La fabricación de acero es una de las industrias más fascinantes del mundo en términos de proceso. Lo que entra es irreconocible comparado con lo que sale. Enric Giner, Director General de ABB Process Industries en España, forma parte de ella desde hace más de 20 años. En esta entrevista, explora la encrucijada en la que se encuentran ahora los productores y cómo la tecnología y la experiencia pueden ayudar a avanzar hacia el cumplimiento de una serie de objetivos para un futuro sostenible.

Metales & Máquinas: ¿Qué objetivo tiene la industria siderúrgica en términos de emisiones para el año 2050?

Enric Giner: La producción siderúrgica representa entre el 7 y el 9% de las emisiones mundiales de CO2 y consume en torno al 8% de la energía mundial, lo que la convierte en un segmento difícil de descarbonizar.

La industria siderúrgica tiene el objetivo de ser neutra en emisiones para 2050, una condición que solo se logrará si el sector puede experimentar una profunda transformación tecnológica para mitigar las emisiones y ser más eficiente, algo que actualmente se encuentra en marcha.

M&M: ¿Cómo se forma el acero y cuáles son los materiales involucrados en su proceso de producción?

E.G.: De forma muy simplificada, el acero se forma por la mezcla de mineral de hierro, a veces chatarra, y una fuente de carbono, generalmente carbón en hornos que, en la mayor parte del mundo, siguen funcionando con carbón mineral. En el horno, estos materiales se funden en una primera versión de acero líquido, que recibe la adición de cal viva para aglomerar y eliminar los residuos no deseados y sólo entonces se enfría, se lamina y se transforma industrialmente en su aplicación final.

En este proceso, inevitablemente hay emisiones. La extracción de mineral de hierro figura incluso entre las actividades difíciles de descarbonizar. La producción de carbón y cal viva también genera emisiones considerables. El laminado y la transformación final del acero requieren una gran cantidad de energía, la mayoría de las veces de origen fósil. Pero nada es comparable a la quema de carbón mineral en los altos hornos, responsable de casi toda la huella de carbono del metal, por lo que el sector busca con urgencia descarbonizar esta etapa.

M&M: ¿Cuáles son los tipos de hornos utilizados para la producción de acero en España, y cuál es la proporción actual entre ellos?

E.G.: En España, la producción de acero se lleva a cabo principalmente mediante dos tipos de hornos: los altos hornos-horno de oxígeno básicos (BF-BOF) y los hornos eléctricos de arco (HEA).

Alto horno-Horno de oxígeno básico (BF-BOF) Este tipo de horno utiliza carbón coque como principal fuente de energía y es fundamental para la producción de acero a partir de mineral de hierro. El proceso implica la reducción del mineral de hierro para producir arrabio, que luego se refina para obtener acero. Aunque los altos hornos son menos comunes que antes debido a preocupaciones ambientales y a la búsqueda de métodos más eficientes y sostenibles, siguen siendo una parte importante de la producción de acero en algunos sectores.

Hornos Eléctricos de Arco (HEA): Este método utiliza electricidad para fundir chatarra de acero y otros materiales. Es más eficiente energéticamente y permite un mayor control sobre la composición del acero. Además, es más flexible en términos de producción y puede adaptarse rápidamente a diferentes tipos de acero y necesidades del mercado. La producción de acero en hornos eléctricos también es más respetuosa con el medio ambiente, ya que no depende del carbón y emite menos CO2.

En términos de proporción, los hornos eléctricos han ganado más relevancia en los últimos años. En 2022, se estimaba que alrededor del 70% de la producción de acero en España se realizaba mediante hornos eléctricos, mientras que el 30% restante se producía en altos hornos.  Esta tendencia se debe a la creciente demanda de procesos de producción energéticamente más eficientes.

M&M: ¿Por qué es difícil descarbonizar la extracción de mineral de hierro?

E.G.: La extracción de mineral de hierro es difícil de descarbonizar debido a las emisiones asociadas con esta actividad manteniendo una buena producción y calidad en la misma. Además, la disponibilidad de alternativas más limpias para la obtención de mineral de hierro es limitada.

M&M: ¿Qué tecnologías ofrece ABB para la optimización de procesos y eficiencia energética en el sector siderúrgico?

