El mundo tiene hambre de acero a juzgar por la gran demanda mundial existente de este material imprescindible por su aporte al desarrollo económico y social. Solo el proyecto Neom que Arabía Saudí está desarrollando con visión 2030, para diversificar la economía del país más allá del petróleo, ya consume una quinta parte del acero que se produce a nivel mundial.
La industria del acero juega un papel esencial para las economías modernas. El acero es un material maleable y el más versátil del mundo industrial, propiedades que favorecen la fabricación de numerosos bienes esenciales. Ha contribuido a lograr grandes avances sociales en sectores como la construcción y el desarrollo de las infraestructuras, fabricación de productos destinados a sectores prioritarios como la industria automovilística, las herramientas y la maquinaria pesada, entre otros.
El procesado del hierro para la obtención del acero se remonta a tiempos inmemoriales como atestiguan culturas clásicas como la hitita y griega. Sin embargo, no es hasta finales del siglo XIV cuando se inicia su aprovechamiento masivo al aumentar las dimensiones de los hornos de fundición del mineral de hierro. Desde entonces la industria del acero ha desarrollado un amplio rango en sus usos con lo que ha favorecido notables avances tecnológicos que han fomentado el progreso y bienestar de la humanidad en sectores como el transporte, la energía y las telecomunicaciones.
Cómo se distribuye el mercado mundial del acero – WorldSteel
Además de impulsar la innovación y el desarrollo industrial, el acero aporta la gran ventaja de ser un material totalmente reciclable que favorece la economía circular al fomentar que se reduzca la demanda de materias primas y, al mismo tiempo, se minimice la generación de desechos de las impurezas arrastradas.
Producción mundial de acero 2023 – EUROFER (European Steel Association)
La industria del acero y su impacto ambiental
Si bien la industria del acero es uno de los sectores productivos fundamentales por su uso intensivo como material principal en el desarrollo de infraestructuras y productos industriales a nivel mundial, la fabricación de acero enfrenta un gran desafío ambiental. Es debido a que genera un notable impacto en el medioambiente al liberar contaminantes durante sus procesos productivos.
La extracción de metales, el uso de hornos de alta temperatura que consumen grandes cantidades de energía para su funcionamiento y las emisiones generadas durante los procesos siderúrgicos son las principales fuentes de contaminación surgidas durante la fabricación de acero.
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El incremento de casi un 10% de las emisiones de CO2 a la atmósfera es debido a la industria siderúrgica. Si por cada tonelada de acero que se produce se emiten 1,91 toneladas de CO2 a la atmósfera, la siderurgia impulsada por combustibles fósiles se desvela como una de las principales fuentes de emisión de carbono mundiales y la causante de un impacto ambiental directo en la atmósfera que empobrece la calidad del aireLa calidad del aire se refiere al estado del aire que respiramos y su composición en términos de contaminantes presentes en la atmósfera. Se considera b...
Leer más.
Según el informe de la European Steel Association (EUROFER), en 2022 la producción mundial de acero alcanzó 1880 millones de toneladas de acero, lo que supuso una emisión de 3600 millones de toneladas de CO2 a la atmósfera.
Los procesos industriales para obtener acero liberan al aire principalmente gases de efecto invernadero, partículas en suspensiónLas partículas en suspensión son elementos microscópicos que flotan en el aire, compuestos por sustancias sólidas y líquidas. Poseen una gran variedad...
Leer más y compuestos orgánicos volátiles. Estos son el origen de graves daños en la salud de las personas y el medio ambiente; asimismo, su presencia y reacción en la atmósfera contribuye a impulsar el cambio climático.
Calidad del aire en la industria del acero
Las zonas más próximas a las plantas siderúrgicas son las más afectadas por la contaminación generada durante la manufactura del acero. La emisión de partículas finas (PM2.5 y PM10), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufreEl dióxido de azufre (SO2) es un gas incoloro de aroma penetrante y que produce una sensación irritante similar a cuando falta el aire para respirar. Su ...
Leer más (SO2) y gases de efecto invernadero como el dióxido de carbonoEl dióxido de carbono (CO2) es un gas que se encuentra de manera natural en la atmósfera y desempeña un papel crucial en los procesos vitales del planet...
Leer más (CO2) son los principales contaminantes que fundamentan las alteraciones en la calidad del aire. La reducción de estas emisiones es fundamental para mitigar el cambio climático y mejorar la salud pública.
