Tornar a energia eólica ainda mais ecológica

May 25, 2023

É o ano de 2035. Em um mundo que enfrenta uma catástrofe climática, o empreendimento humano é alimentado por campos de parques eólicos, com pás de turbinas feitas de gramíneas de crescimento rápido e raízes de um fungo de um milhão de anos.

Pode soar como uma cena de um filme de ficção climática, mas a especialista em compósitos de polímeros Valeria La Saponara, professora do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC Davis, tem a visão de desenvolver pás de turbina eólica compostáveis ​​e ecologicamente corretas de bambu e micélio , o sistema semelhante a uma raiz fúngica que produz cogumelos. Com financiamento semente da visão de pesquisa estratégica Next Level da Faculdade de Engenharia e uma bolsa 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 responde por mais da metade da energia eólica global, está planejando construir um parque eólico que poderia abastecer 13 milhões de residências até 2025, enquanto trabalha para sua rede de 2060. gol zero.

O papel crescente do vento é em grande parte uma boa notícia. Mas, à medida que essa fonte essencial de energia renovável cresce, é necessária uma solução ambientalmente correta 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 aposentadas ou substituídas. A maioria é construída usando uma estrutura composta de fibra de vidro/epóxi construída em cima de madeira balsa, o que adiciona estabilidade e flexibilidade. As opções de reciclagem são muito limitadas, caras e incorrem nos impactos adicionais da pegada de carbono do transporte.

A maioria das pás de turbinas eólicas acaba em aterros sanitários. Somente nos EUA, mais de 2 milhões de toneladas de pás desativadas devem ser enviadas para aterros sanitários até 2050, de acordo com um estudo recente; globalmente, a massa de todas as pás que devem ser aposentadas até 2050 pode chegar a 43 milhões de toneladas métricas. O uso de madeira de balsa é um impacto ecológico adicional e devastador. O rápido crescimento da indústria de energia eólica causou o desmatamento excessivo na floresta amazônica equatoriana, resultando em desmatamento descontrolado e danos sociais às comunidades indígenas da região. Alguns fabricantes estão mudando 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 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 lâmina de turbina eólica compostável construída com bambu trançado, micélio e biomassa de resíduos agrícolas do Vale Central da Califórnia no lugar de fibra de vidro e madeira balsa. Ela começou a trabalhar com micélio em 2019, quando buscou uma alternativa aos plásticos de base fóssil dos forros de 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 para materiais não degradáveis ​​como poliuretano e acrílico.

Ampliar para um projeto tão grande e complexo quanto pás de turbinas eólicas é um movimento de próximo nível envolvendo um grupo altamente colaborativo.

"O projeto está crescendo rapidamente", brincou La Saponara. "Criar este projeto requer trabalho de várias disciplinas."