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 '''RESUMEN:''' En este artículo se presenta la validación experimental de una tecnología de tratamiento térmico que permita recuperar sustancias de valor añadido a partir de la matriz plástica de palas de aerogeneradores al final de su vida útil, cuando éstas se someten a un proceso de pirólisis para recuperar las fibras de vidrio. Los experimentos se han llevado a cabo en una instalación de laboratorio constituida por dos reactores en serie, en los que tiene lugar la pirólisis y el tratamiento térmico de los gases y vapores de pirólisis, respectivamente. La aplicación de este tratamiento permite reducir la producción de líquidos de pirólisis a un 25 % en peso, aumentando la producción de gases de manera equivalente y sin comprometer las condiciones de pirólisis que se quieran emplear para recuperar las fibras de vidrio. Los líquidos pasan de ser bifásicos a monofásicos acuosos, mientras que la concentración de hidrógeno en los gases aumenta de un 4 % hasta casi un 50 % en volumen. Esta alta concentración de hidrógeno en los gases permite que se puedan utilizar como fuente de hidrógeno para diversas aplicaciones. En consecuencia, la tecnología demuestra que se puede valorizar la matriz plástica de las palas de aerogeneradores en procesos de reciclado basados en pirólisis.
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 ==1. Introducción==

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 '''ABSTRACT:''' This paper presents the experimental validation of a thermal treatment technology to recover added-value substances from the plastic matrix of end-of-life wind turbine blades, when these are subjected to a pyrolysis process to recover the glass fibres. The experiments have been carried out in a laboratory installation consisting of two reactors in series, in which pyrolysis and thermal treatment of pyrolysis gases and vapours take place, respectively. The application of this treatment enables a 25 wt.% reduction in the production of pyrolysis liquids, increasing the production of gases in an equivalent way and without compromising the pyrolysis conditions to be used to recover the glass fibres. The two-phase liquids are converted into single-phase aqueous ones, while the hydrogen concentration in the gases increases from 4 % to almost 50 % in volume. This high concentration of hydrogen in the gases allows them to be used as a source of hydrogen for various applications. Consequently, the technology demonstrates that the plastic matrix of wind turbine blades can be valorised in a pyrolysis based recycling process.
-'''Keywords: '''palas de aerogeneradores, pirólisis, reciclado químico, hidrógeno, materiales compuestos, fibras de vidrio, resina epoxi.
+'''Keywords:''' wind turbine blades''', '''pyrolisis, chemical recycling, hydrogen, composites, glass fibre, epoxy resin.
 ==1. Introducción==
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 En la <span id='cite-_Ref121504574'></span>[[#_Ref121504574|Tabla 1]] se muestran los rendimientos obtenidos en los ensayos de pirólisis, sin y con tratamiento térmico, así como la composición de los gases y líquidos generados. Como se puede observar en la tabla, cuando se realiza un ensayo de pirólisis convencional, es decir, sin la etapa de tratamiento térmico de los vapores y gases generados, se obtienen tres fracciones de productos (sólidos, líquidos y gases), de las cuales los sólidos constituyen claramente el producto principal. En esta fracción sólida se encuentran las fibras de vidrio, que como se ha mencionado anteriormente son el 64.2 % peso de la muestra, de lo que se deduce que el 10.6 % peso restante es ''char'', que es el producto carbonoso típico de la pirólisis de polímeros con grupos funcionales oxigenados, como es el caso de la resina epoxi. Este porcentaje también podría incluir, aunque de manera minoritaria, resina que no se haya descompuesto completamente. El segundo producto en importancia, en lo que se refiere a los rendimientos, son los líquidos de pirólisis, que están constituidos por dos fases, de las cuales la fase orgánica es mayoritaria. Estos dos líquidos, una vez separados por centrifugación y analizados individualmente, presentan una composición muy compleja en la que parece que el fenol es el compuesto principal, cuestión ésta que no se puede afirmar con rotundidad dado que la composición está expresada en % en área y que ambos líquidos presentan unos porcentajes considerables de compuestos no identificados, especialmente la fase acuosa. Esto hace que la recuperación de sustancias a partir de estos líquidos sea muy poco competitiva, como tampoco lo es la utilización de los mismos como sustitución parcial en procesos de refinería o como combustible alternativo, principalmente debido a la presencia significativa de heteroátomos (O, N, Cl). En cuanto al gas de pirólisis, se trata de un producto minoritario y de escaso valor, ya que está compuesto en más del 50 % en volumen de CO<sub>2</sub>, lo que limita su utilización material y también la energética, que se ve condicionada por el bajo poder calorífico que precisamente le otorga este alto valor de CO<sub>2</sub> al gas de pirólisis. Productos de composición similar han sido obtenidos por otros grupos de investigación en procesos de pirólisis convencional de palas de aerogeneradores fabricadas con epoxi como matriz polimérica [7-8].
