EL CAMINO HACIA EL ACERO ECOLÓGICO

La producción de acero es una de las más contaminantes. Con la creciente preocupación por el medio ambiente y la sostenibilidad, el escenario ha cambiado. Debemos guiarnos por la innovación y el pensamiento circular. Pero el camino a seguir es largo y requiere redireccionar el ciclo de vida del producto, desde el diseño a las soluciones finales.

Abordar el cambio climático y el colapso ambiental es uno de los grandes retos de la humanidad, y la industria del acero juega un papel destacado. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático estimó en 2014 que la producción de acero era responsable del 5 por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero. Para hacernos una idea, podríamos compararlo con la aviación cuyas emisiones globales son del 2 por ciento. Es evidente que los productores de acero y las incontables industrias que utilizan este material deben actuar al respecto abordando la sostenibilidad en general, y el cambio climático en particular. Por suerte, aún no es tarde.

Innovación en la producción de acero

Existen varias razones que nos llevan a ser optimistas respecto a esta industria. Primero, el acero ahora se produce de un modo mucho más eficiente que antes. La energía utilizada para producir acero ha descendido significativamente en los últimos 50 años, y aún hay cabida para nuevas mejoras. También se ha aumentado la cantidad de acero obtenido de la chatarra; más de un tercio del acero producido a nivel global ahora procede de materiales reciclados. Según Max Åhman, Profesor titular en el Dpto. de estudios energéticos y ambientales de la Universidad de Lund en Suecia, estos avances son positivos aunque insuficientes para responder a los retos ambientales existentes.

Añade que se requieren nuevas tecnologías para que el acero se convierta en un recurso de naturaleza sostenible. "Podemos y aumentaremos la cantidad de acero reciclado", indica. "Si se fusiona en un horno de arco eléctrico con electricidad renovable, entonces las emisiones serán casi nulas. Lo cual sería ideal, pero no podemos depender completamente del acero reciclado. Primero, porque la demanda de acero a nivel global es cada vez mayor y necesitamos obtener más acero puro. Segundo, existen cuestiones de calidad. No siempre es posible fabricar aceros concretos y con un grado específico partiendo solo del acero reciclado. "A todos nos agrada hablar de eficiencia energética y huellas de carbono" indica Åhman.

Pero también debemos tomarnos muy en serio los retos a largo plazo, y eso significa centrarnos en aspectos difíciles de conseguir".

"¿Necesitamos reemplazar los altos hornos? Y en ese caso, ¿por qué los sustituiríamos?" pregunta.
Emisiones próximas a cero Los avances tecnológicos en la industria del acero con más probabilidades de éxito, según Åhman, se basan en reemplazar los altos hornos de carbón por métodos basados en combustibles renovables. Este enfoque se ha implementado en colaboraciones privadas y públicas, tanto en Suecia (HYBRIT) como en Alemania (SALCOS). En ambos proyectos se ha utilizado electricidad procedente de energía renovable para producir hidrógeno, que después se ha destinado a reemplazar al carbón coquizable en la fase de reducción del acero. Este método produce agua como producto secundario, en vez de CO2, de modo que teóricamente puede producir acero con cero emisiones o próximas a cero. "No hay desconocimiento técnico en este caso", indica Åhman.

"Hemos hecho la reducción directa con hidrógeno, y la electrólisis es clara. Lo que debe verificarse es que se pueda realizar de un modo económico, y con una integración dinámica". Otra cuestión que surge al respecto es que la toma de decisiones a largo plazo debe realizarse pronto. Dados los largos ciclos de inversión en esta industria, los inversores deben decidir pronto dónde y cómo quieren verse en el 2050. "Si se deciden reemplazar los altos hornos por la reducción directa con hidrógeno, la decisión debe tomarse antes del 2025. Ese es el período de tiempo del que hablamos", concluye Åhman.

Análisis del ciclo de vida del acero

El acero está muy presente en la sociedad moderna, así que centrarnos puramente en su producción no ayuda a visualizarlo en un futuro sostenible. Karin Östman, Asesora de políticas en Jernkontoret (la asociación de productores suecos de acero), propone que se analice el ciclo de vida del acero como la mejor manera de entender su uso y sostenibilidad. Dicho análisis del ciclo de vida ACV (LCA, por sus siglas en inglés), trata de obtener una medición más real del impacto del producto, de principio a fin.

Al evaluar el ciclo de vida completo del producto, añade, podemos entender su rendimiento ambiental y tomar decisiones conforme a su viabilidad sostenible. Además, los avances en producción significan que el acero puede desempeñar un papel positivo en cuanto a sostenibilidad. "Un ejemplo sería el desarrollo de grados de acero de alta resistencia", explica Östman. "Al utilizar este acero de alta resistencia en vehículos, se reduce su peso requiriendo un menor consumo de combustible. Así, el acero contribuye a reducir la energía utilizada en todo el sistema".

A veces pasamos por alto que la sostenibilidad no solo consiste en reducir emisiones." La sostenibilidad implica mantener un planeta más saludable o como explica la ONU en sus objetivos de desarrollo sostenible: "una oportunidad para que los países y sus sociedades emprendan un nuevo camino con el que mejorar la vida de todos, sin dejar a nadie atrás".

Esta perspectiva es compartida por muchos en la industria del acero, según Östman. "La visión que nos hemos fijado en Jernkontoret es que para el 2050 la industria del acero en Suecia no produzca nada que no añada valor a la sociedad", añade. "Eso significa cero emisiones y cero desechos, pero también se trata de contribuir a una sociedad mejor. Ofrecer trabajos mejores y entornos laborales más seguros y justos es una parte esencial para lograrlo".

Uso sostenible del acero

Aunque pasarán varios años hasta que el "acero ecológico" descrito por Max Åhman se comercialice, aún existen opciones sostenibles para los fabricantes y los ingenieros mecánicos. El enfoque del ciclo de vida propuesto por Jernkontoret puede ayudar a la identificación de puntos de mejora. Es clave que el análisis del ciclo de vida sea una parte central del proceso de diseño. Numerosos países, organizaciones no gubernamentales e intergubernamentales conservan inventarios del ciclo de vida para cuantificar el impacto de los productos y sus resultados.

Las bases de datos en estos inventarios pretenden ser exhaustivas y abarcar el impacto ambiental de las materias primas, la fabricación, el transporte, el uso final, y mucho más hasta llegar al final de la vida útil. Esta información permite evaluar en detalle el ciclo de vida de un amplio rango de productos, pero existen algunos aspectos básicos que son relevantes para prácticamente cualquier aplicación que requiera acero.

Reducir, reutilizar, reciclar

Lo primero a tener en cuenta es la eficiencia del material y su diseño sobredimensionado. El análisis del ciclo de vida comienza con la extracción de recursos y el diseño sobredimensionado. Hacer que un producto sea más fuerte, grande y complejo de lo requerido es, por definición, un uso ineficiente de los materiales. El uso de acero a partir de materiales reciclados puede reducir el uso de materias primas pero, dependiendo de su aplicación, quizás se requiera un acero de grado superior que optimice el diseño y reduzca el impacto del producto durante su vida útil. Siempre se aconseja considerar el final del producto en la fase de diseño para habilitar un modelo circular.

El acero es un producto con gran potencial reciclable, pero su contaminación con otros metales, en concreto el cobre, a menudo limita la utilidad del acero reciclado. El reciclaje varía en gran medida según el tipo de producto, pero garantizar un desmontaje sencillo y minimizar la soldadura del acero a otros metales son aspectos a considerar en el diseño aplicables a cualquier industria.