
> Na União Europeia, devido às restrições impostas nos materiais que
170
> podem ser colocados em aterro, algumas pás são queimadas em *kilns*,
171
> porém o aproveitamento energético ébaixo e a queima das fibras de
172
> vidro emite poluentes para a atmosfera \[9\]. De momento, já existem
173
> propostas para a proibição da deposição das pás das turbinas em aterro
174
> na Europa \[10\].
175
176
4
177
178
> **2.2.1 Reutilização**
179
>
180
> Nos casos em que ventoinhas são substituídas por outras com maior
181
> capacidade e pro-dução, num processo denominado *repowering*, a venda
182
> das turbinas antigas é muitas das vezes solução, pois estas podem ser
183
> utilizadas noutros locais, evitando assim a geração de resíduos \[4\].
184
>
185
> A possibilidade de produzir *pellets* a partir das pás para uso em
186
> pavimentos foi desevol-vido pela star-up Global Fiberglass Solutions,
187
> tendo já começado a produzir as primeiras amostras no Texas \[9\].
188
>
189
> O investigador do instituto de tecnologia da Georgia e da Re-Wind,
190
> Larry Banks, é da opinião que reutilizar as pás é a melhor solução
191
> para tratar o problema do despejo em aterro.
192
>
193
> O investigador sugere exemplos como \[12\], \[5\]:
194
>
195
> • Pontes;\
196
> • Tetos de habitações;\
197
> • Torres telefónicas;\
198
> • Cercas;\
199
> • Monumentos;\
200
> • Locais de armazenamento de bicicletas;
201
202
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image4.png){width="4.340277777777778in"
203
height="2.470832239720035in"}
204
205
> Figura 4: Exemplo de um projeto de uma ponte de 13 m construída com
206
> pás de turbinas eólicas \[12\].
207
>
208
> O facto de ser bastante barato a colocação em aterro das pás é a razão
209
> pela qual ainda não existem mais construções com estes tipos de
210
> materiais.
211
212
5
213
214
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image5.png){width="4.340277777777778in"
215
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216
217
> Figura 5: Exemplo de um projeto de uma ponte de 21 m construída com
218
> pás de turbinas eólicas \[12\].
219
220
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image6.png){width="4.340277777777778in"
221
height="2.448611111111111in"}
222
223
Figura 6: Exemplos de possíveis construções de telhados para habitações.
224
225
6
226
227
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image7.png){width="4.340277777777778in"
228
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229
230
> Figura 7: Exemplo de uma possível construção de uma cerca através de
231
> pás de turbinas eólicas \[12\].
232
233
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image8.png){width="4.340277777777778in"
234
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235
236
Figura 8: Exemplo de um monomento na Holanda com pás de turbinas eólicas
237
\[5\].
238
239
7
240
241
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image9.png){width="4.340277777777778in"
242
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243
244
> Figura 9: Exemplo de uma construção na Dinamarca de um telheiro feito
245
> com pás de turbinas eólicas \[5\].
246
>
247
> **2.2.2 Reciclagem**
248
>
249
> A Vestas, uma empresa que fabrica ventoinhas eólicas, desenvolveu uma
250
> nova tecnologia que permite separar a resina epóxi das fibras de vidro
251
> ou carbono, alcançando assim materiais com as mesmas propriedades dos
252
> virgens, o que permite a sua reinserção no fabrico de novas pás \[7\].
253
>
254
> **2.2.3 Reaproveitamento na indústria cimenteira**
255
>
256
> *2.2.3.1 Neowa*
257
>
258
> A empresa Neowa fez parceria com a GE Renewable Energy de forma a
259
> permitir a inserção do processado das pás das ventoinhas na produção
260
> de cimento, este cimento pode depois ser utilizado no fabrico de
261
> edificios ou de torres eólicas novas \[13\], \[14\]. A implementação
262
> dos resíduos em pavimentos também está a ser implementada \[13\] e a
263
> troca da areias pelos pedaços de turbina também.
264
>
265
> *2.2.3.2 Veolia*
266
>
267
> A empresa Veolia, nos EUA, mói (*shred*) as pás para a produção de
268
> cimento. A empresaé paga para reciclar as pás do fornecedor General
269
> Electric e, posteriormente, paga a uma cimenteira para queimar o
270
> preparado obtido como combustível, alegando ser um combustível que
271
> emite menos poluentes que o carvão (almejando menos 27% de emissões de
272
> CO2) \[13\].
273
>
274
> As pás são cortadas em secções e só depois é que são moídas
275
> grosseiramente e, posteri-ormente, são novamente moídas. Os
276
> remanescentes que não atingiram a granulometria
277
278
8
279
280
> desejada são, mais uma vez moídos. O material obtido é misturado com
281
> resíduos hospi-talares não perigosos, que a empresa também trata.
