Transforman lodos de aguas residuales en biocombustible para la industria del acero

Investigadores de la Unión Europea transformaron lodos de aguas residuales en biocombustible y hidrógeno verde, contribuyendo a disminuir el impacto ambiental de la industria del acero. Este proceso innovador busca aprovechar un recurso que, hasta ahora, se consideraba un desecho.

El lodo generado en las plantas de tratamiento de aguas residuales suele ser secado y luego quemado o desechado, lo que resulta costoso y contaminante. Sin embargo, un grupo de científicos propone utilizar este material como materia prima para producir el hidrógeno y el carbono necesarios para fabricar acero más ecológico.

"Este lodo tiene valor, no es solo un residuo", afirmó David Chiaramonti, profesor de sistemas energéticos en la Universidad Politécnica de Turín, Italia. "Con él podemos crear cosas como carbono e hidrógeno".

Hacia un acero más ecológico

Chiaramonti lidera una iniciativa de investigación de la UE llamada H2STEEL, que reúne a académicos y expertos de la industria del acero de Francia, Italia, Países Bajos, España y Reino Unido. Su objetivo es diseñar un proceso para extraer materiales útiles del lodo de aguas residuales, que puedan ser reutilizados y ayudar a reducir las emisiones de la industria del acero.

La producción de acero es fundamental para la fabricación de aviones, automóviles, edificios y turbinas eólicas, pero también es un importante impulsor del cambio climático. Según un informe de 2023 de la Agencia Internacional de Energía, el sector del acero representa el 8% de las emisiones globales de CO₂, en comparación con el 2.5% de la industria de la aviación.

Reducir estas emisiones es un desafío, ya que la fabricación de acero requiere ingredientes ricos en carbono, lo que inevitablemente libera gases de efecto invernadero. Esto convierte a la industria del acero en una de las más difíciles de descarbonizar y una de las más costosas de transformar.

Los métodos tradicionales de producción de acero enfrentan crecientes presiones de precios del carbono en Europa, bajo el Sistema de Comercio de Emisiones de la UE. Se prevé que los precios del carbono alcancen entre 120 y 150 euros por tonelada de CO₂ para 2030, lo que podría aumentar significativamente los costos por tonelada de acero producido.

Con un mercado global del acero valorado en más de 2.5 billones de euros anuales, encontrar alternativas de bajo carbono asequibles es urgente.

Lodo caliente

El proyecto H2STEEL se presenta como un buen ejemplo de economía circular. "Tomamos un recurso poco utilizado, el lodo de aguas residuales, y lo hacemos útil nuevamente", explicó Chiaramonti.

El proceso consta de dos pasos principales. Primero, el lodo se calienta sin oxígeno para crear biocombustible, en un proceso llamado "carbonización". Luego, el metano de las plantas de biogás se procesa utilizando este biocombustible como catalizador para producir hidrógeno.

Durante este proceso, el biocombustible se enriquece aún más en carbono, lo que lo hace valioso para la fabricación de acero. Otro subproducto, el fósforo, se separa para su uso en fertilizantes.

Tanto el hidrógeno como el biocombustible rico en carbono podrían ayudar a hacer el acero más limpio. La fabricación de acero tradicional quema carbón con mineral de hierro, liberando CO₂. Con el enfoque de H2STEEL, el hidrógeno puede reemplazar parte de ese carbón, mientras que el biocombustible sustituye al carbón convencional, convirtiendo residuos en insumos industriales útiles.

El equipo está construyendo ahora una máquina de procesamiento de 4 metros de altura en Turín para demostrar la tecnología. "Descomponemos el biometano en carbono e hidrógeno utilizando el lodo carbonizado a 900°C", explicó Chiaramonti. "Así es como lo convertimos en biocombustible y hidrógeno circular".

Carbono e hidrógeno

Aún no hay resultados oficiales disponibles para el proyecto, que finalizará en marzo de 2026, pero el potencial es significativo.

La descarbonización del acero está atrayendo intensos esfuerzos de investigación, desde hornos eléctricos hasta procesos basados en hidrógeno. El enfoque basado en lodos de H2STEEL podría encajar en esta transformación más amplia.

"Esta tecnología es muy flexible", comentó Jan Wiencke, líder del equipo de carbono sostenible en el centro de investigación de ArcelorMittal en Maizières, al norte de Francia.

ArcelorMittal, con sede en Luxemburgo, es el segundo mayor productor de acero del mundo y también es socio en el proyecto H2STEEL, con la esperanza de poder utilizar la tecnología que se está desarrollando en sus plantas de acero.

"Ya sea que usemos un horno de hidrógeno o uno eléctrico, aún necesitaremos ingredientes como carbono e hidrógeno en nuestros procesos", afirmó Wiencke.

"Con esta tecnología podemos reducir las emisiones ahora, y seguirá siendo útil en el futuro".

Otros socios incluyen a la Universidad de Leiden en los Países Bajos y el Imperial College London.

Próximos pasos

Una de las mayores ventajas de H2STEEL es la rapidez. Si las pruebas tienen éxito, la tecnología podría implementarse en unos pocos años, lo que es inusualmente rápido en una industria donde los cambios de infraestructura a menudo llevan décadas.

Sin embargo, persisten desafíos. "Necesitamos asegurar el lodo, transformarlo y entregarlo a las plantas de acero", dijo Chiaramonti. Establecer cadenas de suministro y minimizar costos será crucial.

ArcelorMittal, que aspira a ser carbono neutral para 2050, está observando de cerca. "Esta es una gran tecnología para la industria del acero, pero debe demostrar su viabilidad económica", afirmó Wiencke.

Ya se ha solicitado una patente, y los socios están ansiosos por ver los resultados del demostrador. "Lo que estamos haciendo parece muy prometedor", concluyó Chiaramonti. "Ahora es cuestión de dar los últimos pasos".

Si tiene éxito, H2STEEL podría ofrecer más que un avance técnico. Al convertir residuos en materias primas valiosas, encarna los principios de la economía circular, ayudando a Europa a mantenerse competitiva mientras se acerca a sus objetivos de cero emisiones netas.

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