Las turbinas eólicas en alta mar se están volviendo cada vez más grandes, y el transporte, la instalación, el desmontaje y la eliminación de sus gigantescas palas de rotor presentan a los operadores nuevos desafíos. Los investigadores de Fraunhofer se han asociado con expertos de la industria para desarrollar espumas termoplásticas y compuestos altamente duraderos que hacen las palasmás livianos y reciclables. Gracias a sus propiedades especiales, los nuevos materiales también son adecuados para otras estructuras livianas, por ejemplo en el sector automotriz. Los primeros manifestantes se exhibirán en la feria K 2016 en Düsseldorf del 19 al 26 de octubre.
La tendencia hacia parques eólicos marinos cada vez más grandes continúa sin cesar. Las turbinas eólicas con palas de rotor que miden hasta 80 metros de longitud y un diámetro de rotor de más de 160 metros están diseñadas para maximizar el rendimiento energético. Dado que la longitud de las palas está limitada por supeso, es esencial desarrollar sistemas livianos con alta resistencia del material. El menor peso hace que las turbinas eólicas sean más fáciles de montar y desmontar, y también mejora su estabilidad en el mar. En el WALiD de la UE Wind Blade usando un diseño liviano avanzado y rentableEn el proyecto, los científicos del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química ICT en Pfinztal están trabajando en estrecha colaboración con diez socios de la industria y la investigación en el diseño liviano de las palas del rotor ver recuadro. Al mejorar el diseño y los materiales utilizados, esperan reducir el peso delcuchillas y así aumentar su vida útil.
Los termoplásticos están reemplazando los materiales basados en termoestables
En la actualidad, las palas del rotor para turbinas eólicas se fabrican principalmente a mano con sistemas de resina termoendurecible. Sin embargo, estas no permiten la fusión y no son adecuadas para el reciclaje de materiales. En el mejor de los casos, los desechos plásticos termoendurecibles granulados se reciclan comorelleno en aplicaciones simples ". En el proyecto WALiD, buscamos un diseño de cuchilla completamente nuevo. Estamos cambiando la clase de material y utilizando termoplásticos en las palas del rotor por primera vez. Estos son plásticos fundibles que podemos procesar eficientemente en forma automatizadainstalaciones de producción ", dice Florian Rapp, el coordinador del proyecto en Fraunhofer ICT. Su objetivo es separar las fibras de vidrio y carbono y reutilizar el material de matriz termoplástica.
Para la carcasa exterior de la pala del rotor, así como para segmentos de la estructura de soporte interna, los socios del proyecto usan materiales sandwich hechos de espumas termoplásticas y plásticos reforzados con fibra. En general, los termoplásticos reforzados con fibra de carbono se utilizan paralas áreas de la pala del rotor que soportan la mayor carga, mientras que las fibras de vidrio refuerzan las áreas menos estresadas. Para el núcleo sándwich, Rapp y su equipo están desarrollando espumas termoplásticas que se unen con capas de cubierta hechas de termoplásticos reforzados con fibra en diseño sándwich.Esta combinación mejora la resistencia mecánica, la eficiencia, la durabilidad y la longevidad de la pala del rotor. "Estamos abriendo nuevos caminos con nuestras espumas termoplásticas", dice Rapp.
Material de construcción ligero para nuevas aplicaciones
Las espumas ICT proporcionan mejores propiedades que los sistemas de materiales existentes, lo que permite aplicaciones completamente nuevas, por ejemplo, en las industrias automotriz, de aviación y de envío. En los vehículos, los fabricantes han estado utilizando materiales de espuma en viseras y asientos, por ejemplo, pero nopara estructuras de carga. Las espumas actuales tienen algunas limitaciones, por ejemplo con respecto a la estabilidad de la temperatura, por lo que no pueden instalarse como aislamiento cerca del motor ". Nuestras espumas plásticas fundibles, por el contrario, son estables a la temperatura y, por lo tanto, adecuadas comomaterial aislante en áreas cercanas al motor. Pueden soportar permanentemente temperaturas más altas que, por ejemplo, espuma de poliestireno expandido EPS o polipropileno expandido EPP. Sus propiedades mecánicas mejoradas también los hacen concebibles para su uso en módulos de puertas o como elementos de refuerzoen el compuesto sandwich ", informa Rapp. Se pueden procesar rápidamente y ahorran material. Otra ventaja es que la espuma termoplásticas están más fácilmente disponibles que los materiales renovables con núcleo de sándwich, como la madera de balsa.Estos materiales innovadores se fabrican en la propia planta de extrusión de espuma del instituto en Pfinztal.Rapp explica el proceso: "Fundimos los gránulos de plástico, mezclamos un agente de soplado en el polímero fundido y espumamos el material. Las partículas espumadas y estabilizadas y los productos semiacabados se pueden conformar y cortar según se desee".En el área de los polímeros espumados, el grupo de investigación de tecnologías de espumas de TIC abarca toda la cadena de producción de espumas termoplásticas, desde el desarrollo de materiales y la fabricación de partículas espumadas por extrusión y productos semiacabados hasta medios de procesamiento y componentes terminados.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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