El futuro del acero: desafíos medioambientales y de demanda

El acero es uno de los metales más antiguos y versátiles del mundo y ha sido utilizado por los humanos desde la antigüedad, aunque su apogeo empezó en la Revolución Industrial. Es un material esencial en casi todas las industrias, desde la automovilística, la de construcción y la aeroespacial hasta la energética y electrónica, por su resistencia, su durabilidad, su versatilidad, rentabilidad y reciclabilidad.

Sin embargo, el acero también es el metal industrial con un mayor impacto medioambiental. Al ser uno de los más usados (supone aproximadamente el 16% de los metales de la industria según la World Steel Association), con una producción mundial bruta de más de 1.900 millones de toneladas en 2021, contribuye a la emisión de más de 3.000 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono cada año. Esta cifra puede aumentar dado que la demanda global de este metal se prevé que aumente en las próximas décadas debido a la mayor demanda de infraestructuras, transportes y construcción de edificios, especialmente de los países en desarrollo, como la India, China, Brasil, México, Turquía, Indonesia, Pakistán o Egipto, aunque también Estados Unidos y Reino Unido, entre otros.

Pero la sostenibilidad no es el único desafío que enfrenta la producción y transformación del acero: el aumento de los costes de producción, dado que este metal es cada vez más difícil de obtener y más costoso de producir (por su consumo energético, por la ubicación de los yacimientos en países con acceso limitado a materias primas, etc.), también es un problema que enfrentarán las industrias dependientes del acero, que deberán incorporar el uso de nuevas tecnologías, adoptar nuevos procesos de producción, implentar prácticas de gestión de la cadena de suministro más eficientes y poner en marcha estrategias de sostenibilidad. Además, muchos de los países con importantes yacimientos de mineral del hierro pueden ser objeto de inestabilidad política y guerras comerciales, como es el caso de Rusia, Ucrania, la India, Irán o Perú.

En este post nos detenemos en los desafíos principales que afronta el acero en el futuro, a qué industrias afectan estos desafíos y las claves del cambio de paradigma que el sector debe afrontar para superarlos con éxito.

El desafío medioambiental del acero

La producción de acero conjuga dos hechos que suponen lo que llamaríamos una tormenta perfecta en lo que a impacto medioambiental se refiere: por un lado, los procesos metalúrgicos que supone, aunque parezca mentira, han evolucionado relativamente poco desde hace siglos, y por otro lado, el acero se usa para prácticamente todo lo que conforma el mundo desarrollado, desde un diminuto instrumento médico hasta el gran puente que conecta dos países separados por mar.

El desafío medioambiental principal de la producción de acero radica en que para lograr que el hierro se vuelva maleable deben aplicarse temperaturas muy elevadas y liberar gases contaminantes. Esto se lleva a cabo todavía hoy en altos hornos, que suponen un gran impacto medioambiental porque requieren una cantidad significativa de energía, lo que puede provocar la liberación de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, a la atmósfera. Además, producen grandes cantidades de contaminación del aire, incluidas partículas, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno.

Y no sólo eso, la extracción del hierro para usarlo como materia prima puede resultar en la perturbación de los hábitats naturales, y la eliminación de escoria, un subproducto de la producción de acero, también puede plantear desafíos ambientales si no se gestiona adecuadamente.

Con unas tasas elevadas a la generación de CO2 en Europa, que produce alrededor del 10% del acero del mundo, una de las soluciones en las que ya se está trabajando es en la de usar cada vez más acero reciclado. Como explicamos en este post, este metal puede reciclarse de forma infinita, dando lugar a un material con la misma calidad que el original. Aún así, no todos los aceros son reciclables (su reciclabilidad depende de sus propiedades magnéticas y no todos las tienen), y la demanda de nuevos productos de acero supera la oferta de acero reciclado, ya que muchos objetos hechos con acero están pensados para ser duraderos (una de sus cualidades más valoradas), como automóviles, edificios, infraestructuras, etc., de manera que no se puede contar con su chatarra porque su vida útil no llega fácilmente a su fin.

Por eso parte de la industria sigue dependiendo del acero nuevo y es necesario buscar alternativas. Existen ya proyectos en marcha para producir un acero mucho más verde, como el que expone este artículo en el New Yorker, Hybrit, en Suecia. Una de las novedades de su enfoque es que vez de usar carbono para eliminar el oxígeno del mineral del hierro, generando CO2, usa nitrógeno, generando H2O, es decir, agua. De generalizarse está técnica, podrían reducirse drásticamente las emisiones de dióxido de carbono en la industria del acero y en las emisiones globales de toda la actividad humana que, como apuntábamos, gira en gran medida alrededor del acero. Para lograrlo, no obstante, son necesarias grandes inversiones, e incluso ayudas de los gobiernos.

La fabricación de acero bajo en carbono es también una perspectiva que no sólo adopta este proyecto sueco, sino también se está aplicando mediante otras técnicas (como el uso de gas natural) en Estados Unidos y en Alemania, donde cuenta con un apoyo importante del gobierno, tal como explica este artículo. En China, por otro lado, se espera que sigan esta misma estela, algo importante teniendo en cuenta que son el principal abastecedor de acero del mundo.