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+|}Los resultados que se obtienen cuando la pirólisis se complementa con el tratamiento térmico de los productos de la descomposición de la resina se pueden observar en la columna derecha de la Tabla 1. No se incluye la composición de los líquidos porque la generación fue tan baja que no se pudo recuperar cantidad suficiente para el análisis. En cuanto a los rendimientos, los sólidos siguen siendo la fracción mayoritaria, lo cual es esperable porque el tratamiento térmico no actúa sobre el primer reactor, con lo que la recuperación de las fibras puede realizarse de la misma manera que en una pirólisis convencional. Aparte de los sólidos que contienen las fibras, se forma también una sustancia sólida en el reactor de tratamiento (reactor 2), la cual es mayoritariamente coque depositado sobre el relleno, resultante de las reacciones de craqueo térmico en las que intervienen las sustancias que lo atraviesan. El efecto del tratamiento térmico se puede observar claramente en la producción de líquidos y gases, principalmente a través de 4 indicadores: (1) disminución de líquidos totales – de 21.5 a 6.0 % peso –, (2) disminución de la fase orgánica de los líquidos – de 17.7 % a eliminación total –, (3) aumento del gas de pirólisis – de 3.7 a 16.0 % peso –, (4) aumento de la concentración de H<sub>2</sub>, CO y CH<sub>4</sub> en los gases – de 31.9 a 87.7 % en volumen (suma total) –. Los resultados que se obtienen tras la aplicación del tratamiento hacen que se pase de un escenario en el que se obtienen 2 productos de escasa utilización (líquidos bifásicos de composición compleja y presencia de contaminantes + gases ricos en CO<sub>2</sub>) a otro en el que se maximiza la generación de un producto gaseoso que contiene casi un 50 % en volumen de hidrógeno y un poder calorífico casi 3 veces superior que el de los gases de la pirólisis convencional además de minimizar la producción de líquidos. De hecho, no se recogió ningún líquido en los condensadores de la planta durante el ensayo con tratamiento térmico; el 6.0 % en peso de líquidos que se muestra en la Tabla 1 se corresponde con condensaciones en las tuberías y conducciones de la instalación cuantificadas por diferencia de pesada. En lo que respecta a los gases, tienen una composición tal que, tras una etapa sencilla de purificación – por ejemplo, adsorción con carbón activo – podrían ser utilizados como materia prima para los procesos de separación de H<sub>2</sub>, generando una corriente de H<sub>2</sub> puro que pudiese utilizarse para aplicaciones como pila de combustible y una corriente secundaria que contendría el resto de sustancias y aún conservaría un poder calorífico suficiente como para auto-abastecer, parte del gasto energético del proceso. En segunda instancia, este gas también podría ser utilizado como gas de síntesis en las múltiples aplicaciones que presentan estas mezclas ricas en H<sub>2</sub> y CO (e incluso CH<sub>4</sub>). Estos resultados coinciden con lo observado por el equipo investigador que firma este artículo en sus experimentos con residuos de material compuesto de base epoxi procedentes de la industria aeronáutica [10, 12].
