El acero es un material fundamental en la sociedad actual, de la misma manera que el hierro es un ingrediente esencial en los procesos biológicos. Es un material clave para el desarrollo sostenible, que ayuda a las personas a satisfacer sus necesidades y aspiraciones y que forma parte de la vida cotidiana. Se utiliza para facilitar el transporte, mediante automóviles buques y ferrocarriles, para la edificación, desde pequeñas viviendas a grandes complejos multifamiliares, para el suministro de energía eléctrica o gas natural, para la producción de alimentos con herramientas como tractores y azadas, para suministrar agua mediante bombas y canalizaciones, o para la sanidad mediante aplicaciones en equipos médicos.

El acero está constantemente en evolución, hasta el punto de que en muchas aplicaciones la mitad de los aceros empleados hoy no existían hace 5 años.

Es, por ejemplo, el material más utilizado en la industria del automóvil por la seguridad que brinda, y los nuevos tipos de acero que se emplean contribuyen significativamente a reforzar la respuesta de la estructura en las pruebas de choque a que son sometidos todos los modelos.

Pero también destaca por ser un material no tóxico, de una excelente relación entre prestaciones y coste y, por supuesto, por ser un material plenamente reciclable. De hecho, el acero es el material más reciclado en el mundo.

En el sector de los envases, el acero es apto para envasar con plena seguridad una gama muy extensa de productos que incluye alimentos y bebidas pero también muchas otras preparaciones.

Protege el contenido de la acción de la luz, de los gases y de los microorganismos, preservando sus cualidades durante largo tiempo y sin necesidad de suministro energético.

 

FABRICACIÓN DEL ACERO

Dos sistemas de producción de acero se hallan firmemente consolidados en el mundo, y ambos requieren el uso de chatarra:

 

• Siderugia integral o LD (que utiliza mineral de hierro, carbón coquizable y chatarra)

• Siderurgia eléctrica (que trabaja casi exclusivamente con chatarra)

En la siderurgia integral, utilizada entre otras cosas para la producción de acero para envases, el proceso se inicia en el alto horno, que es un reactor en el que se introducen cargas alternativas de mineral de hierro sinterizado, pellets (aglomerados de partículas muy finas de mineral de hierro) y coke siderúrgico, que actúa como agente reductor, térmico y mecánico. Para la combustión del coke se inyectan en el horno corrientes de aire calentado que aportan el oxígeno necesario.

El producto de la reducción, el arrabio, es extraído por la parte inferior del horno. En esta fase no es aún utilizable y es afinado en el convertidor. Un convertidor es un gran recipiente revestido en su interior de material refractario que recibe una carga de arrabio a alta temperatura (1.380ºC), en estado líquido.

Al inyectar oxígeno mediante una lanza refrigerada se produce un proceso de oxidación-reducción de los contenidos de carbono, manganeso, silicio, fósforo y azufre.

En este proceso se utiliza entre un 20 y un 30% de chatarra férrica para reducir el importante incremento de temperatura que se produce. El resultado final es un acero que todavía no está ajustado a sus exigencias finales pero ya verdadero acero.

En el caso de la siderurgia eléctrica se utilizan hornos como el de arco monoelectrodo a corriente continua, de 150 toneladas de capacidad. Su estructura general es la de un recipiente en forma de tambor basculante. Su interior está revestido de material refractario y sus paredes se mantienen refrigeradas por circulación de agua.

Un electrodo de grafito situado por encima de la colada y otro por debajo, llamado electrodo de suelo, constituyen los elementos fundamentales del mismo. Otros hornos funcionan con corriente alterna trifásica, para lo que utilizan tres electrodos para hacer saltar el arco eléctrico.

El proceso consiste en la carga de la chatarra y en la aplicación de un fuerte voltaje eléctrico que va a provocar la fusión del contenido, que se convierte en colada líquida. Las reacciones de afinado que se producen en el interior del horno eléctrico son similares a las que tienen lugar en un convertidor a causa del oxígeno, ya sea el aportado por las impurezas de óxido de la propia carga o el introducido por lanzas dentro del horno.

