Los mundos del transporte, la industria y la energía han experimentado cambios en la última década, y podemos esperar cambios aún mayores en los próximos años.
Desde las energías renovables hasta los coches eléctricos, los grandes cambios tecnológicos están impulsando la evolución de los componentes, y su reciclado plantea retos cada vez más complejos, tanto desde el punto de vista normativo como medioambiental.
Aunque se han tomado muchas medidas a escala europea y mundial para reducir las fuentes de residuos y contaminación, las empresas, sobre todo las pequeñas, se enfrentan a una serie de problemas importantes para mantener el equilibrio económico.
Por ejemplo, el GHG Protocol desarrollado por organismos internacionales (WRI y WBCSD) identifica las fuentes de logística y procesamiento de materiales al final de su ciclo de vida (definidas como "Alcance 3") como el principal contribuyente a la contaminación y a las emisiones de gases de efecto invernadero en todas las empresas que operan en todos los sectores industriales y más allá.
Los paneles fotovoltaicos son un excelente ejemplo de la importancia del reciclaje.
En este contexto, la explosión del uso de la energía fotovoltaica como fuente de energía limpia ya está causando problemas considerables en la eliminación de los paneles desechados debido a la presencia de impurezas (semiconductores como arsénico, cadmio, telurio y plomo). Si tenemos en cuenta que en 2050 el 10% de los residuos estará compuesto por materiales procedentes de la energía fotovoltaica y solar, la aplicación de estrategias adecuadas de reciclado de estos residuos es un factor determinante.
El problema se complica aún más por el hecho de que los paneles de segunda generación, como los de tecnología de capa fina, tienen una estructura química y física diferente, lo que hace aún más complejo su reciclaje.
Las células fotovoltaicas están hechas de semiconductores y contienen impurezas. Obtener materiales de calidad suficiente para su reciclaje es una tarea difícil, no sólo en el sector solar/fotovoltaico, sino también en el reciclaje de RAEE en general. Los procesos químicos desarrollados hasta la fecha requieren considerables recursos económicos en maquinaria y energía, e implican el uso de disolventes y catalizadores tóxicos y contaminantes.
El proceso de reciclado mecánico de paneles fotovoltaicos es el que produce materiales que merece la pena reciclar por la mejor relación coste/beneficio:
- El aluminio, de gran valor para la industria, desde la automoción hasta la construcción de fábricas.
- Vidrio, que puede reutilizarse en la producción de botellas o en otros ámbitos (por ejemplo, la metalurgia).
- EVA (etilvinilacetato), que se utiliza en todo el mundo como combustible o en infraestructuras.
- El cobre, de gran valor en la industria eléctrica y otros sectores.
Si además tenemos en cuenta que el tratamiento químico puede realizarse a menudo a partir de la trituración mecánica, está claro que, a largo plazo, éste será el principal proceso de reciclaje, no sólo en la industria fotovoltaica, sino también fuera de ella, por ejemplo en la recuperación de materiales electrónicos o baterías. Otra ventaja de las plantas de reciclaje mecánico de paneles fotovoltaicos usados es su bajo coste, facilidad de instalación y mantenimiento.
El proceso mecánico típico de una planta de tratamiento de tableros fuera de servicio puede resumirse como sigue:- Preparación del tabler
Una vez retirados los componentes eléctricos, como cables y juntas, el panel se introduce en una trituradora donde tiene lugar una primera operación de trituración gruesa para separar el aluminio triturado grueso. El aluminio así obtenido puede separarse directamente con una pureza excelente y revenderse.
La trituradora está equipada con insertos reemplazables de diferentes tamaños en función de los requisitos del proceso.
El material restante, compuesto por vidrio, metales, EVA (un material polimérico utilizado para adherir las células fotovoltaicas al sustrato) y bajas concentraciones de semiconductores, se envía al corazón de la planta, el molino horizontal de delaminación (serie M). Esta máquina está equipada con un rotor con cuchillas de acero de alta densidad y dureza, capaz de triturar la turba en granos de menos de 2 mm para los materiales más frágiles (por ejemplo, el vidrio), y granos más gruesos para los materiales plásticos o dúctiles. Debido a sus características físicas, esta última tiende a aglomerarse y formar granos más gruesos de excelente pureza.
La forma del canal por el que pasa el material a moler permite una molienda selectiva según el material, que sigue trayectorias diferentes en función de las características mecánicas de la partícula, y permite separar en esta fase la parte plástica de la parte más pesada y frágil. El vidrio obtenido por delaminación se presenta en forma de esferas y gránulos de dos clases de tamaño, la primera más gruesa pero de mayor pureza y la segunda con una concentración de impurezas aceptable según la normativa de la UE.
El punto fuerte del molino de delaminación reside en que la producción de polvo de material metálico y las pérdidas de rendimiento resultantes son mínimas.
Combinado con la fuente de alimentación inverter, la velocidad del rotor puede ajustarse en función de los requisitos del material procesado, y el hecho de que esté construido con un material de alta resistencia facilita la flexibilidad operativa y la variabilidad del tipo de producto procesado.
La última etapa en el reciclaje de paneles fotovoltaicos usados es el cribado y clasificación de las fracciones que salen del triturador vertical. Generalmente se utiliza una mesa densimétrica (serie VT) para separar el material en función de su peso específico.
Los polvos se transportan desde arriba y, bajo el efecto de un flujo de aire desde abajo, las fracciones más pesadas tienden a caer en una trayectoria casi vertical, mientras que las fracciones más ligeras se separan.
Otra tecnología de separación muy popular es el sensor óptico (serie OS), que separa los materiales según su color, como el ojo humano.
En el contexto de las energías renovables, reducir las emisiones y los residuos es crucial no sólo desde el punto de vista ecológico, sino también económico.
Sin embargo, las instalaciones caras y ultramodernas no siempre son la mejor solución ni la más eficaz. Los equipos sensibles, las sustancias tóxicas y el consumo hacen que la elección se base en consideraciones de eficiencia y comodidad en la planta de reciclaje.
La trituradora horizontal M delaminator facilita la separación continua de materiales
El proceso mecánico recupera los materiales de los paneles y marcos fotovoltaicos, de modo que el material de salida resulta atractivo para su reintroducción en el mercado en lugar de ser desechado.
Stokkermill, con su gama de máquinas fiables producidas íntegramente en Italia, permite combinar calidad, fiabilidad y comodidad para un equipamiento seguro en un contexto en rápida evolución como es el del reciclaje de paneles fotovoltaicos en desuso. El servicio va más allá de la simple máquina: la oferta incluye instalaciones diseñadas ad hoc según las necesidades del cliente, teniendo en cuenta la necesidad de interactuar con los operarios y las limitaciones impuestas por la normativa y la legislación.
Las instalaciones de reciclaje de paneles fotovoltaicos se adaptan fácilmente a las necesidades de cualquier empresa del sector, gracias a la deslaminación y trituración del panel y las células fotovoltaicas.