-<div id="_Ref121504574" class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
+Tabla 2. Propiedades mecánicas y diámetro de las fibras de vidrio recuperadas
-Tabla 1. Rendimientos de pirólisis y composición de productos gaseosos y líquidos</div>
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-Los resultados que se obtienen cuando la pirólisis se complementa con el tratamiento térmico de los productos de la descomposición de la resina se pueden observar en la columna derecha de la Tabla 1. No se incluye la composición de los líquidos porque la generación fue tan baja que no se pudo recuperar cantidad suficiente para el análisis. En cuanto a los rendimientos, los sólidos siguen siendo la fracción mayoritaria, lo cual es esperable porque el tratamiento térmico no actúa sobre el primer reactor, con lo que la recuperación de las fibras puede realizarse de la misma manera que en una pirólisis convencional. Aparte de los sólidos que contienen las fibras, se forma también una sustancia sólida en el reactor de tratamiento (reactor 2), la cual es mayoritariamente coque depositado sobre el relleno, resultante de las reacciones de craqueo térmico en las que intervienen las sustancias que lo atraviesan. El efecto del tratamiento térmico se puede observar claramente en la producción de líquidos y gases, principalmente a través de 4 indicadores: (1) disminución de líquidos totales – de 21.5 a 6.0 % peso –, (2) disminución de la fase orgánica de los líquidos – de 17.7 % a eliminación total –, (3) aumento del gas de pirólisis – de 3.7 a 16.0 % peso –, (4) aumento de la concentración de H<sub>2</sub>, CO y CH<sub>4</sub> en los gases – de 31.9 a 87.7 % en volumen (suma total) –. Los resultados que se obtienen tras la aplicación del tratamiento hacen que se pase de un escenario en el que se obtienen 2 productos de escasa utilización (líquidos bifásicos de composición compleja y presencia de contaminantes + gases ricos en CO<sub>2</sub>) a otro en el que se maximiza la generación de un producto gaseoso que contiene casi un 50 % en volumen de hidrógeno y un poder calorífico casi 3 veces superior que el de los gases de la pirólisis convencional además de minimizar la producción de líquidos. De hecho, no se recogió ningún líquido en los condensadores de la planta durante el ensayo con tratamiento térmico; el 6.0 % en peso de líquidos que se muestra en la Tabla 1 se corresponde con condensaciones en las tuberías y conducciones de la instalación cuantificadas por diferencia de pesada. En lo que respecta a los gases, tienen una composición tal que, tras una etapa sencilla de purificación – por ejemplo, adsorción con carbón activo – podrían ser utilizados como materia prima para los procesos de separación de H<sub>2</sub>, generando una corriente de H<sub>2</sub> puro que pudiese utilizarse para aplicaciones como pila de combustible y una corriente secundaria que contendría el resto de sustancias y aún conservaría un poder calorífico suficiente como para auto-abastecer, parte del gasto energético del proceso. En segunda instancia, este gas también podría ser utilizado como gas de síntesis en las múltiples aplicaciones que presentan estas mezclas ricas en H<sub>2</sub> y CO (e incluso CH<sub>4</sub>). Estos resultados coinciden con lo observado por el equipo investigador que firma este artículo en sus experimentos con residuos de material compuesto de base epoxi procedentes de la industria aeronáutica [10, 12].
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-En la Tabla 2 se muestran las propiedades mecánicas y el diámetro de las fibras de vidrio recuperadas, una vez eliminado el residuo carbonoso que las acompaña tras el proceso de pirólisis. En primer lugar, se puede observar que el diámetro de las fibras entra dentro del intervalo habitualmente empleado para la fabricación de las palas de aerogeneradores (4-20 µm) [13].  Sin embargo, al carecer de las propiedades exactas de las fibras vírgenes utilizadas para la fabricación de las palas empleadas en la experimentación, no se puede determinar si el proceso de pirólisis produjo una reducción del diámetro de las fibras. Lo mismo ocurre con las propiedades mecánicas; no obstante, dado que lo esperado es que se utilicen fibras de vidrio tipo E, se puede establecer la comparación con las propiedades mecánicas de ese tipo de fibras. Rahimizadeh y col. reportaron los siguientes valores para fibras de vidrio vírgenes tipo E: 71 GPa de módulo elástico, 2485 MPa de resistencia a la tracción y un 3.5 % de deformación a rotura [13]. Si se comparan estos datos con los presentados en la Tabla 2, se puede observar que el módulo elástico se conserva en valores similares, no así la resistencia a la tracción y la deformación a rotura, que sufren una pérdida de aproximadamente un 75 % con el proceso de pirólisis y oxidación. Esta pérdida de resistencia es mayor que la reportada por Rahimizadeh y col. (60 %) [13] y probablemente se deba a que los experimentos presentados en este artículo no fueron diseñados para minimizar la pérdida de propiedades mecánicas de las fibras, sino para valorizar la resina polimérica. De hecho, otros grupos de investigación también han publicado pérdidas menores de resistencia, en torno al 40-50 % [14]. En cualquier caso, la pérdida significativa de resistencia de las fibras de vidrio a partir de temperaturas de 200-300 °C es un hecho conocido [15]. Esto no es óbice, sin embargo, para que estas fibras se puedan utilizar en ciertas aplicaciones como refuerzo en nuevos materiales compuestos, como ya demostraron hace varios años Cunliffe y Williams [16] o como lo está haciendo en la actualidad el desarrollo industrial en este ámbito. Además, existen opciones para obtener mejores resultados mecánicos, como la pirólisis por etapas [17] o el post-tratamiento de las fibras [18].
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 ==4. Conclusiones==

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