 

La duración de la operación completa de fusión y afinado se reduce a menos de una hora en los hornos modernos. La carga puede ser de arrabio y chatarra o simplemente de esta última. España dispone de un amplio parque de acerías eléctricas, que son las que consumen la práctica totalidad de la chatarra férrica procedente de los residuos de envases. En la actualidad, producen el 77% del acero fabricado.

Los aceros se pueden clasificar en varios tipos: aceros al carbono (son los más habituales y representan más del 80% de la producción), aceros aleados, aceros inoxidables, aceros de baja aleación ultrarressistentes.

 

FABRICACIÓN DE LA HOJALATA  

La hojalata -el acero para envases- es uno de los materiales más tradicionales en la fabricación de envases. Se encuentra indisolublemente vinculada a la conserva moderna, que data de la Revolución Francesa.

La hojalata puede definirse de una manera elemental como una hoja de acero de entre 0,14 y 0,49 mm de espesor, revestida por ambas caras con una película de estaño (de entre 0,9 y 14 gr/m 2 , según las aplicaciones).

La realidad es bastante más compleja. La hoja, de acero bajo en carbono, debe cumplir unas condiciones mecánicas y dimensionales muy estrictas.

La formulación, los procesos de laminación, los tratamientos térmicos y el recubrimiento deben responder a las exigencias de cada tipo de hojalata.

A grandes rasgos, el acero se prepara en bobinas y éstas pasan por diferentes procesos que van a reducir su espesor y a controlar y regenerar las características físicas del material. El proceso de estañado electrolítico es el que otorga a la hojalata sus propiedades, al aplicar a la banda de acero una capa microscópica de estaño que hará de barrera contra la corrosión. La formulación, los procesos de laminación, los tratamientos térmicos y el recubrimiento deben responder a las exigencias de cada tipo de hojalata.

Al final de estos procesos la hojalata es entregada a su utilizador: el fabricante de envases metálicos.

Existen básicamente dos tipos de envases fabricados con hojalata: el de tres piezas, tradicional en la alimentación, que consta de un fondo, un cuerpo y una tapa, y el de dos piezas, cuyo ejemplo más conocido es la lata de bebidas aunque se utilice también para otros productos alimentarios.

 

Este último es el más exigente, debido a las extraordinarias prestaciones que se le solicitan.

Para su fabricación se parte de un pequeño disco que se va embutiendo y estirando mediante la presión de un pistón que presiona sobre su centro, hasta alcanzar la longitud deseada. Las paredes se van adelgazando hasta conseguir espesores mínimos que, no obstante, siguen rebajándose gracias a las prestaciones de los nuevos aceros.

 

APLICACIONES DE LA HOJALATA

La hojalata tiene un amplio campo de aplicación como material de envasado, principalmente en los siguientes sectores:

 

• Alimentación: conservas de pescado, cárnicas y vegetales

• Bebidas: refrescos, zumos, cervezas

• Sector industrial: pinturas, disolventes, aceites lubricantes, productos químicos…

• Aerosoles: productos de limpieza, cosmética, farmacia, alimentación…

• Tapones: tipo corona (refrescos, cervezas) o “Twist off”, cierres para tarros

• Varios: envases de lujo (galletas, bombones, tabaco, regalos), juguetería, bandejas, objetos de uso doméstico…

EL ACERO

El acero está fabricado con dos de los recursos naturales más abundantes de la tierra: mineral de hierro y carbón. Sin embargo, la industria del acero se preocupa por el uso de recursos naturales y su impacto en el medio ambiente. Todas las plantas de producción de acero disponen de indicadores permanentes de parámetros medioambientales y de calidad.

Una investigación continua sobre la optimización de los procesos del acero ha llevado a mejorar la utilización de la energía, así como a una considerable reducción en el uso de los recursos, mejorando al mismo tiempo los rendimientos. Estos esfuerzos se reflejan mediante indicadores como la eficiencia del hierro, que muestra cómo la conversión de mineral de hierro en productos de acero acabados ha alcanzado su punto óptimo. A título de ejemplo, durante los últimos 50 años la cantidad de combustible fósil requerido para la producción de una tonelada de acero se ha reducido en un 40%.

Más tarde o más temprano, prácticamente todas las chatarras vuelven a las acerías. El ciclo del reciclado del acero y la facilidad con que las chatarras son recuperadas gracias al magnetismo natural constituyen una baza medioambiental muy clara para el acero.