Las fluctuaciones en el precio del acero

Al acero, como muchas otras materias primas, está sujeto a una considerable volatilidad, ya que ven afectadas por factores económicos, políticos y comerciales. Algunos de estos factores incluyen el aumento de los costes de producción (por ejemplo, a raíz de una alza en los precios de la energía), la oferta y la demanda, la incertidumbre política (que a su vez también varía los precios de la energía, por ejemplo) y las variaciones en los tipos de cambio. Por otro lado, el acero verde costará más que el acero tradicional antes de que los procesos de electrólisis y las fuentes de energía verde sean más eficientes. De ahí que las subvenciones, las bajadas de impuestos, los aranceles a la entrada de acero extranjero y otras ayudas gubernamentales formen parte de las reivindicaciones del sector para el futuro del acero.

La competencia de otros materiales

Otro factor que afectará al futuro del acero es la competencia de nuevos materiales compuestos, que combinan la resistencia y el bajo coste de producción del acero con la resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica de otros materiales, como el aluminio, el titanio y el grafito. Estos materiales compuestos también pueden ser producidos usando menos energía que el acero, lo que los hace más sostenibles. Veamos algunos:

• Aluminio: es un metal liviano que a menudo se usa como alternativa al acero en algunas aplicaciones automotrices y aeronáuticas. También se utiliza en la industria de la construcción como material estructural. Hablamos de ello en este post.
• Magnesio: es otro metal liviano que se ha utilizado como alternativa al acero en algunas aplicaciones automotrices y aeroespaciales. Tiene una densidad más baja que el aluminio y por lo tanto que el acero, y también es muy resistente a la corrosión, lo que lo convierte en una opción atractiva para aplicaciones sensibles al peso, como los componentes estructurales, llantas o piezas de motor de los coches eléctricos, para ayudar a mejorar la eficiencia del combustible.
• Polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP, del inglés Carbon-fiber-reinforced polymer): CFRP es un material compuesto formado por fibras de carbono incrustadas en una matriz polimérica. Tiene una alta relación resistencia-peso y, a menudo, se usa como una alternativa al acero y al aluminio en aplicaciones aeroespaciales y automotrices. Aunque el CFRP puede implicar impactos negativos en el medio ambiente asociados con su producción y eliminación, pero generalmente se considera una buena alternativa al acero y al aluminio en ciertas aplicaciones debido a su peso más liviano y características de rendimiento mejoradas.
• Polímero reforzado con fibra de vidrio (FRP, del inglés Fibre-reinforced plastic): FRP es otro material compuesto formado por fibras de vidrio incrustadas en una matriz de polímero. A menudo se utiliza como una alternativa al acero en aplicaciones de construcción e infraestructura, debido a su resistencia a la corrosión y bajos requisitos de mantenimiento. Al igual que el CFRP también acarrea impactos medioambientales negativos relacionados con su producción (gasto energético, uso de sílice) y su eliminación (baja reciclabilidad por la necesidad de separar las fibras de vidrio de la matriz polimérica), pero a pesar de eso se considera una buena alternativa al acero.
• Titanio: es un metal fuerte y liviano que a menudo se usa como alternativa al acero en aplicaciones aeroespaciales y médicas. Es más caro que el acero, pero su relación resistencia-peso lo convierte en una opción atractiva en ciertas aplicaciones, como la industria aeroespecial (en componentes estructurales, sujetadores y piezas de motores, por ejemplo), en medicina (implantes, prótesis…), automoción (elementos estructurales, llantas, piezas de motor), etc.

Industrias dependientes del futuro del acero

Cualquier cambio de paradigma en la producción y transformación del acero puede afectar al grueso de la economía mundial, dado que su demanda la ostentan mayoritariamente industrias que encabezan el desarrollo económico, como las infraestructuras, el transporte, la energía y la construcción. En otro post hablamos de estas industrias, de qué manera usan el acero y los materiales que están incorporando como alternativa.

A medida que la tecnología avanza, el acero seguirá siendo un material clave para la industria durante los próximos cincuenta años o más. Los avances tecnológicos mejorarán su resistencia y su durabilidad, lo que permitirá a los fabricantes construir estructuras más resistentes y duraderas. Esto permitirá a los consumidores y a las empresas ahorrar tiempo y dinero al aumentar la eficiencia de los procesos industriales.

Ferros Planes, comprometidos en el futuro del acero

En Ferros Planes usamos el acero para la fabricación de tubos y otros elementos estructurales de la industria. Estamos comprometidos con la transformación del sector para la producción de un acero más verde y su reciclaje para contribuir a la minimización de su impacto medioambiental y lograr los objetivos de sostenibilidad de 2050.

Otros artículos de interés:

• How Steel Could Become Green, and What It Would Take (Bloomberg)
• Visualizing 50 Years of Global Steel Production (Visual Capitalist)
  

Photo by Philipp Deus on Unsplash