Un equipo de la Universidad de Burgos diseña un índice de la sostenibilidad de las materias primas para la fabricación del acero, entre las que la chatarra ocupa un espacio privilegiado. Esta herramienta formará parte de una aplicación de IA para diseñar aleaciones más respetuosas con el medio ambiente.
La siderurgia persigue un cambio hacia un modelo más sostenible. El camino pasa por encontrar una fuente alternativa de niobio, molibdeno, tungsteno o cobalto. Estos metales son esenciales para dotar al acero de resistencia, dureza o comportamiento frente a altas temperaturas, pero problemáticos desde el punto de vista ambiental, económico y geopolítico.
La solución podría estar mucho más cerca de lo que parece: en las montañas de chatarra que cada día entran en las acerías.
Un estudio desarrollado por investigadores de la Universidad de Burgos junto con expertos vinculados a ArcelorMittal ha puesto números a una intuición que lleva años ganando fuerza en el sector. No toda la chatarra es igual, pero en términos generales resulta mucho más sostenible que las materias primas vírgenes empleadas tradicionalmente para fabricar acero. Y, además, algunas corrientes de residuos metálicos contienen precisamente los metales críticos que la industria necesita recuperar.
Qué chatarras conviene utilizar primero
La cuestión ya no es si hay que reciclar más, sino qué materiales conviene recuperar primero y cuáles deberían dejar de extraerse siempre que exista una alternativa circular.
«Hemos analizado la sostenibilidad intrínseca de materiales, chatarras y materias primas de nueva extracción, destinados a fabricar nuevas aleaciones con propiedades mejoradas», explica el investigador del centro ICCRAM de la Universidad de Burgos, Israel Carreira Barral.
Un índice clasifica los materiales más y menos sostenibles para fabricar acero
Los investigadores analizaron 207 materiales utilizados habitualmente por la industria siderúrgica. Entre ellos había chatarras de distintas calidades, ferroaleaciones y elementos puros. La novedad del trabajo reside en la creación de un índice de sostenibilidad que combina cinco dimensiones distintas: impacto ambiental, coste económico, impacto social, criticidad del suministro y circularidad. El resultado es una puntuación única capaz de ordenar los materiales desde los más sostenibles hasta los más problemáticos.
Los materiales peor posicionados son los metales puros y las ferroaleaciones, especialmente aquellas ricas en elementos considerados críticos para la economía europea.
Entre los más preocupantes aparecen el ferromolibdeno, el ferroniobio, el ferrotungsteno, el cobalto puro y el cobre puro.
Cada uno destaca por una razón diferente. El molibdeno presenta una elevada huella ambiental y un alto coste económico. El niobio y el tungsteno sufren importantes riesgos de suministro. El cobalto combina problemas ambientales, económicos y geopolíticos. Y el cobre, aunque menos crítico desde el punto de vista del abastecimiento, concentra impactos sociales significativos asociados a su extracción.
Lo relevante es que estos materiales aparecen sistemáticamente entre los menos sostenibles en prácticamente todos los escenarios analizados.
«Una parte de las ferroaleaciones y los elementos puros tienen un índice de sostenibilidad reducido; en nuestro análisis, por debajo de 0,2 unidades», afirma Israel Carreira. Frente a ellos, las chatarras metálicas ocupan las posiciones más favorables del ranquin. Tienen índices de sostenibilidad más elevados.
La chatarra se convierte en una fuente de metales estratégicos
La razón es sencilla. Cada tonelada de acero recuperada evita la extracción de nuevas materias primas, reduce el consumo energético y disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, mantiene dentro de la economía materiales valiosos que ya han sido extraídos, refinados y transportados anteriormente.
Pero la investigación va un paso más allá: demuestra que algunas chatarras no solo permiten fabricar nuevo acero, sino que actúan como auténticos depósitos de metales estratégicos.
Determinados residuos industriales contienen concentraciones significativas de níquel, molibdeno, cromo, cobre o cobalto. Recuperarlos significa reducir la dependencia de importaciones y disminuir la necesidad de abrir nuevas explotaciones mineras.
Sin embargo, el equipo de la Universidad de Burgos y ArcelorMittal también desmonta una idea extendida: no todas las chatarras ofrecen el mismo valor. Distinguen entre materiales de alta calidad, procedentes de excedentes industriales con composición perfectamente conocida, y chatarras recicladas con composiciones controladas pero más heterogéneas. Paradójicamente, estas últimas son más interesantes desde el punto de vista de la circularidad, porque ya han completado al menos un uso.
Inteligencia artificial para diseñar aleaciones más sostenibles
Este artículo científico, publicado en la revista Environmental Impact Assessment Review, se encuadra en el proyecto IRIDISCENTE, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. Con él se pretende obtener un polvo metálico a partir de chatarras de calidad, para la producción de piezas de acero mediante técnicas de impresión 3D.
En este mismo proyecto se está desarrollando una herramienta de inteligencia artificial que permite diseñar aleaciones con propiedades óptimas desde el punto de vista técnico y de su sostenibilidad.
La siderurgia afronta además un problema creciente. Muchos de los elementos más valiosos aparecen en pequeñas cantidades dispersas dentro de grandes volúmenes de acero. Si esos elementos no se recuperan adecuadamente durante el reciclaje, terminan diluyéndose en nuevas corrientes metálicas y se pierde gran parte de su valor estratégico.
Reciclar los elementos que componen el acero
Por eso, afirma Israel Carreira, el verdadero reto no consiste únicamente en reciclar acero, sino en reciclar correctamente los elementos que contiene.
La diferencia puede determinar si Europa sigue dependiendo de importaciones procedentes de un reducido número de países o consigue construir cadenas de suministro más resilientes.
En un contexto marcado por la transición energética, la electrificación y la creciente competencia internacional por los recursos minerales, la chatarra se ha convertido en una fuente de suministro tan importante como las minas tradicionales.
La siderurgia, uno de los sectores industriales más antiguos del mundo, podría estar protagonizando una de las transformaciones más profundas de su historia. Ya no se trata únicamente de fabricar acero con menos emisiones. Se trata de diseñar sistemas capaces de identificar, conservar y recuperar cada átomo valioso que ya circula por la economía.
Porque, según demuestra esta investigación de la Universidad de Burgos, el acero del futuro no estará necesariamente bajo tierra. En muchos casos, ya está aquí, oculto en los residuos metálicos que esperan una segunda vida.