E.G.: Varias tecnologías se han utilizado para reducir las emisiones en la industria del acero:

◦ Sistemas de Gestión Energética: ABB ofrece soluciones como ABB Ability™ Energy Manager, que ayudan a las plantas siderúrgicas a monitorear y optimizar el consumo de energía. En la fabricación de acero, donde los altos hornos y procesos de fundición son extremadamente intensivos en energía, esta herramienta es crucial para reducir costos y mejorar la eficiencia energética.

◦ Inteligencia Artificial para la Optimización de Procesos: ABB emplea algoritmos avanzados de inteligencia artificial para ajustar parámetros operativos en tiempo real. Esto es particularmente útil en la producción de aluminio y cobre, donde la variabilidad en la materia prima y las condiciones operativas puede afectar la eficiencia y la calidad del producto.

M&M: ¿Cuál es la principal fuente de carbono utilizada en los altos hornos para producir acero?

E.G.: La principal fuente de carbono utilizada en los altos hornos para producir acero es el carbón mineral. Sin embargo, se están buscando alternativas más limpias.

M&M: ¿Por qué es complicado implementar hornos de arco eléctrico en todo el mundo?

E.G.: Los hornos de arco eléctrico que producen acero líquido a partir del arco eléctrico con una huella de carbono hasta un 95% menor en comparación con los altos hornos de carbón. Sin embargo, el horno de arco eléctrico es difícil de implantar en muchas partes del mundo porque depende de energías abundantes, baratas y necesariamente limpias (eólica, solar e hidrógeno verde) para tener sentido. Además, la infraestructura y la disponibilidad de estas fuentes de energía varían según la región. 

M&M: ¿Qué fuentes de energía se consideran limpias y podrían ser utilizadas para impulsar la producción de acero?

E.G.: Las fuentes de energía limpias que podrían utilizarse incluyen la energía eólica, solar e hidrógeno verde. Sin embargo, su adopción a gran escala aún enfrenta desafíos.

Se espera que una línea de producción de acero ecológico a escala comercial sea viable en 2026, sin embargo, esto dependerá de la disponibilidad de energía limpia y de los avances tecnológicos. 

M&M: ¿Qué rol cumple la digitalización en el proceso de descarbonización y con el objetivo de emisiones cero?

E.G.: Las acciones mencionadas anteriormente dan al sector siderúrgico la perspectiva de producir acero con emisiones netas cero, pero con mucha inversión. Aquí es donde cobran gran importancia los esfuerzos por digitalizar y automatizar las operaciones siderúrgicas, que pueden incluso generar capital adicional para financiar la transición y hacer que los números cuadren. Esta mirada hacia la digitalización ha permitido ver y corregir una serie de pérdidas e ineficiencias de las que muchas plantas de todo el mundo sólo se darán cuenta cuando ellas mismas intensifiquen sus procesos de automatización.

A lo largo de los años, este ahorro representa millones de dólares en beneficios, lo que no sólo justifica la inversión en el equipo, sino que también permite a las empresas contribuir a reducir su huella de carbono en otras etapas.

Es cierto que aún queda mucho por hacer para que el acero verde sea una realidad en el mercado mundial. Pero, afortunadamente, esta transformación se está produciendo y, además, con todos los indicios de que será un proceso sin retorno para el bien de la vida en el planeta.

M&M: ¿Qué plataformas digitales utiliza ABB para acompañar a sus clientes hacia la digitalización?

E.G.: ABB ofrece una amplia gama de plataformas digitales integradas para la industria metalúrgica de las cuales destaco:

◦ ABB Ability: Esta plataforma digital integra soluciones de IoT, inteligencia artificial y análisis de datos, proporcionando una visión integral de las operaciones de la planta. En la siderurgia, esta integración permite optimizar todo el proceso de producción, desde la materia prima hasta el producto final, facilitando la toma de decisiones informadas y la optimización de recursos.

◦ Gemelos Digitales: ABB crea gemelos digitales para simular y analizar procesos de producción. En la fabricación de aluminio y cobre, estos gemelos permiten probar diferentes configuraciones y ajustes de proceso sin interrumpir la producción real, mejorando la eficiencia y reduciendo costos. 

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Este artículo aparece publicado en el nº 08 de Metales&Máquinas págs. 60 a 62.