Si hablamos de un material barato, resistente, duradero, no contaminante y cien por cien reciclable, certificado como uno de los más sostenibles del mundo, pensaríamos en algún producto natural o en una innovación de última generación. Y sin embargo, el acero es un invento humano que lleva con nosotros casi 4.000 años, aunque el inoxidable se remonte a poco más de un siglo. En la búsqueda de materiales con el menor impacto ambiental posible, el acero es casi imbatible, excepto por un punto débil: sus emisiones de CO2. Por ello, diversas estrategias persiguen el acero verde como un santo grial de los materiales sostenibles.
Aunque quizá no pensemos en el acero como un material reciclable, dado que no tenemos contenedores en la calle donde desecharlo, lo cierto es que no lo hacemos precisamente debido a su gran durabilidad. Pero se recupera de los componentes que lo contienen y, de hecho, se recicla en mayor medida que el papel o el vidrio: más del 90%, sin pérdida de calidad. Y si no cubrimos enteramente nuestras necesidades con acero de segunda mano es porque el reciclaje no puede abastecer el imparable aumento de la demanda, que se ha triplicado desde 1970 y cuyo crecimiento se estima en más de un 33% para 2050.
Los costes ecológicos de la producción
Pero aunque su gran industrialización ofrezca un precio relativamente asequible, la producción de acero es ávida de recursos. Necesita grandes cantidades de materia prima extraída de la minería, una actividad generalmente muy contaminante. Fabricar una tonelada de acero requiere 28 toneladas de agua, aunque actualmente el 90% se devuelve limpia a la fuente. Consume inmensas cantidades de energía: si bien hoy se fabrica con menos de la mitad de energía por tonelada que hasta hace 35 años, utiliza más del doble que la producción mundial de cemento —el segundo material más consumido en el mundo después del agua—, consumiendo un 8% de la demanda global de energía.
La gran mayoría de esta energía, un 75%, procede del carbón. Lo cual ya apunta al mayor problema del acero: es responsable del 7% de las emisiones globales de CO2, el principal gas de efecto invernadero causante del cambio climático. Una tonelada de acero fabricado ha emitido en todo su proceso de producción entre 1,8 y 2,91 toneladas de CO2.
No es un problema fácil de resolver; aunque la generación de energía tiende hacia fuentes limpias y renovables, el acero depende del carbón de tres maneras distintas. En primer lugar, el hierro en la naturaleza suele encontrarse en forma de mineral oxidado. Para extraer el hierro utilizable es necesario reducirlo (separarlo del oxígeno, el proceso inverso a la oxidación), para lo cual se emplea coque, carbón destilado a 1.100 °C. La reacción del coque con el mineral de hierro en un alto horno, en presencia de oxígeno, produce hierro y CO2. En segundo lugar, el carbón proporciona también el carbono que forma la aleación con el hierro para producir el acero. Y por último, en estos procesos se emplea el carbón como combustible.
Las vías para el acero reciclado
El reciclaje es la vía más sencilla hacia la reducción de estas emisiones: según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la producción de acero reciclado reduce la necesidad de energía a la octava parte, aunque sobre todo de electricidad, más que del carbón. El reciclado se realiza en hornos de arco eléctrico que funden el metal, pero hoy solo abastece el 30% de la fabricación.
Una segunda vía, más compleja, es la captura del CO2 generado para emplearse como fuente de carbono en la aleación. Según el experto en física de la energía Stephen Carr, de la Universidad del Sur de Gales, el problema con respecto al carbono capturado en otros procesos industriales es que, en el caso del acero, el CO2 se emite mezclado con otros gases. Este tipo de acero bajo en CO2 se encuentra aún en fases de investigación y demostración, pero proyectos como el europeo C4U, del University College London, aplican tecnologías emergentes con las que aspiran a capturar hasta el 94% del CO2 emitido.
Un paso más allá consiste en prescindir del coque para reducir el mineral, lo cual puede hacerse a través de dos procesos. El primero, utilizar hidrógeno, sobre todo del llamado verde, producido por electrolisis del agua alimentada por energías renovables, o al menos del azul, en el cual se emite CO2 debido al uso de gas natural, pero se captura. Hoy menos del 5% se obtiene por este método, que podría potenciarse acercando la producción de hidrógeno verde a las plantas de fabricación de acero. La segunda posibilidad es reducir el mineral directamente mediante electrolisis, una opción que, según Carr, “aún está lejos de ser comercialmente viable”. En cualquiera de estos casos, la fabricación del acero en un horno de arco eléctrico, también alimentado con energía limpia, sería el ideal del acero verde.
El impulso al acero verde incluye proyectos pioneros como los suecos HYBRIT y H2 Green Steel, e implica a grandes fabricantes como el gigante luxemburgués ArcelorMittal, el segundo productor del mundo, que prepara en España la que será “la primera planta de acero a gran escala del mundo con cero emisiones de carbono”. Por fortuna, y aunque según Carr el carbón continuará presente durante décadas, la hoja de ruta de la AIE para descarbonizar el acero de acuerdo a los objetivos climáticos del Acuerdo de París de 2015 da cierto margen: para 2050 las emisiones deberán haberse reducido por debajo de la mitad. “El uso del carbón en la fabricación de acero no necesita cesar inmediatamente, pero garantizar que el futuro de la fabricación de acero sea bajo en carbono requiere actuar ahora”, concluye Carr.
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