El concepto de nuevas energías se refiere a aquellas fuentes de energías renovables distintas a los combustibles fósiles, como la solar, la eólica, el agua o el hidrógeno. Poco se habla, sin embargo, del papel vital que tendrán los plásticos en la incorporación a gran escala de nuevas energías limpias.
El largamente esperado regreso de Chinaplas a Shanghai en 2024, tras seis años de ausencia en esta ciudad provocada por el Covid-19, destacará las últimas innovaciones y el papel central del plástico en la transición energética.
La industria se transforma con energías verdes
Las energías renovables no sólo son abundantes e inagotables, sino que también producen menos emisiones de carbono y proporcionan enormes beneficios para nuestro medio ambiente. La aplicación más amplia de las fuentes de energía limpias ha sido posible gracias al almacenamiento de energía.
Se espera que el mercado mundial de energía renovable crezca a una tasa anual compuesta del 8,91% entre 2022 y 2027, según Technavio, con el 73% de ese crecimiento proveniente del mercado de Asia-Pacífico. La continua innovación en plásticos está impulsando el desarrollo de la nueva industria energética al proporcionar materiales livianos, de alto rendimiento, económicos y con bajas emisiones de carbono. Estos plásticos están siendo utilizados para crear diseños más avanzados, componentes optimizados y tecnologías de procesamiento más eficientes.
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Los paneles solares son esenciales para impulsar la sostenibilidad
Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), se prevé que la capacidad mundial de energía renovable aumente en 107 gigavatios (GW) hasta superar los 440 GW en 2023, el mayor aumento absoluto registrado. Dos tercios de este incremento son atribuibles a la capacidad fotovoltaica (PV).
El plástico está siendo cada vez más utilizado en la fabricación de componentes de paneles solares modernos, como películas encapsulantes, láminas posteriores, láminas frontales, piezas estructurales y otros, desempeñando un papel crucial en el desarrollo de sistemas fotovoltaicos.
Al sustituir al vidrio y al aluminio, el plástico ofrece ventajas como ser ligero, económico, eficiente en la fabricación y de alto rendimiento, además de proporcionar protección contra la humedad, la temperatura y la luz ultravioleta.
Debido a que el plástico es más ligero que el vidrio y el aluminio, los paneles solares fabricados con polímeros se pueden instalar en un mayor número de tejados. Varios fabricantes de paneles solares desarrollan productos livianos teniendo en cuenta consideraciones ambientales, potenciando sus beneficios sostenibles.
El vuelo de la energía eólica
La energía eólica, aunque una fuente ventajosa de energía renovable, enfrenta desafíos debido a los altos costos de fabricación. Las palas de las turbinas eólicas, que representan hasta el 25% de los costos totales, son cruciales para mejorar la competitividad y accesibilidad de la energía eólica. Se busca desarrollar palas más ligeras con diseños optimizados.
Los materiales poliméricos avanzados ofrecen oportunidades prometedoras para diseñar nuevas palas de turbinas eólicas, especialmente con la tendencia hacia palas más largas. El uso de estos materiales permite palas más largas con cargas reducidas, lo que disminuye los costos de mantenimiento y prolonga la vida útil.
Las resinas y recubrimientos de Poliuretano (PU) ofrecen mejor rendimiento y beneficios de costos para los fabricantes de palas de turbinas eólicas en comparación con las hojas de epoxi reforzadas con fibra de vidrio convencionales. La adopción de hojas de PU representa un avance tecnológico en la industria.
(Fuente: Covestro)
La combinación de compuesto a base de PU con proceso de infusión ofrece propiedades mecánicas superiores en comparación con el compuesto a base de epoxi convencional. Las resinas de PU de baja viscosidad permiten una velocidad de infusión más rápida y un curado rápido en la producción de compuestos de fibras para palas de turbinas eólicas.
El revestimiento de protección del borde de ataque (LEP) basado en PU proporciona una excelente protección contra la erosión, reduciendo la frecuencia y los costos de mantenimiento. Un estudio de caso de Covestro y bewind muestra que el uso de soluciones de PU de Covestro puede reducir los costos de fabricación hasta un 8% en un parque eólico marino típico.
Acelerar la comercialización de la tecnología del hidrógeno
El hidrógeno emerge como una opción energética de bajas emisiones para reducir el carbono en industrias pesadas y transporte. El desarrollo de tanques ligeros y seguros es crucial para la comercialización de tecnología de hidrógeno y pilas de combustible. El plástico y la fibra son preferidos para fabricar tanques livianos para vehículos y aviones de alto rendimiento.
Los recipientes compuestos, como los de plástico reforzado con fibra de carbono, son comunes para el almacenamiento de hidrógeno debido a su resistencia a la corrosión y a la alta presión.
Toray ofrece fibra de carbono de ultra alta resistencia, fortaleciendo los tanques de hidrógeno para soportar la alta presión asociada con el hidrógeno comprimido. Kautex ha creado un tanque de hidrógeno usando poliamida especial para evitar la difusión del gas debido a su pequeño tamaño molecular. Este tanque, compuesto por un revestimiento termoplástico y un bobinado de fibra para mayor resistencia mecánica, garantiza seguridad. El revestimiento puede soportar altas tensiones mecánicas y amplios rangos de temperatura.
Además, Kautex desarrolló una tecnología de moldeo por extrusión y soplado para fabricar revestimientos de poliamida a gran escala para estos tanques de hidrógeno.
Mejora de la flexibilidad y la seguridad de tuberías y películas
El desarrollo de redes de hidrógeno e hidroelectricidad requiere el uso de tuberías confiables de gas y agua, mientras que las tuberías de plástico para protección de cables también son esenciales para proteger los alambres y cables eléctricos. En comparación con las de metal o de hormigón, las tuberías de plástico ofrecen mayor durabilidad y resistencia a los productos químicos y a la corrosión. Además, son ligeros y más fáciles de instalar.
Los tubos de acero son difíciles de instalar en terrenos o entornos accidentados. Los tubos de plástico, como los de PE y HDPE, son más adecuados para tales escenarios debido a su mayor flexibilidad y menor susceptibilidad al agrietamiento. El Polietileno reticulado (PEX) exhibe una flexibilidad y durabilidad excepcionales, lo que le permite soportar presiones extremas, lo que lo convierte en una opción popular para tuberías y tuberías.
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