Nuevas tecnologías industriales para la recuperación de chatarra posconsumo de baja calidad

El consorcio internacional del proyecto CAESAR, al que pertenece el Centro de Investigación Metalúrgica Azterlan, busca mejorar la calidad de chatarra de baja calidad actualmente depositada en vertedero y/o exportada fuera de Europa. Con este fin estudiará y optimizará procesos de separación y eliminación de impurezas de este residuo industrial, tanto a través del desarrollo de nuevas tecnologías como de la actualización de otras existentes no aplicadas en la actualidad para el reciclaje de chatarras férreas. El proyecto busca encontrar nuevas fuentes de materias primas para el sector del acero que permitan sustituir a las chatarras de muy alta calidad y el arrabio empleado en el proceso de fabricación del acero.

En la actualidad cerca de 22 Mt de chatarra férrea proveniente del proceso de fabricación de acero son exportadas anualmente desde la Unión Europea a otros países mientras se importan cerca de 100 Mt de mineral bruto de hierro.

Sin embargo, en línea con el creciente compromiso de la industria acerera de mejorar su sostenibilidad, la valorización de la chatarra actualmente desechada por medio de la definición de los apropiados procesos de limpieza y de clasificación ofrece importantes oportunidades de mejora y de reducción de la huella de carbono.

Como indica la investigadora de Azterlan Lucía Unamunzaga, coordinadora de la línea de investigación de Medio Ambiente y Sostenibilidad del Centro miembro del BRTA, “la pregunta que nos planteábamos es por qué no se reutiliza todo este material, desechado o vendido a terceras partes, para evitar la fuerte dependencia de mercados exteriores en el suministro de materias primas”. Existen tecnologías muy avanzadas y con un alto grado de madurez, cuya adecuada combinación y utilización presentan altas oportunidades para recuperar la chatarra local y reducir la importación de materias primas, además de otros importantes beneficios, tanto a nivel de sostenibilidad como a nivel competitivo.

De hecho, la reutilización de la chatarra es una práctica común por parte del sector acerero para mejorar la sostenibilidad del proceso. El proceso productivo de obtención de acero mediante chatarra se basa en la fusión de ésta en hornos de arco eléctricos. Se trata de un proceso más eficiente desde el punto de vista energético y medioambiental que el proceso de fabricación a partir del mineral de hierro; la fabricación de acero a partir de chatarra reduce el consumo de energía en casi un 75%, el de materias primas en un 90% y el de agua en un 40%. No obstante, “entre las chatarras de acero podemos diferenciar dos tipos: las denominadas chatarras preconsumo, es decir, aquellas generadas en el proceso de fabricación de acero y que son directamente utilizables en el mismo proceso (representan el 45%), y las chatarras post consumo, aquellas generadas en otros procesos industriales y que contienen distintos tipos de impurezas (materiales inertes, otros metales, plásticos…). Estas últimas suponen el 55%”.

La tendencia actual es a que se reduzca la cantidad de chatarras pre-consumo, fruto del desarrollo de procesos de fabricación más eficientes, mientras se va produciendo un aumento de las segundas, las cuales, “desafortunadamente, no tienen por sí mismas suficiente calidad para asegurar la producción de acero de alta calidad que las empresas europeas demandan”.

Con el fin de mejorar la capacidad de reciclaje de las chatarras, y en especial de las chatarras post-consumo, actualmente desechadas, nace el proyecto CAESAR. El proyecto está formado por un consorcio internacional y multidiscipliar compuesto por centros de investigación, empresas desarrolladoras de tecnologías, empresas dedicadas al reciclaje de metales y fabricantes de acero, y está centrado en el desarrollo y validación de tecnologías de limpieza que posibiliten la reducción de impurezas en el acero post-consumo y su utilización en la fabricación de acero de calidad.

Para conseguir el objetivo marcado, los integrantes del proyecto CAESAR pondrán en marcha las siguientes líneas de trabajo:

• Identificación y caracterización de nuevas oportunidades de uso y reutilización de chatarra de baja calidad
• Selección e integración de las tecnologías más adecuadas para mejorar la calidad de la chatarra de baja-calidad, su clasificación y su caracterización
• Validación a nivel industrial de un demostrador de clasificación/limpieza de chatarra, basado en una innovadora combinación de las tecnologías existentes más adecuadas
• Definición de rutas de valorización en el demostrador para distintas corrientes de chatarras

En palabras de Unamunzaga, “contar con un mapa de las características de las diferentes chatarras que actualmente Europa rechaza para la producción de acero, será un paso inicial fundamental para el proyecto”, ya que ello “nos permitirá identificar las principales corrientes residuales y las vías más adecuadas para su recuperación local”. Del mismo modo, el equipo de trabajo seleccionará e integrará distintas tecnologías de corte, trituración, clasificación y limpieza que aseguren la separación de fracciones minerales y no-férreas, así como la eliminación de los elementos traza e impurezas que podrían afectar negativamente a la calidad del material y de los productos finales.

Entre las tecnologías a utilizar e integrar destacan algunas ya disponibles en el mercado como ScrapTuning (Sicon), LaserSort (Sicon), Aspratel (Azterlan), LiDar (ArcelorMittal) o LIBS (ArcelorMittal), así como diferentes demostradores, tecnologías de trituración, clasificación, tecnologías de visión y cámara hiperespectral, etc. desarrollados por los diferentes entidades del consorcio que, “en todos los casos serán optimizadas para su aplicación industrial y/o adaptadas a la recuperación de acero o características específicas del metal”.

Finalmente, los diferentes sub-residuos que se obtengan como resultado de los procesos de recuperación del acero, también serán objeto de valorización por parte de los integrantes del proyecto: “ello podrá suponer la recuperación de elementos como, por ejemplo, aluminio o cobre, entre otros”. Sin embargo, este paso dependerá del tipo de elementos no férreos que contenga inicialmente la chatarra, así como de su recuperabilidad tras haber sido sometidos a los distintos procesos de limpieza.

Con todo, el resultado esperado del proyecto CAESAR será la generación de rutas de valorización para las principales chatarras post-consumo y de todas las fracciones no-férreas separadas, estableciéndose un objetivo de recuperación por encima del 98% para la fracción férrea de la chatarra.

El consorcio del proyecto CAESAR está compuesto por Centre de Recherches Métallurgiques, ArcelorMittal Basque Country Research Centre, ArcelorMittal Maizières Research, Rolanfer Recyclage, Reydesa Recycling, Inatec -Fundación Innovación Ambiental y Tecnológica, Sicon GmbH, ArcelorMittal Belgium, Azterlan Metallurgy Research Centre, Katholieke Universiteit Leuven, ArcelorMittal Sestao y ArcelorMittal France. El proyecto se encuentra financiado por el programa Horizon 2021 de la Unión Europea dentro del programa HORIZON-CL4-2021-TWIN-TRANSITION-01-19.