El acero es uno de los metales más utilizados en la industria manufacturera. Aviones, edificios, coches y electrodomésticos necesitan un esqueleto de acero para ganar robustez. Sin embargo, también es uno de los materiales más contaminantes del sector. A día de hoy, la obtención de una sola tonelada de acero supone la emisión de hasta dos toneladas de CO2. Y el problema se agrava, porque tampoco es un material fácil de reciclar, ya que sus impurezas reducen su calidad. Pero un nuevo proceso químico podría terminar con este inconveniente y reinventar el reciclaje de acero.
Así lo ha desvelado un grupo de investigación de la Universidad de Toronto (Canadá), que en un artículo publicado en Resources, Conservation & Recycling asegura haber encontrado un método electroquímico capaz de eliminar la contaminación del acero usado, tales como el cobre o el carbono. Un innovador proceso que abriría las puertas a reciclar más acero que el actual -cuya tasa de reutilización es de tan solo el 25%– y a reducir de manera drástica las emisiones de la industria.
El acero es muy usado en la construcción / Agencias
Para ello, han utilizado un electrolito nuevo (de oxisulfuro para la electrorrefinación) que ha mostrado una gran capacidad para eliminar todas las impurezas. “Nuestro estudio es el primer caso informado de eliminación electroquímica del cobre del acero y reducción de impurezas por debajo del nivel de aleación”, asegura Gisele Azimi, ingeniera y autora de este estudio.
Este trabajo viene a dar respuesta a uno de los retos de futuro que se ha encontrado la industria manufacturera en el contexto de la crisis climática. No en vano, se espera que la demanda de acero aumente en las próximas dos décadas, por lo que crear un método para que sea más ecológico es la única manera de poder adaptar esa demanda a la reducción de emisiones que requiere el planeta.
“El hierro y el acero son los metales más utilizados en la industria y la tasa de producción llega a 1.900 millones de toneladas al año”, afirma Azimi, que considera este “método tiene un gran potencial para ofrecer a la industria siderúrgica una forma práctica y de fácil implementación de reciclar acero para cubrir una mayor parte de la demanda mundial con acero de alta calidad”.
Una alternativa al método tradicional
Esta nueva fórmula de reciclaje viene a darle una vuelta de tuerca a los métodos tradicionales de reciclaje de acero. Estos métodos se caracterizan por utilizar un horno de arco eléctrico que emplea energía eléctrica para fundir la chatarra de acero. Como es muy difícil separar el cobre de la chatarra antes de fundirlo en estos hornos, estas impurezas suelen estar presentes en los productos de acero reciclado.
Material de acero listo para comercializar / Agencias
“La concentración de cobre aumenta a medida que se agregan más metales de desecho para reciclar, y cuando supera el 0,1% en peso en el producto final, es perjudicial para las propiedades del acero”, indica Azimi. Todo esto limita que el acero secundario sea bien valorado en los mercados, ya que se considera como un producto de menor calidad y se limita a procesos específicos, como las barras de refuerzo utilizadas en la industria de la construcción.
“Nuestro método puede expandir el mercado del acero secundario”, afirma el también ingeniero y coautor del artículo Jaeusk Paeng. De hecho, los investigadores creen que con esta innovación el acero reciclado podría llegar a utilizarse en productos de mayor calidad, como bobinas galvanizadas laminadas en frío, utilizada para fabricar vehículos, o láminas de acero para embutición profunda, utilizadas en el sector del transporte.
El proceso
El proceso de eliminación de impurezas consiste en la utilización de un nuevo electrolito diseñado a partir de escoria, que además es un deshecho de la fabricación de acero. Se sitúa el acero en una celda capaz de soportar 2.600 ºC con el electrodo positivo (ánodo) que será la que realice el proceso de oxidación. La electricidad entre ánodo y cátodo fluye a través del electrolito, que fuerza al cobre a reaccionar ante él. “El electrolito tiene como objetivo eliminar el cobre del hierro cuando aplicamos electricidad a la celda”, añade Paeng.
Fundición de acero / faed
“Cuando aplicamos electricidad en un lado de la celda, obligamos al cobre a reaccionar con el electrolito y a desprenderse del hierro, mientras en el otro extremo de la celda, producimos simultáneamente hierro nuevo”, destaca Azimi.
Los científicos creen que este proceso es lo suficientemente sencillo como para poder ser implantado en la industria e indica que los beneficios podrían ser de gran calado. Por esta razón, de cara al futuro, el equipo quiere permitir que el proceso de electrorrefinación elimine otros contaminantes del acero, incluido el estaño.
Estudio de referencia: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0921344924002489
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