Bobinas de acero almacenadas – WorldSteel
Principales contaminantes en la producción de acero
Los contaminantes generados durante la fabricación de acero se originan en varias etapas del proceso que incluyen la extracción de materias primas, el proceso de fundición y la fase de acabado. Entre los principales contaminantes de la industria del acero se identifican:
Emisiones de partículas
Las partículas en suspensión (PM10 y PM2.5) se liberan principalmente en los procesos de mecanizado y de fundición, incidiendo negativamente en la calidad del aire y en la salud pública por favorecer y agravar patologías respiratorias. De igual manera, su presencia en el aire contribuye a la formación de esmogEsmog, qué hay detrás de esa densa niebla
El esmog es una mezcla de contaminantes atmosféricosLa contaminación atmosférica representa uno de los mayores desafíos ambientales de nuestro tiempo. En el aire que respiramos se encuentran diversas sust...
Leer más que se acumulan en la atmósfera, especialmente en área...
Leer más. Además, llegan a zonas alejadas del área de producción de acero porque las partículas en suspensión pueden desplazarse con el viento y la circulación atmosférica con facilidad.
Gases de efecto invernadero (GEI)
El dióxido de carbono (CO2) es el principal gas liberado a la atmósfera durante la fabricación de acero. La producción de acero es una de las actividades industriales más intensivas en liberación de carbono. Es debido a la quema de combustibles fósiles como carbón y gas natural para alcanzar las altas temperaturas que requieren los hornos de fundición de la siderurgia en su funcionamiento. A su vez se generan otros gases como el metanoEl metano, conocido químicamente como CH₄, es un gas dañino para la atmósfera y los seres vivos porque tiene gran capacidad de atrapar el calor. Es po...
Leer más (CH4), un gas aún más dañino porque su potencial de alteración de la atmósfera y su contribución al calentamiento global es 28 veces mayor que el CO2, el monóxido de carbono (CO) que se produce durante la combustión incompleta de los combustibles, el dióxido de azufre (SO2) y el óxido nitroso (N2O).
Compuestos orgánicos volátiles (COVs)
Se emiten durante el procesamiento del acero, concretamente en la recocción y tratamiento térmico, y su presencia puede contribuir a la formación de ozonoEl ozono troposférico (O3) es un gas que está presente en la capa más baja de la atmósfera terrestre o troposfera, la que se extiende hasta los 10 kil�...
Leer más troposférico. Este, además de agravar la contaminación atmosférica forma parte del esmog fotoquímico que origina efectos nocivos en la salud de las personas principalmente en grandes urbes y sobre los ecosistemas.
Fundición de acero – WorldSteel
Impacto del acero en la salud y el medioambiente
La exposición a contaminantes emitidos por la industria del acero tiene consecuencias graves para la salud humana y el medioambiente. Entre los efectos más notorios se encuentran:
Problemas respiratorios
Los contaminantes que la fabricación de acero libera en la atmósfera son los causantes de afecciones de salud como el asma, bronquitis crónica y enfermedades pulmonares obstructivas. Además, al utilizar un combustible rico en carbono como es el coque produce la liberación de naftalina, un producto posiblemente carcinógeno para los seres humanos. La producción de acero también genera metales pesados como el plomo y el cadmio que han demostrado ocasionar problemas a largo plazo en la salud humana y el medioambiente.
Impactos en el cambio climático
El acero es un material muy sostenible porque a sus propiedades de resistencia, que le permiten durar mucho tiempo, suma su facilidad para ser reciclado. No obstante su producción es altamente contaminante debido al incremento de gases de efecto invernadero que origina por el uso de combustibles fósiles y el coque (carbón fabricado al calentarlo a altas temperaturas) que es una materia prima esencial para su fabricación. Factores que inciden en que la actividad industrial vinculada al acero sea una de las principales causas que impulsan el cambio climático.
Acidificación del suelo y cuerpos de agua
Son problemas ambientales causados por las emisiones de SO2 y NOx de la producción de acero que derivan en la lluvia ácida que afecta tanto a la composición del suelo como a las masas de agua y la vegetación. Finalmente, estas emisiones atmosféricasLas emisiones atmosféricas son sustancias contaminantes vertidas al aire cuyo origen se fundamenta principalmente en actividades humanas como la industria...
Leer más acaban incidiendo en la diversidad natural al afectar de forma generalizada a los ecosistemas.
Almacenaje de acero para su transporte en barco – WorldSteel
¿Cómo reducir el impacto ambiental del acero?
