El acero y la sustentabilidad: nuevas ideas, mejores soluciones

Los productos como el acero crudo son esenciales cuando se trata de la evolución y el desarrollo de productos fabricados de los que todos dependemos. Pero ¿a qué costo?

Necesitamos edificios, carreteras, vehículos y electrodomésticos. Estos contribuyen a nuestra comodidad, a nuestra seguridad y a nuestra economía sólida y desarrollada. Pero su producción también es responsable de mucha contaminación y daños al medio ambiente. Las industrias de fabricación constituyen los principales consumidores de energía, además de emitir gases de efecto invernadero basados en carbono.

La industria siderúrgica —uno de los sectores industriales más grandes— ha recibido mucha presión recientemente para reducir las emisiones y su dependencia del carbón y del coque. Para superar este problema, el sector completo ha estado trabajando, una idea a la vez, para encontrar maneras nuevas y mejores de reducir las emisiones. Cuatro de estas son: la electrólisis del mineral de hierro; la pulverización seca de escoria; la mejora de altos hornos con antorchas de plasma; y la conversión de vapores de monóxido de carbono de las acerías en etanol.

ULCOS: Hlsarna y electrólisis. El grupo Fabricación de acero con dióxido de carbono ultrabajo (ULCOS, por sus siglas en inglés) es un consorcio europeo de fabricantes de acero y socios que tienen como objetivo reducir en un 50 por ciento las emisiones de CO2 en la fabricación de acero, teniendo en cuenta las cifras actuales. Para lograrlo, están trabajando en diversos proyectos, como HIsarna, un nuevo proceso de fabricación de hierro.

HIsarna usa una tecnología basada en baño de fundición. Es una combinación de precalentamiento de carbón, pirólisis parcial en un reactor, un ciclón de fundición para derretir mineral y un contenedor de fundición para reducir el mineral y la producción de hierro finales. Gracias a su capacidad de fundir minerales de hierro finos sin una planta de sinterizado y de pellets, Hlsarna tiene el potencial de lograr niveles muy bajos de carbón con el uso parcial de combustibles alternativos, como la biomasa del gas natural o el hidrógeno.

ULCOS también está trabajando en la electrólisis del mineral de hierro, algo nunca antes hecho a nivel industrial. Esto podría ser un verdadero punto de inflexión para el sector: electricidad ecológica de fuente nuclear, solar o eólica utilizada en un circuito electrolítico para producir hierro puro. Las emisiones de dióxido de carbono de la producción minera y siderúrgica serían tan solo una fracción mínima en relación con los valores actuales. Lamentablemente, la implementación general de este avance en las industrias está entre 20 y 50 años a futuro. Pero si tuviera éxito, sería un gran cambio para mejor en el mundo en que vivimos.

Pulverización seca de escoria. La recuperación de energía de las escorias metalúrgicas ha sido analizada y estudiada con frecuencia, pero se ha progresado muy poco a nivel industrial. Ecomaister y Hatch se han asociado en el desarrollo e implementación de la pulverización seca de escorias para la industria metalúrgica. Un chorro de aire de volumen elevado hace que las escorias se vuelvan círculos perfectos, lo cual elimina la necesidad de tener un peligroso depósito de escorias.

El proceso no utiliza agua, por lo que aspectos como la escasez, la congelación, las explosiones y los desechos líquidos pueden evitarse. Desde el punto de vista del CO2, la mejor característica de la pulverización seca de escoria es la capacidad de recuperar una corriente de aire caliente que puede utilizarse para generar vapor o energía. Las mejores candidatas para la recuperación de calor son aquellas plantas que descorifican de manera continua o semicontinua.

Plasma para el aire inyectado sobrecalentado del alto horno. Un alto horno es una manera muy eficiente de hacer hierro líquido. Lamentablemente, la mayor parte de la energía para reducción proviene de fuentes a base de carbón. Hatch y Alter NRG han estado trabajando para mejorar una antigua idea. Durante los 80, el trabajo realizado en antorchas de plasma de base eléctrica para sobrecalentar el aire caliente inyectado del alto horno se detuvo por inquietudes acerca de la fiabilidad del material refractario y la antorcha. Hoy día, ambas han mejorado, lo cual convierte a esta antigua idea en una nueva posibilidad. Las emisiones de dióxido de carbono se reducen cuando la electricidad ecológica sustituye a la energía basada en el carbono en el alto horno.

De monóxido de carbono a etanol. LanzaTech está procurando cambiar la manera de percibir el carbono. Está usando microbios para convertir desechos de carbono, como los flujos de monóxido de carbono de las acerías, en etanol. Estos microorganismos usan gases de carbono como fuente principal de energía para la vida y la síntesis de productos. La conversión directa de los desechos de las acerías en productos derivados útiles, sin combustión, constituye un uso eficiente de los flujos de energía. Esta biotecnología, que ya tiene varias plantas piloto y de demostración en funcionamiento, está bien encaminada a contribuir a la sustentabilidad ambiental de la industria siderúrgica.

Reducir las emisiones y la dependencia del carbón y del coque ayudará a crear un mejor medio ambiente tanto para nosotros hoy como para las generaciones futuras. Hallar combustibles alternativos y mejores modos de usar los que tenemos ahora nos ayudará a lograr este objetivo. Lo mismo sucederá si abrimos la mente a nuevas posibilidades. Podríamos estar a años de implementar algunas de estas tecnologías en la industria, pero avanzamos constantemente en la dirección correcta.