Eolico: il futuro delle turbine giganti è la stampa 3D?

Una start-up americana ha ottenuto un finanziamento di 1,2 milioni di dollari dalla California Energy Commission (CEC), nell’ambito del programma per promuovere soluzioni avanzate da applicare alle energie pulite (EPIC, Electric Program Investment Charge) per testare la costruzione di torri eoliche con il calcestruzzo “iniettato” da un braccio robotico collegato ad una stampante 3D in grado di regolare con la massima precisione il flusso del materiale. L’intero procedimento avviene sul posto anziché in fabbrica. L’obiettivo è realizzare turbine molto più alte a costi inferiori.

Cotrell, proprietario della start-up ed ex allievo del laboratorio federale per le rinnovabili (NREL, National Renewable Energy Laboratory), è convinto di poter realizzare grandi turbine, alte almeno 140 metri, direttamente sul posto, attraverso la tecnologia reinforced concrete additive manufacturing, quindi con basi in calcestruzzo anziché in acciaio.
Secondo Cotrell, infatti, la taglia media delle turbine in California non permette di sfruttare tutto il potenziale eolico sulla terraferma. Con torri molto più alte di quelle attuali, che invece si fermano a circa 80 metri, sarebbe possibile aumentare le dimensioni di pale e rotori e così “catturare” più vento.
Con generatori di grandissime dimensioni, sostiene l’azienda Usa, il potenziale eolico della sola California, tra nuovi siti e potenziamento di quelli esistenti, passerebbe da circa 6 GW a 60 GW.

All’aumento delle dimensioni delle turbine si contrappone oggi un problema logistico: per trasportare i principali componenti sui camion, dalle fabbriche ai siti d’installazione, bisogna limitare la lunghezza delle pale e il diametro dei piloni, da qui la scelta di Cotrell di stamparein cemento, direttamente in loco, la parte inferiore delle mega turbine di 140-170 metri, mentre la parte superiore sarà completata con sezioni tubolari affusolate d’acciaio.
La compagnia di Cotrell ritiene che in futuro si potranno costruire torri eoliche giganti esattamente sul luogo in cui sorgerà l’impianto, in un solo giorno e a metà del costo richiesto dal processo produttivo standard in uno stabilimento, con assemblaggio finale dopo il trasporto.

Per ora l’accordo con la California Energy Commission prevede che la start-up  “stampi” in cemento la parte inferiore di due mega turbine, l’obiettivo ovviamente è quello di sviluppare questa tecnologia su vasta scala e commercializzarla.

Il calcestruzzo, di per sé, non è certo una novità: GTM Research spiega che in Europa l’industria eolica impiega questo materiale da diversi anni, per realizzare le basi dei generatori. L’innovazione proposta dalla start-up è sostanzialmente quella di sostituire gli elementi prefabbricati con strutture stampate al momento dal software 3D, che comanda un sistema interamente robotizzato-automatizzato.
Il rischio di un simile procedimento, evidenziano gli analisti, è rallentare la velocità delle installazioni: oggi gli operatori eolici, dal momento in cui i componenti dei generatori sono arrivati a destinazione, riescono a “piazzare” in media una turbina al giorno (talvolta il ritmo è anche più veloce).
La costruzione-stampa sul posto di alcuni elementi, invece, potrebbe complicare le operazioni sul campo, incrementando i costi di manodopera ed esponendo le attività di tecnici e operai a inconvenienti di varia natura, come il maltempo o eventuali guasti e malfunzionamenti della stampante, con relativi ritardi nell’avanzamento complessivo del progetto.