Para mitigar el impacto ambiental de la fabricación de acero y llegar a cumplir con el objetivo de cero emisiones neutras en el año 2050, es fundamental implementar tecnologías de control de emisiones y optimizar los procesos industriales de fabricación de acero.
La descarbonización de la industria requerida para alcanzarlo implica que la producción de CO2 anual de la manufactura siderúrgica debería reducirse un promedio del 4% hasta el año 2030. Sin embargo las predicciones apuntan que para 2050 la demanda de acero mundial podría verse incrementada en un 40%.
Mediante la innovación, la implementación de tecnologías bajas en carbono y la mejora en la eficiencia en el uso de los recursos, la industria siderúrgica dispone de medios para disminuir su consumo energético y reducir sus emisiones contaminantes.
A continuación, se presentan algunas soluciones tecnológicas y estrategias que pueden ayudar a reducir sus emisiones.
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Sistemas de filtración y captación de partículas
Una de las tecnologías más efectivas para reducir las emisiones de partículas es la instalación de sistemas de filtración avanzados como los filtros de manga y los precipitadores electrostáticos. Estas tecnologías permiten la captura de las partículas en suspensión antes de que sean liberadas al medioambiente.
Acciones para mitigar emisiones CO2 – WorldSteel
Tratamientos de gases y vapores
Los sistemas de tratamiento de gases, como los reactores de reducción de gases y los incineradores térmicos, pueden reducir significativamente las emisiones de gases contaminantes como los GEI y los compuestos orgánicos volátiles.
Nuevas fuentes de energía
Además de hacer los procesos siderúrgicos más eficientes energéticamente se está haciendo un esfuerzo por utilizar las más novedosas fuentes de energía para la fabricación del acero ajenas al uso de los combustibles fósiles. Las energías renovables y el hidrógeno verde hacen que la estructura del acero no cambie propiamente pero sí la fuente de energía empleada como el hidrógeno, el elemento químico que más abunda. Este hidrógeno, si es obtenido mediante energías renovables como la solar, eólica o hidroeléctrica, es el denominado hidrógeno verde y es el que da origen al acero verde o aquel para cuya obtención se actúa de manera más respetuosa en emisiones a la atmósfera.
Producción hidrógeno verde – WorldSteel
Reciclaje
La industria siderúrgica emplea un alto porcentaje (85%) de material reciclable en forma de chatarra de acero. Si bien el uso de chatarra en altos hornos es del 30%, en aquellas plantas siderúrgicas que utilizan hornos de arco eléctrico es posible utilizar materia prima 100% reciclada.
La reutilización supone un elevado ahorro energético, al emplear una octava parte de la energía requerida si se produce acero desde el mineral de hierro, y, al mismo tiempo, se produce un notable descenso en las emisiones de CO2, al evitar que, por cada tonelada de acero producida, se emitan 1,5 toneladas de CO2 a la atmósfera.
Monitorización y medición de la calidad del aire
La implementación de sistemas de monitorización de la calidad del aireControlar la calidad del aire es una tarea esencial para disfrutar de unas óptimas condiciones ambientales que favorezcan un saludable desarrollo humano y...
Leer más precisa y continua permite detectar y controlar las emisiones en la industria del acero en tiempo real. El uso de sensores avanzados facilita medir la concentración de contaminantes críticos como SO2, NOx y partículas en suspensión. Contar con medidas fiables y precisas es crucial para garantizar un entorno de trabajo seguro y el control ambiental acorde con el cumplimiento de las normativas medioambientales vigentes.
En conclusión, frente al gran desafío que afronta la industria del acero existen oportunidades para convertirla en una actividad industrial más sostenible. Basadas en la tecnología y la mejora de procesos clave, hacen más eficientes el uso de los recursos y la demanda energética. Para lograrlo es imprescindible un escenario común de interés para productores, socios, gestores públicos e investigación que se adecue a las políticas prioritarias de avance hacia una economía de descarbonización.
La solución de Kunak para la industria siderúrgica
Kunak ha desarrollado soluciones de monitorización de la calidad del aire específicas para la industria del acero. Sus sistemas permiten una medición precisa de los niveles de contaminación, proporcionando datos en tiempo real para que las empresas puedan optimizar sus procesos y reducir, al mismo tiempo, el impacto ambiental.
