El acero es y seguirá siendo, por mucho tiempo, un rubro fundamental en la economía mundial. Es por ello que la producción de este material continúa en proceso de crecimiento y nuestro país, uno de los principales productores de acero en Latinoamérica, cuenta con importantes yacimientos de mineral de hierro.
Además, el acero es reciclable en un cien por ciento, por lo que se garantiza la pertinencia de afianzar la industria siderúrgica, mejorando los procesos y productos, con el fin de aumentar la sustentabilidad económica y ecológica de esta industria.
En la última década, el Departamento de Ingeniería Metalúrgica del Vicerrectorado Barquisimeto de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” (Unexpo) ha venido desarrollando trabajos de investigación, con el objetivo fundamental de reforzar el desarrollo científico y tecnológico en procesos relacionados con la producción de acero.
En tal sentido, se tiene presente la sustentabilidad y la pertinencia de las operaciones, con un enfoque ecológico rentable.
Para ello, las acciones se encaminan principalmente en los siguientes campos:
• Gestión de la materia prima: minerales, pre-reducidos, chatarra, cal, coque, ferroaleaciones, etc.
• Mejoramiento del proceso productivo, enfocado en aumentar la efectividad global de la planta, afectada por el rendimiento metálico, la productividad, así como otros aspectos.
• Desarrollo de nuevos productos, ya sea con la incorporación de nuevas aleaciones o por cambios estructurales.
• Gestión de la energía: optimización del uso de la energía eléctrica, identificación e implementación de nuevas fuentes energéticas.
• Impacto ambiental, reutilización y reciclado de residuos: disminución de los efectos adversos sobre el medio ambiente y aprovechamiento de los residuos dentro del mismo proceso (reutilización) o aplicaciones foráneas (reciclado).
• Seguridad e higiene industrial: enfoque progresivo para lograr las mejores condiciones y prácticas operativas, cuidando el bien más preciado: la gente.
Con la cooperación de empresas del ramo siderúrgico como Sidetur, planta Barquisimeto y Sizuca (Siderúrgica del Zulia), se han logrado concretar trabajos de investigación, con la participación de los estudiantes del Departamento de Ingeniería Metalúrgica en sus trabajos especiales de grado, todos bajo la tutoría del ingeniero Julián González. En cada uno se destaca el impacto directo que los resultados de los mismos tendrán en los procesos reales de la industria siderúrgica.
Algunos resultados concretos
1.- Después del acero, el mayor volumen de material que se genera en una acería es la escoria del horno de fusión y es un hecho que se puede procesar. Primero, para extraer partículas metálicas (magnéticas) dispersas en ella, y el remanente, a través de procesos de trituración y clasificación, puede emplearse en lugar de la grava para el asfaltado.
En el trabajo de grado del bachiller Larry Seguerí, en 2003, los resultados indican que el asfalto procedente de la utilización de escoria siderúrgica tiene mejores propiedades mecánicas que el asfalto tradicional. Por otra parte, disminuiría el efecto que sobre los ríos tiene la extracción de arena. Estos resultados son corroborados por estudios realizados en la Escuela de Ingeniería Civil de la UCLA.
Por otro lado, se espera obtener masas refractarias para aplicaciones dentro de la misma industria siderúrgica, según el trabajo especial de grado en proceso del bachiller Luis Fernando Rodríguez. De igual forma, es factible la obtención de bloques de construcción empleando escoria en lugar de la arena. Estos bloques deben superar a los tradicionales, tanto en resistencia mecánica como a altas temperaturas, lo cual es menester investigar.
2.- Por cada tonelada de acero producida, se estima que se generan entre 35 y 40 kilos de cascarilla de hierro (o laminilla que contiene más del 75% de hierro). Una pequeña acería podría generar anualmente cerca de 10.000 TM de este residuo, el cual, de ser reutilizado al transformarlo en pellas, sustituiría a una cantidad similar de chatarra que a un costo promedio de 300$/TM, representaría 3 millones de dólares, los cuales al deducirle el costo de producción de las pellas de cascarilla produciría una ganancia sustancial.