 

LOS ENVASES DE ACERO

La hojalata tiene una característica única: es magnética. Y las ventajas saltan a la vista. Por el simple procedimiento de situar un electroimán sobre el flujo de la basura se puede recuperar un porcentaje elevadísimo de los envases de hojalata. Estos constituyen, de hecho, la práctica totalidad de los residuos férricos de la basura. Tanto si el destino de los residuos domésticos es un planta de compostaje como una incineradora o una instalación para la recuperación de materiales, la simple colocación de un electroimán en el lugar adecuado conseguirá una recuperación muy elevada de un material que, además, tendrá un comprador inmediato.

La instalación de extracción magnética no es costosa. Solamente requiere gastos de mantenimiento, pero no mano de obra para la selección y recuperación de productos. Asegura una separación y un coste óptimos de reciclado y permite una gestión de los residuos sostenible e integrada. Históricamente, la recuperación y reciclado de envases de acero de uso doméstico se desarrolló primero en los países del norte de Europa con fuerte presencia de industria siderúrgica, principalmente Francia, Gran Bretaña, Alemania, Holanda y Bélgica.

 

En aquellos tiempos, las infraestructuras de recuperación consistían básicamente en la extracción magnética directa de los residuos sólidos urbanos. Esta es aún la forma más apropiada para recuperar los envases de acero en áreas urbanas de gran densidad de población y es el sistema con mejor eficiencia de costes. Siguió después el desarrollo de sistemas multimateriales de recogida selectiva viaria que ahora operan en la mayor parte de los países de la UE.

Otro importante aspecto que debe tenerse en cuenta a efectos medioambientales es la reducción continuada del espesor de los envases de hojalata.

 

Se trata de nuevo de un punto en el que coinciden los intereses ecológicos y los industriales. La industria siderúrgica, mediante un gran esfuerzo tecnológico, reduce el espesor de sus productos ante la demanda de los fabricantes de envases, que aspiran a reducir el coste de la materia prima y que, a su vez, responden a las exigencias de los envasadores, que quieren reducir la relación entre continente y contenido.

El adelgazamiento de la hojalata debe producirse sin merma alguna de las características del metal, de modo que soporte las altas presiones de las bebidas carbónicas o los procesos de esterilización en autoclave de las conservas. Esta reducción se viene llevando a cabo de forma permanente y ha incidido, obviamente, en el peso de cada envase.

SIDERURGIA

La siderurgia es una industria recicladora por definición. El acero se ha reciclado siempre, en proporciones crecientes, y no por exigencias legales de carácter medioambiental, sino por exigencias industriales: para hacer acero, lo primero que hace falta es acero.

Por esta razón, el acero se recicla una y otra vez, sin que su calidad se deteriore nunca, y en un ciclo cerrado en el que todos los productos de acero se pueden reciclar para nuevas aplicaciones en acero.

Gracias a sus propiedades magnéticas, el acero es el material más adecuado y el de mejor relación coste/eficiencia en la recuperación para el reciclado.

Por tanto, muy poco acero llega a los vertederos debido al valor económico positivo de la chatarra y a su amplia utilización en la industria siderúrgica. Más tarde o más temprano, prácticamente todas las chatarras vuelven a las acerías. El ciclo del reciclado del acero y la facilidad con que las chatarras son recuperadas gracias al magnetismo natural constituyen una baza medioambiental muy clara para el acero.

 

Más del 50% de la producción mundial de acero se obtiene a partir de chatarra (el 77% en España). En consecuencia, la chatarra férrica es indispensable para el proceso metalúrgico y por ello el mercado de las chatarras de acero es prácticamente ilimitado. Su utilización para producir acero reduce la cantidad de materias primas requeridas y ahorra un 65% de energía, contribuyendo a la prevención por reducción en origen.

En las acerías integrales, la colada necesita entre el 20 y el 30% de chatarra, mientras que el caso de las acerías eléctricas es aún más espectacular: la chatarra es sencillamente la materia prima básica. Es decir, se utiliza hasta un 100% de chatarra férrica para fabricar acero nuevo. Estos hornos consumen en torno al 89% de la chatarra empleada en España.