En un entorno donde la producción de acero puede liberar una variedad de contaminantes al aire, desde partículas finas hasta compuestos orgánicos volátiles, la necesidad de soluciones efectivas es imperativa. Kunak utiliza tecnologías avanzadas basadas en sensores de alta precisión y calibrados según estándares internacionales que detectan partículas y gases contaminantes. De este modo identifican fuentes de contaminación y, con los datos que aportan, facilitan la toma de decisiones informadas y efectivas para mitigar las emisiones y su posible impacto ambiental; así como para tomar medidas preventivas con las que mejorar la salud de los trabajadores de la siderurgia.
Kunak AIR Pro
Monitoriza la calidad del aire con datos precisos y fiables
Los sensores de Kunak mejoran los procesos productivos en siderúrgicas al detectar emisiones difusas causadas por anomalías en estos. Al identificar rápidamente los picos de contaminantes, se emiten alertas que permiten a los operadores localizar la fuente de la emisión. Esto agiliza la corrección de problemas, ahorrando tiempo y reduciendo los costes asociados a los problemas en la producción del acero.
En las instalaciones industriales del acero las soluciones sostenibles y de eficiencia operativa Kunak permiten el seguimiento continuo de la calidad del aire, asegurando que las plantas industriales cumplan con las normativas ambientales más estrictas y puedan adaptarse con agilidad a los cambios en las normativas ambientales y a las demandas del mercado.
La flexibilidad de las soluciones Kunak, diseñadas para ser escalables y adaptables a diferentes tipos de instalaciones industriales, permite personalizar los sistemas según las necesidades específicas de cada planta siderúrgica, considerando factores como el tamaño de la instalación, el tipo de procesos industriales que desempeña y las condiciones climáticas específicas de su ubicación.
Asimismo, Kunak trabaja estrechamente con las industrias del acero para proporcionar formación y soporte técnico, asegurando que el personal esté capacitado para interpretar los datos y aplicar las mejores prácticas en la gestión de la calidad del aire. Esta colaboración personalizada no solo mejora la eficiencia operativa, sino que también fortalece el compromiso de las empresas con la responsabilidad ambiental.
Un enfoque estratégico que es esencial para proteger el medioambiente y la salud de las personas, pero que también contribuye a mejorar la imagen pública de la industria siderúrgica, que a menudo es vista como uno de los mayores contaminadores industriales.
Conclusiones
La industria del acero sigue siendo una de las más contaminantes del mundo, produciendo un impacto significativo en la calidad del aire y la salud pública. Las emisiones de partículas, gases de efecto invernadero y compuestos orgánicos volátiles que ocasionan contribuyen al cambio climático y a favorecer problemas respiratorios, sobre todo en las poblaciones cercanas a las plantas industriales. Sin embargo, con la implementación de tecnologías de control de emisiones y sistemas de monitorización de la calidad del aire avanzados, es posible reducir considerablemente el impacto ambiental de esta industria de interés mundial.
El uso de soluciones basadas en la tecnología requiere viabilidad técnica y económica para su pronta implementación. En el caso de las herramientas tecnológicas e innovadoras existentes, como las que ofrece Kunak, ya se dispone de un medio eficaz para medir y controlar la contaminación. De esta manera se facilita a las empresas siderúrgicas cumplir con las normativas ambientales y mejorar la sostenibilidad de sus operaciones en la hoja de ruta global hacia la descarbonización.
Fuentes
- The International Energy Agency (IEA), 2020. Iron and Steel Technology Roadmap, París 2020. https://www.iea.org/reports/iron-and-steel-technology-roadmap
- Yu, J., et al, 2023. A review on reduction technology of air pollutant in current China’s iron and steel industry. Journal of Cleaner Production, Volume 414, 2023. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137659
- European Parliament Briefing | Think Tank | European Parliament (europa.eu), 2020. The potential of hydrogen for decarbonizing steel production. 2020, págs 2-3. https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2020/641552/EPRS_BRI(2020)641552_EN.pdf
- Tang L., et al, 2020. Iron and steel industry emissions and contribution to the air quality in China. Atmospheric Environment,Volume 237, 2020, 117668, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117668
- Al-Zboon, K. 2019. Indoor Air Quality in Steel Rolling Industries and Possible Health Effect. Environment and Natural Resources Journal 2019;17. https://www.researchgate.net/publication/333881783_Indoor_Air_Quality_in_Steel_Rolling_Industries_and_Possible_Health_Effects
- Wang, W., Zhao, S., Tang, X. et al, 2022. Stainless steel catalyst for air pollution control: structure, properties, and activity. Environ Sci Pollut Res 29, 55367–55399 (2022). https://doi.org/10.1007/s11356-022-21079-z
