From Waste to Wind stampa in 3D pale eoliche utilizzando rifiuti di plastica

Negli ultimi anni, l’energia eolica si è sviluppata in tutto il mondo per fornire un’alternativa più sostenibile alla produzione di elettricità. Negli Stati Uniti, ad esempio, la produzione annua totale di elettricità da energia eolica è aumentata da 6 miliardi di kilowattora (kWh) nel 2000 a circa 380 miliardi di kWh nel 2021. Secondo la U.S. Energy Information Administration (EIA), questa rappresenta circa il 9,2% della produzione totale di elettricità su scala industriale statunitense. Ovviamente, ci sono ancora molte sfide da superare, ma i progressi meritano di essere evidenziati. Tra queste, una degna di nota è rappresentata dai clienti che non sempre sono favorevoli alla costruzione di turbine eoliche (a causa di problemi visivi, inquinamento acustico, ecc.), ma anche alla riciclabilità delle pale prodotte. L’associazione belga From Waste to Wind è nata per affrontare queste sfide. Utilizza la produzione additiva e più specificamente la modellazione a deposizione fusa (FDM) per progettare turbine eoliche in plastica riciclata. Abbiamo incontrato il suo fondatore, Bram Peirs, per saperne di più su questo ambizioso progetto!

3DN: Ciao! Puoi presentarti e raccontarci il tuo legame con la stampa 3D?

Ciao, mi chiamo Bram e sono il fondatore dell’organizzazione no-profit From Waste to Wind. Ho maturato una preziosa esperienza nel governo fiammingo, dove ho monitorato l’impatto ambientale delle grandi turbine eoliche. Ora, con la mia azienda, voglio realizzare una turbina eolica open source stampabile in 3D, disponibile al pubblico. From Waste to Wind ha già ricevuto un premio internazionale e un ulteriore supporto dall’Antwerp Climate Fund in Belgio.

3DN: Come è nata From Waste to Wind? Qual è la sua mission?

Durante la mia esperienza con il governo fiammingo, mi sono reso conto di quanta resistenza ci sia ancora nei confronti delle turbine eoliche. Eppure esistono già normative piuttosto rigorose per limitarne l’impatto ambientale. Il problema è che molte persone non ne sono consapevoli. Temono che le turbine generino troppo rumore o rovinino il paesaggio, e per questo non le vogliono territorio. Volevo trovare un modo per far cambiare loro punto di vista. Così ho iniziato a costruire io stesso delle piccole turbine eoliche, utilizzando vecchie botti e magneti ricavati da hard disk dismessi. Mi affascinava l’idea di creare qualcosa dal nulla. Col tempo ho scoperto che, online, c’erano tante altre persone con la mia stessa passione. È proprio così che tutto è cominciato.

Ora stiamo lavorando con Time Circus, un collettivo artistico che costruisce ogni genere di oggetti con materiali riciclati. Gestiscono anche Loods 21 e il Bar Paniek in Belgio. Ho scoperto che la loro turbina eolica artigianale aveva una pala danneggiata e dunque l’ho restaurata. Le prime pale erano fatte di tubi di scarico in PVC, che non sono molto resistenti ai raggi UV. Funzionavano anche troppo bene, il che ha causato il guasto del generatore. Poi mi è venuta l’idea di stampare le pale in 3D. Ho comprato una stampante per 200 euro e ho potuto lavorare con i ragazzi di un Fablab in Belgio.

La stampa con plastica a volte non è così facile come sembra, può restringersi e deformarsi. Ci sono voluti alcuni mesi per riuscirci. Ma siamo riusciti a stampare una turbina eolica completamente personalizzata, progettata da noi, in pezzi di 20x20x20 cm, il volume massimo della nostra stampante. La creazione di questa turbina eolica è stata un successo. Ci è valsa un premio di 10.000 dollari ad Hackaday, una piattaforma internazionale per creatori innovativi. È stata una bella spinta per noi. Ha anche confermato che le persone sono interessate a poter costruire qualcosa di simile da sole.

Allo stesso tempo, abbiamo anche creato l’associazione From Waste to Wind. Vogliamo superare le barriere delle energie rinnovabili, e in particolare dell’energia eolica su piccola scala, e avvicinare la produzione di energia alle persone. Il nostro modello di business oggi si basa principalmente sulla ricerca e sulla sensibilizzazione. Lo facciamo con premi e sussidi. Finora ha funzionato piuttosto bene. Abbiamo anche ricevuto una sovvenzione dal Fondo per il Clima della città di Anversa. Questo è estremamente importante per poter continuare a lavorare senza dipendere da investitori che vogliono che realizziamo profitti. Possiamo impostare la nostra rotta e concentrarci pienamente sul nostro obiettivo sociale.

