Cualquiera que haya trabajado con palas de aerogeneradores o que haya visto una de cerca puede dar fe del enorme tamaño de estos caballos de batalla de energía limpia. ¿Alguna vez has pensado en lo que le pasa a ese costoso material de alta tecnología una vez que la hoja llega al final de su vida útil en 20 años más o menos?
Cada vez más, al menos en el caso de las cuchillas más nuevas hechas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP), el material de refuerzo se recupera y recicla. Lo mismo ocurre con la fibra de carbono (CF) en los aviones que han llegado al final de su vida útil y para el material sobrante de la industria aeroespacial, que tiene una tasa de chatarra comúnmente estimada de alrededor del 30 por ciento.
Cada año se acumularán 62.000 toneladas métricas (68.000 toneladas) de residuos de producción de cfrp y final no utilizados, a pesar de la demanda existente de nuevos compuestos de fibra, donde los sectores de la aviación y la energía eólica contribuyen a una parte importante de esto.
En parte como resultado, se espera que el tamaño global del mercado mundial de fibra de carbono reciclado crezca de 109 millones de dólares en 2020 a 193 millones de dólares para 2025, a un CAGR del 12 por ciento durante el período de previsión, según la firma de investigación MarketsandMarkets.
Una creciente montaña de material reciclable, el deseo de monetizarlo y desviarlo de los vertederos, junto con el alto costo de la fibra de carbono virgen y el impulso a vehículos ligeros desde automóviles hasta cohetes contribuyen al crecimiento del mercado de fibra de carbono reciclado. La fibra de carbono recuperada es aproximadamente la mitad del precio de prime y puede ser tan buena como el material virgen, dijo Andrew Maxey, CEO de la recicladora de fibra de carbono Vartega, Golden, Colo.
Al igual que en otras industrias jóvenes, Maxey y sus compañeros recicladores de CF están trabajando en la disponibilidad de materiales, la cadena de suministro, la calidad y el costo. La pandemia ha frustrado parte de su progreso. Para Vartega, eso significaba poner un plan para desplegar su tecnología en la fuente del material reciclable en espera. Por ahora, todo el reciclaje se realiza en su planta.
Vartega utiliza un proceso químico desarrollado por Maxey. El proceso se aplica a los prepreg termoconjuntos no garantizados, un término para las fibras de carbono pre-impregnadas donde ya hay un material de matriz. Después de separar el CF, la fibra se puede fresar, picar, peletizar o utilizar en telas no tejidas y convertirla en filamento para impresión 3D.
En un solo uso, la empresa puede cortar el CF y añadirlo en varias fracciones a diferentes termoplásticos, incluyendo polipropileno (PP) y poliamida (PA) para moldeo por inyección. El PP y el PA resultantes reforzados con carbono son "increíblemente importantes" para la fabricación de automóviles, dijo Maxey.
"Realmente se trata de caer en su cadena de suministro existente", dijo Maxey. "Ya están ganando millones y millones de piezas reforzadas con fibra de vidrio y moldeadas por inyección. ¿Por qué no ofrecer un mayor rendimiento con fibra de carbono?"
Libra por libra, fibra de vidrio utilizada para fabricar cuerpos, cubiertas de motor, colectores de admisión de aire y otras piezas de vehículos es más barato que incluso fibra de carbono reciclada, pero los fabricantes pueden usar menos CF para lograr las mismas propiedades mecánicas.
"El otro beneficio es la reducción de peso", dijo Maxey. "Debido a que podemos usar menos material en general, obtienes una parte que tiene el mismo peso con mayor rendimiento o incluso un peso más ligero. Por lo tanto, hay diferentes maneras de acercarse o en algunos casos obtener paridad de costos con un mejor diseño de piezas."
Maxey está trabajando con el Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation, Ford Motor Co. y otros para conseguir el material reciclado de Vartega en la cadena de suministro de la industria automotriz. Maxey sabe que tiene un gran obstáculo ya que la industria tarda en adoptar nuevos materiales.
Pero eso no ha detenido al reciclador de CF. Vartega que ya se ha diversificado, y es reciclado CF ya se está utilizando en productos de consumo, artículos deportivos, instrumentos musicales y electrónica.
Por Ilene Wolff Editora Colaboradora, SME Media
