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Jun 03, 2023

Reciclar paneles solares es difícil, pero la tecnología de microondas puede ayudar

Cubriendo franjas de terreno abierto. Cubriendo los tejados de las viviendas. Flotando en canales y embalses. Los paneles solares están apareciendo en todas partes y desempeñan un papel clave para ayudar al mundo a avanzar hacia las energías renovables.

Cubriendo franjas de terreno abierto. Cubriendo los tejados de las viviendas. Flotando en canales y embalses. Los paneles solares están apareciendo en todas partes y desempeñan un papel clave para ayudar al mundo a avanzar hacia la energía renovable.

Pero es posible que el rápido aumento de la energía solar no sea todo sol. Aunque la vida útil de los paneles está aumentando, muchos de los que se han instalado solo podrían durar unas pocas décadas y podrían convertirse en un problema de residuos si terminan en los vertederos. También hay dudas sobre si las pequeñas cantidades de metales tóxicos que contienen, como el plomo, podrían ser perjudiciales para el medio ambiente. Pero hasta ahora reciclarlos ha sido difícil y costoso.

Investigadores en Australia dicen que han encontrado una manera que podría ayudar a resolver ese problema utilizando una tecnología doméstica común: el microondas.

La misma tecnología de microondas que calienta los alimentos podría usarse para calentar partes de un panel solar, lo que facilitaría su desmontaje y recuperación de materiales, dijo Binesh Puthen Veettil, profesor titular de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Macquarie que dirigió la investigación. .

"Comenzamos nuestro trabajo con un microondas de cocina modificado", dijo Veettil. "El principio es el mismo y la frecuencia que utilizamos es de 2,45 gigahercios, que es la misma que utiliza un microondas de cocina".

La investigación revisada por pares se produce en medio de un creciente interés en descubrir el destino de los paneles antiguos. La comunidad de la energía solar "está trabajando para hacer lo correcto porque es un problema muy manejable", dijo Teresa Barnes, experta en energía fotovoltaica del Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía.

"Es un problema tecnológicamente solucionable", afirmó. "Es un problema económicamente solucionable".

Los paneles solares generalmente se construyen a partir de capas de diferentes materiales, incluidos aluminio, vidrio, silicio, plástico y metales valiosos como el cobre y la plata. Estas capas están selladas entre sí y para reciclar los componentes es necesario desmontar los paneles.

La plata es el material más valioso en los paneles solares, dijo Meng Tao, profesor de ingeniería en la Universidad Estatal de Arizona y fundador de una empresa de reciclaje de paneles solares con sede en Tucson llamada TG Companies. Un panel normalmente tiene alrededor de un cuarto de onza de plata que podría valer cinco dólares, dijo Tao.

El marco de aluminio y el vidrio, que normalmente constituyen alrededor del 85 por ciento del peso total de un panel solar, también tienen valor y se pueden recuperar, dijo.

Pero los paneles también pueden contener otros metales, como el plomo, que puede ser tóxico en determinadas concentraciones.

El desafío con los módulos solares de silicio es que "la gente no sabe muy bien cómo manejarlos", dijo Barnes. “Existe una verdadera mezcla de regulaciones. Hay una mezcla de materiales que pueden estar ahí”.

Actualmente, alrededor del 10 al 15 por ciento del peso de los materiales de un panel solar se recuperan al final de su vida útil, dijo Tao. El objetivo, afirmó, debería ser alcanzar entre el 90 y el 95 por ciento.

Un desafío importante es el costo. Reciclar un panel cuesta entre 20 y 30 dólares, dijo, pero los materiales recuperados normalmente valen alrededor de 3 dólares.

"Los paneles solares se reciclan de forma inadecuada", afirmó. Todos los materiales recuperables probablemente podrían valer entre 11 y 12 dólares por panel, señaló.

Pero los paneles, que están diseñados para resistir los elementos, también son difíciles de desmontar, afirman él y otros expertos. Quitar las capas de polímero que protegen un panel de la intemperie a menudo requiere altas temperaturas, un proceso conocido como delaminación.

"Además del aluminio, si desea recuperar algo más, primero debe realizar la delaminación", dijo Tao. "La delaminación es realmente el siguiente mayor obstáculo".

Ése es el desafío al que se enfrentan los investigadores australianos. Descubrieron que cuando se exponía al tratamiento con microondas, la capa protectora de plástico de un panel solar se ablandaba hasta el punto de poder desprenderse, lo que significaba que el panel podía deslaminarse fácilmente y recuperar sus piezas sin utilizar productos químicos agresivos.

Este enfoque podría permitir a los recicladores recuperar el vidrio de alta calidad de los paneles enteros en lugar de tener que triturarlo y vender las piezas como materia prima, afirmó Veettil.

"Con sólo extraer ese vidrio intacto, se está haciendo que el reciclaje de paneles solares sea económicamente más viable", afirmó.

Los investigadores australianos no son el único grupo que intenta abordar el problema de la delaminación. Una empresa, por ejemplo, está experimentando con el uso de una cuchilla calentada para quitar el recubrimiento, mientras que otra está probando una lámpara de infrarrojos, dijo Tao.

Otros expertos, sin embargo, dicen que hay dudas sobre si recuperar el vidrio como una sola pieza es fácilmente factible o si vale la pena.

"Hay muchos procesos que proponen quitar esas láminas de vidrio por completo, y eso supone un gran desafío", dijo Barnes. "Si alguna vez te has imaginado tratando de separar las ventanas de tu casa, incluso si fueras muy bueno y tuvieras mucha práctica, si tuvieras un buen proceso, aún así sería difícil".

Y es probable que haya un mercado limitado para el vidrio de tamaño más antiguo, porque los tamaños de los módulos cambian constantemente y la industria del vidrio también utiliza vidrio viejo roto, afirmó.

"Los beneficios de un sistema eléctrico descarbonizado superan con creces los riesgos de tener algunos desechos sólidos al final de su vida útil, especialmente cuando ya estamos implementando la infraestructura para comenzar a gestionarlos", dijo.