3DN: Come utilizzate la stampa 3D attualmente?

Abbiamo installato un piano di stampa lunga un metro sulla piccola Anycubic I3 Mega con cui abbiamo iniziato. È stata una vera sfida sotto molti aspetti: il piano deve essere riscaldato, il che lo fa restringere e dilatare. Inoltre, i cavi di alimentazione devono percorrere una distanza maggiore.

Il grande vantaggio del piano di stampa di grandi dimensioni è che possiamo stampare lame lunghe un metro in un unico pezzo. Inoltre, stampare la lama in orizzontale è molto più resistente che in verticale, perché l’adesione tra gli strati non è altrettanto forte. Abbiamo anche installato Marlin sulla nostra stampante, ma le funzioni più particolari, come il livellamento manuale del piano, presentavano diversi bug. Alla fine, siamo riusciti a farlo funzionare con una versione precedente. Questo ci ha permesso di stampare il nostro secondo prototipo.

3DN: Secondo te la stampa 3D può contribuire a ridurre il consumo di plastica?

Certo! Innanzitutto, c’è il problema del riciclo delle pale. Quando raggiungono il termine del loro ciclo di vita, dopo 20 anni, la fibra e la resina non possono essere separate. L’unica cosa che si può fare è triturarle e smaltirle in discarica o riutilizzarle nell’asfalto. Negli Stati Uniti, vengono interrate nelle discariche.

Le pale in plastica pura possono essere completamente riciclate, a differenza di quelle rinforzate con fibra di vetro utilizzate da altri produttori. Abbiamo scelto deliberatamente di non stampare con plastica rinforzata con fibra, perché con gli attuali metodi di riciclo, la plastica rimane “contaminata” e ha un potenziale di riutilizzo molto inferiore. L’unico inconveniente è che ci ritroviamo con una pala leggermente più pesante, ma non è un grosso problema se tutto è ben bilanciato.

Ma dobbiamo usare la stampa 3D con saggezza. Oggi, si creano molti rifiuti solo per il gusto di stampare. Poi c’è l’origine dei materiali, che raramente è chiara. Ad esempio, il biomateriale PLA deve essere coltivato da qualche parte nel mondo, poi viene trasportato in un impianto industriale dove viene trasformato in filamento, e probabilmente sto dimenticando qualche passaggio. Ecco perché utilizziamo l’rPET, che è prodotto da PET riciclato, la stessa plastica utilizzata per le bottiglie di plastica. Deve essere riciclato comunque ed è già disponibile localmente. Ha anche proprietà meccaniche migliori del PLA.

Infine, pale di queste dimensioni vengono solitamente realizzate con uno stampo e sono completamente solide. La stampa ci permette di realizzare la pala parzialmente cava e di risparmiare plastica.

3DN: Quali sono i progetti futuri di From Waste to Wind?

Vogliamo avviare una linea di produzione di turbine eoliche off-grid (non collegate alla rete elettrica) con un diametro di 2 metri. Ci sono molti nuovi materiali e tecniche promettenti. Vogliamo realizzare turbine eoliche più grandi, di 4 metri, che produrranno il 50% dell’energia di una famiglia media. La complementarietà con il fotovoltaico è vantaggiosa nell’Europa occidentale.

Vogliamo collegare tutte le turbine eoliche al computer in modo che il “prosumer” possa vedere in qualsiasi momento quanto produce la sua turbina eolica, ma anche i parametri di sicurezza, come le vibrazioni. Per questo stiamo realizzando i nostri regolatori MPPT, che saranno completamente open source! Alla fine, il nostro modello di business sarà probabilmente un po’ più eterogeneo rispetto a quello puramente open source. Crediamo che un buon prodotto si venda da solo.

3DN: Qualche ultima parola per i nostri lettori?

Apprezziamo qualsiasi tipo di feedback e commento sulla nostra associazione e sulla nostra attività, abbiamo bisogno del vostro supporto. Non esitate a visitare il nostro sito web o a scriverci un’e-mail a in**@*************nd.com!

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