282
283
![](vertopal_e748b5f8d2c34133b62d04f2b6f9010c/media/image10.png){width="5.7875in"
284
height="2.4833333333333334in"}
285
286
Figura 10: Esquema do processo da Veolia. Fonte: Autores.
287
288
> **2.2.4 Pirólise**
289
>
290
> A pirólise das pás permite obter fibras e combústivel, porém este
291
> processo danifica as fibras de vidro em grande extensão, acabando por
292
> ficarem bastante fracas comparativa-mente às novas, e, com isso
293
> obtem-se um produto de pouco valor acrecentado.
294
>
295
> Ryan Ginder encontrou uma nova forma de recuperar as fibras de vidro
296
> proveninentes das pás das turbinas, estando estas ainda em boas
297
> condições para serem aplicadas em outros materiais \[15\].
298
>
299
> O processo, assim como a pirólise, consiste em:
300
>
301
> 1\. Moer as pás;\
302
> 2. Colocá-las num reator na ausência de oxigénio a altas temperaturas;
303
> 3. As moléculas orgânicas vão se coverter em combustível;
304
>
305
> No entanto a mistura gasosa que advém do reator é recirculada para a
306
> entrada, permi-tindo assim o auto sustento de energia, uma vez que a
307
> queima das resinas providencia o calor necessário. Estas mudanças
308
> permitem obterém-se fibras de vidro limpas com propriedades bastante
309
> parecidas às das fibras virgens.
310
>
311
> De momento o processo encontra-se à escala piloto, mas nos finais de
312
> 2022 estima-se a possíbilidade de arrancar um processo à escala
313
> indutrial.
314
>
315
> O processo suporta os vários tipos de resinas utilizadas na produção
316
> das pás. O rendi-mento do processo é bom, sendo que 90% das fibras são
317
> recuperadas.
318
319
9
320
321
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322
height="2.75in"}
323
324
Figura 11: Fibras obtidas após o processo de pirólise proposto .
325
326
> As emissões do processo são baixas e o processo é económicamente
327
> viável.
328
>
329
> **Referências**
330
331
+-----------------------------------+-----------------------------------+
332
| \[1\] | > «History of wind power - U.S. |
333
| | > Energy Information Adminisível |
334
| \[2\] | > em:. \[Acedid |
335
| | > |
336
| \[3\] | > Z. Shahan, «History of Wind |
337
| | > Turbines»-em:. \[Ac |
338
| \[4\] | > |
339
| | > «Global Wind Report 202ço de |
340
| \[5\] | > 2021. \[Online\]. Disponível |
341
| | > em:. \[Acedido: 5 de Abril de |
342
| \[6\] | > 2022\] |
343
| | > |
344
| | > «Scrapped: how does one dispose |
345
| | > of |
346
| | > |
347
| | > *Why Wind Turbines Blades Are |
348
| | > So Hard to R*1) \[Online\]. |
349
| | > Disponível em: |
350
| | > |
351
| | > . \[Acedido: 4 de Abril de 202 |
352
| | > |
353
| | > M. Bates, «Used Wind Turbine |
354
| | > Blades Pose a Growing Waste |
355
| | > Problem», |
356
+===================================+===================================+
357
+-----------------------------------+-----------------------------------+
358
359
10
360
361
+-----------------------------------+-----------------------------------+
362
| \[7\] | > T. Barsoe, «End of wind power |
363
| | > waste? Vestas unveils bla, |
364
| \[8\] | > |
365
| | > P. Liu e C. Y. Barlow, «Wind |
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| \[9\] | > turbine bl*nagement*, vol. 62, |
367
| | > pp. 22 . sponível em:. |
368
| \[10\] | > \[Acedido: 4 |
369
| | > |
370
| \[11\] | > «Wind Turbine Blades Can't Be |
371
| | > Recycled, So They're Piling U», |
372
| \[12\] | > |
373
| | > «Wind industry calls for |
374
| \[13\] | > Europe-wide ban on landfilling |
375
| | > |
376
| \[14\] | > B. Williams, «Wind turbine |
377
| | > blades are not recyclable and |
378
| \[15\] | > rel |
379
| | > |
380
| | > L. Bank e K. Ruane, «Structural |
381
| | > analysis and design with decom |
382
| | > |
383
| | > «Second Wind: GE And Partners |
384
| | > Seek To Recycle Tu, |
385
| | > |
386
| | > P. Tisheva, «GE Renewable |
387
| | > partners with neowa, |
388
| | > LafargeHolcim on recycling wind |
389
| | > |
390
| | > *New Wind Turb*0) \[Online\]. |
391
| | > Disponível em:. \[Acedido: 5 de |
392
| | > Abril de 20 |
393
+===================================+===================================+
394
+-----------------------------------+-----------------------------------+
395
396
11