Otros aspectos importantes
Paralelamente al aspecto económico, se encuentra el hecho de que este residuo se ha depositado en los patios de todas las acerías del país por más de cincuenta años (en muchos casos) representando una fuente de contaminación, la cual podríamos ir disminuyendo paulatinamente hasta que prácticamente desaparezca.
De igual manera, el material que sea reciclado por este medio, desplazará en una cantidad equivalente al mineral de hierro que es tomado de la naturaleza. Esto está soportado por el trabajo especial de grado de la bachiller María Claudia Rosales, quien realizó la caracterización y aglomeración de la cascarilla y finos del sistema de extracción de polvo, con la consecuente formación pellas con características fisicoquímicas compatibles con los procesos productivos actuales (resistencia mecánica y magnetismo).
Este trabajo y su autora fueron premiados en el concurso Reto Estudiantil 2012. Por otra parte, también encontramos entre las recomendaciones de este trabajo, la fabricación de ferroaleaciones a partir de la cascarilla. La investigación está en fase culminante llevada a cabo como trabajo especial de grado por el bachiller Leomar Urbina, quien espera obtener Ferro silicio, una de las ferroaleaciones más usadas en la fabricación de aceros.
Más resultados
3.- Después de los dos anteriores, el residuo más importante y el más contaminante de todos es el polvo de los sistemas de desempolvado (o plantas de extracción de humos), lo cual no ha tenido ninguna aplicación hasta ahora. La caracterización (según el trabajo de Rosales) indica presencia de diversos metales como: hierro, plomo, calcio, zinc, entre otros. De éstos, el más sobresaliente es el zinc, el cual se encuentra en proporciones cercanas al 30%, lo cual lo hace atractivo como posible objeto del reciclaje.
Actualmente, el bachiller Juan Carlos Pereira está culminando su trabajo especial de grado con las primeras investigaciones que conllevarán a la extracción del zinc de los polvos. Es preciso resaltar que el zinc que se utiliza en Venezuela es de importación y de muy alto costo. Existe también la posibilidad de generar con el zinc recuperado procesos de galvanizado en la misma industria siderúrgica.
4.- La estandarización de los procesos es una condición necesaria para la optimización de los mismos. En tal sentido, el bachiller José de Jesús Peña desarrolló su trabajo especial de grado, con el fin de evaluar el programa de carga del horno de fusión de una acería, obteniendo como resultado un Manual para Clasificación de Chatarra y un software para la generación del plan de carga del horno de fusión dependiendo de la chatarra disponible. Este trabajo fue uno de los premiados en la reciente Expo Ciencia 2012.
5.- Los neumáticos viejos se han transformado en un problema de salud pública. Sin embargo, en el trabajo especial de grado del bachiller Miguel Ángel Gil se demostró que los mismos pueden emplearse como parte de la carga del horno de fusión en una acería, representando aporte de carbono y de metálico (por el acero que contienen).
Este material, si se desmenuza y se adiciona a la carga en una proporción controlada, es una alternativa para el reciclaje de los neumáticos y sustituye parte del coque; por lo que se evidencia aporte tanto ecológico como económico.
6.- Otro aspecto fundamental de los procesos siderúrgicos de nuestros días es el consumo energético, estando los hornos de arco eléctrico entre los equipos de mayor consumo.
No es un secreto para ningún ciudadano que el país entero requiere la activa intervención de los ciudadanos para optimizar el uso de la energía.
Con este enfoque, recientemente el bachiller Carlos Calles presentó su trabajo especial de grado “Influencia de la escoria espumosa en el consumo de energía eléctrica de una acería”, con lo cual demostró que el manejo racional de la técnica de la escoria espumosa tiene un alto impacto en la disminución del consumo de energía eléctrica del horno de fusión.
Así como los casos planteados, existe un sinnúmero de posibilidades de mejora de procesos y productos, teniendo siempre presente la sustentabilidad ecológica y económica.
Para continuar avanzando en este campo, es necesaria la interacción de la Empresa Siderúrgica con la Universidad.
