Na kampusie Politechniki Gdańskiej stanęła wiata rowerowa wykonana z wycofanej łopaty turbiny wiatrowej i betonu z dodatkiem zmielonego materiału kompozytowego.
Energetyka wiatrowa jest filarem transformacji energetycznej, jednak wycofywane z eksploatacji łopaty turbin wiatrowych stają się coraz większym wyzwaniem środowiskowym. Te trwałe i lekkie konstrukcje, wykonane z zaawansowanych materiałów kompozytowych, po 20–25 latach użytkowania często trafiają na składowiska lub są zakopywane. Politechnika Gdańska podjęła pionierskie działania, by zmienić ten trend. Na kampusie uczelni stanęła innowacyjna wiata rowerowa, stworzona z fragmentu zużytej łopaty turbiny wiatrowej i betonu zawierającego zmielony materiał z łopat. Projekt ten, realizowany przez Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska we współpracy z Wydziałem Architektury, otwiera nowe możliwości w recyklingu i budownictwie.
Politechnika Gdańska, jeden z wiodących ośrodków badawczych w Polsce, zaprezentowała na swoim kampusie unikalną wiatę rowerową, która jest efektem projektu badawczego mającego na celu znalezienie nowych sposobów utylizacji łopat turbin wiatrowych. Projekt, prowadzony przez zespół pod kierownictwem prof. Magdaleny Ruckiej z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska, wykorzystuje naturalną nośność i trwałość łopat, minimalizując ingerencję w ich strukturę. Jak podkreśla prof. Rucka, łopaty wiatrowe są wykonane z cennych materiałów kompozytowych, które łączą wysoką wytrzymałość z niską masą, co czyni je idealnym materiałem do ponownego wykorzystania w budownictwie.
Wiata rowerowa została skonstruowana z fragmentu łopaty, który poddano jedynie dwóm cięciom poprzecznym, aby uzyskać odpowiednią długość. Fragment ten umieszczono na betonowych podporach, które również są innowacyjne – zawierają zmielony materiał z łopat wiatrowych jako zamiennik części kruszywa grubego. Taka konstrukcja nie tylko pozwala na ponowne wykorzystanie odpadów, ale także zwiększa wytrzymałość betonu na zarysowania, poprawia jego mrozoodporność i wodoszczelność. Aby podkreślić walory edukacyjne projektu, oba końce wiaty pokryto przezroczystym materiałem, ukazując wewnętrzną strukturę łopaty, a wzdłuż zadaszenia zamontowano oświetlenie LED zasilane panelami słonecznymi, co podkreśla ekologiczny charakter konstrukcji.
Dr inż. Marzena Krupińska, członkini zespołu badawczego, wyjaśnia, że beton z dodatkiem zmielonego materiału kompozytowego zyskał lepsze właściwości mechaniczne, co otwiera drzwi do jego szerszego zastosowania w budownictwie. Zespół Politechniki Gdańskiej planuje opatentować opracowane receptury betonu, co może przyczynić się do komercjalizacji tej technologii. Projekt wiaty rowerowej to dopiero początek – naukowcy pracują już nad kolejnymi zastosowaniami, takimi jak przęsło mostu dla pieszych, które również wykorzysta materiały z recyklingu łopat.
Wyzwanie utylizacji łopat turbin wiatrowych
Łopaty turbin wiatrowych stają się problemem po zakończeniu swojego cyklu życia, który wynosi średnio 20–25 lat. Wykonane z zaawansowanych materiałów kompozytowych – włókien szklanych lub węglowych zatopionych w żywicy epoksydowej lub poliestrowej, z rdzeniem z pianki PET lub PVC – są niezwykle trwałe i odporne na degradację. Te same cechy, które czynią je idealnymi do pracy w trudnych warunkach, sprawiają, że ich utylizacja jest skomplikowana i kosztowna.
Tradycyjne metody utylizacji obejmują:
- Składowanie i zakopywanie: Najczęściej stosowane, ale nieekologiczne rozwiązanie, które prowadzi do gromadzenia odpadów na wysypiskach.
- Piroliza: Rozkład termiczny w wysokiej temperaturze bez dostępu tlenu, który pozwala odzyskać część materiałów, ale jest energochłonny.
- Solwoliza: Rozpuszczanie materiałów w rozpuszczalnikach chemicznych, co również wymaga dużych nakładów energii.
Jak podkreśla prof. Magdalena Rucka, te metody są kosztowne i nie w pełni efektywne, dlatego zespół Politechniki Gdańskiej zaproponował alternatywne podejście, które wykorzystuje naturalne właściwości łopat. Zamiast rozkładać je na części, naukowcy postanowili użyć ich w stanie niemal nienaruszonym, minimalizując ingerencję w strukturę i maksymalizując korzyści ekologiczne. Takie podejście wpisuje się w ideę gospodarki obiegu zamkniętego, w której odpady stają się surowcem do nowych zastosowań.
Znaczenie projektu dla środowiska i budownictwa
Projekt Politechniki Gdańskiej ma ogromny potencjał dla ochrony środowiska i rozwoju zrównoważonego budownictwa. Zużyte łopaty turbin wiatrowych, które w Europie generują dziesiątki tysięcy ton odpadów rocznie, mogą znaleźć nowe życie w infrastrukturze i małej architekturze. W Polsce, gdzie energetyka wiatrowa, w tym morska, dynamicznie się rozwija, problem utylizacji łopat stanie się wkrótce palącym wyzwaniem. Według szacunków, do 2030 roku w Europie wycofanych zostanie ponad 50 tysięcy ton łopat rocznie, a Polska, jako lider w regionie, musi przygotować się na ten trend.
Innowacje wprowadzone przez gdańskich naukowców przynoszą konkretne korzyści:
- Redukcja odpadów: Ponowne wykorzystanie łopat zmniejsza ilość odpadów trafiających na składowiska, wspierając cele unijnej dyrektywy o gospodarce obiegu zamkniętego.
- Ekologiczne budownictwo: Beton z dodatkiem zmielonego materiału z łopat ma lepsze właściwości mechaniczne, co może zrewolucjonizować produkcję elementów infrastrukturalnych, takich jak mosty, zadaszenia czy fundamenty.
- Promocja energetyki odnawialnej: Pokazując, że odpady z turbin wiatrowych mogą być efektywnie wykorzystywane, projekt zwiększa akceptację społeczną dla inwestycji w wiatraki.
- Inspiracja dla innych krajów: Rozwiązania opracowane w Gdańsku mogą być wdrożone w innych krajach borykających się z problemem utylizacji łopat, takich jak Niemcy czy Dania.
Dr hab. inż. Mikołaj Miśkiewicz, prof. PG, który kieruje badaniami nad zastosowaniem łopat w budownictwie komunikacyjnym, wskazuje, że potencjalne zastosowania obejmują zadaszenia ciągów komunikacyjnych, ogrodzenia, ścianki wspinaczkowe czy fundamenty. Te projekty mogą znacząco obniżyć koszty budowy i przyczynić się do zrównoważonego rozwoju.
Źródło: Politechnika Gdańska
