Ekrany akustyczne zapewne widział każdy z nas. Dla niektórych bywają przydrożną zmorą, która zasłania krajobraz czy zacienia najbliższe sąsiedztwo. Dla innych są ważną barierą stawianą wzdłuż ruchliwych dróg, z których idący hałas tak bardzo przekracza normy, że bywa dla zwykłego mieszkańca okolicy po prostu nie do wytrzymania.
Czytaj też: Syndrom Turbin Wiatrowych. Czy niesłyszalne dźwięki i fale rzeczywiście szkodzą ludziom?
Rodzajów ekranów akustycznych mamy kilka. Są takie, które buduje się z żelbetu, z tworzyw sztucznych, czy z blachy stalowej. W przypadku tych pierwszych zużywa się bardzo dużo cementu, którego produkcja pozostawia duży ślad węglowy. Wobec tego propozycja podlaskich uczonych, aby konstruować ekrany akustyczne z wtórnych surowców jest niezwykle interesująca.
Ekrany akustyczne zbudują ze starych łopat turbin wiatrowych
Na czele zespołu badawczego stoi dr hab. inż Mirosław Broniewicz, prof. PB z Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. Działania nad opracowaniem ekranów prowadzone są w ramach konkursu ISKRA i obejmują badania koncepcyjne, badania eksperymentalne w skali naturalnej oraz badania numeryczne MES – dowiadujemy się z komunikatu prasowego podlaskiej uczelni.
Jak informują naukowcy, przyczyną rozpoczęcia takich badań jest obecna sytuacja na świecie związana z brakiem skutecznych metod na utylizację starych śmigieł turbin wiatrowych. Żywotność łopat wynosi obecnie około 20-25 lat i już dzisiaj zaczynają one być niemałym problemem. Przy zachodniej granicy Polski są składowane dosłownie setki takich śmigieł – podaje Mirosław Broniewicz. Za dwie lub trzy dekady może być ponad 200 tysięcy ton. Co zatem robić z taką olbrzymią ilością odpadów?
Podstawową zagwozdką w przypadku recyklingu łopat jest to, że są one konstruowane z materiałów kompozytowych, które w zasadzie nie ulegają rozkładowi. Zakopywanie łopat w ziemi tylko odkłada problem w czasie. Niektóre zespoły badawcze na świecie analizują niestandardowe metody ponownego użytku śmigieł.
Podano tutaj przykład chociażby amerykańskich uczonych, którzy w procesie pyrolizy (spalania) dokonują rozkładu kompozytów na materiał organiczny i nieorganiczny, a przy okazji wytwarzają energię. Niestety nie są to procesy proste – wymagają dużych nakładów czasu i… energii. W Danii, która jest pionierem pod względem produkowania energii z wiatru i budowania morskich farm wiatrowych, próbuje się wykorzystywać łopaty do budowy elementów małej architektury, jak wiaty dla rowerów, ławki, przystanki autobusowe czy nawet meble ogrodowe.
Polscy naukowcy z Rzeszowa także dołożyli swoją małą cegiełkę do ogółu wiedzy na temat ponownego wykorzystywania śmigieł z elektrowni wiatrowych. Eksperci z tamtejszej politechniki zaproponowali rozwiązanie, w którym łopaty stanowią elementy nośne w kładkach dla pieszych. Kolejnym zespołem z naszego kraju badającym ten obszar są inżynierowie z Białegostoku.
Polacy z Białegostoku prowadzą badania na nietypowymi ekranami akustycznymi. Co jeszcze ich czeka?
Z informacji wynika, że przed naukowcy będzie wiele wyzwań. Okazuje się, że krzywizna łopat, ich zmienna grubość i zróżnicowany skład w zależności od elementu wcale nie pomagają. Wobec tego planowane jest pocięcie śmigieł na mniejsze elementy, które następnie będą montowane jako ekrany akustyczne.
Przeprowadzono już analizy właściwości mechanicznych kompozytowych łopat – mowa tutaj zarówno o litym kompozycie, jak i trójwarstwowym – uściśla w komunikacie prof. Broniewicz. Na tym etapie wykorzystano Metodę Elementów Skończonych i przygotowano model numeryczny przykładowego ekranu, który wykazał, że hipotetyczne ekrany akustyczne będą odpowiadały normom technicznym.
Czytaj też: Statek uderzył w morską turbinę wiatrową. Za sterami Polak, a przynajmniej powinien tam być
Niemniej to jeszcze nie koniec. Co prawda projekt ruszył w kwietniu 2023 roku, ale potrwa on do końca lipca 2025 roku. Do tego czasu testowe łopaty zostaną pocięte, a następnie wpasowane w ramy ceownika i osadzone na słupach z dwuteownika. Prototypowy model zostanie na koniec przebadany pod kątem akustycznym. Naukowcy z Politechniki Białostockiej zapowiadają również opublikowanie wyników swoich badań w którymś z renomowanych czasopism naukowych.