El pasado 8 de diciembre (2024), el South China Morning Post (SCMP) publicaba una noticia de la que enseguida se hicieron eco otros muchos diarios y otras publicaciones en todo el mundo. El titular de la noticia decía así: El «explosivo» avance chino en la producción de hierro multiplica por 3.600 la productividad. El artículo hace referencia a la «más de una década de intensa investigación» que el profesor Zhang Wenhai, de la Academia China de Ingeniería, y el equipo de ingenieros a su cargo, llevó a cabo hasta su publicación en la revista china Nonferrous Metals. Concretamente, el SCMP refiere un nuevo método para producir hierro que «no sólo es más rápido y barato, sino también mejor para el medio ambiente».
Se trata de un método que emplea una tecnología conocida como «producción instantánea de hierro» —en inglés, «flash ironmaking»—, en vez de recurrir a la más convencional de los altos hornos —o «blast furnaces». Según la descripción que hacen en SCMP, el proceso consiste en inyectar polvo de mineral de hierro finamente molido en un horno extremadamente caliente. Es precisamente la fineza de las partículas del mineral lo que permite que se desencadene una «reacción química explosiva» dentro de dicho horno, según cita SCMP a los ingenieros del proyecto.
Tras dicha reacción, se produce «una lluvia de gotitas de hierro líquido de color rojo brillante» sobre el fondo del horno, y una corriente de hierro de gran pureza que puede destinarse directamente a la fundición o a la «fabricación de acero en un solo paso» —de nuevo, en cita directa de los ingenieros chinos que proporciona SCMP—, de forma que el proceso se completa «en sólo 3 o 6 segundos, frente a las 5 o 6 horas que requieren los altos hornos tradicionales». Y ahora entendemos el titular, cuando asegura que el nuevo método supone multiplicar por 3.600 o más la velocidad de producción de hierro. Por si no fuera suficiente, el nuevo proceso elimina por completo la necesidad de carbón, lo que ayudaría a la industria siderúrgica del hierro china a alcanzar unas emisiones de dióxido de carbono próximas a cero.
Una de las dificultades técnicas a la que se han enfrentado los ingenieros es la «lanza de pulverización de mineral». Para desencadenar la reacción química explosiva de la que hablábamos antes, el mineral de hierro debe dispersarse en un espacio de la torre a alta temperatura, con una gran superficie específica, de forma que conserve una alta reducibilidad. Así, según refiere SCMP, el equipo de Zhang desarrolló una «lanza de vórtice» capaz de inyectar, con una distribución uniforme, 450 toneladas de partículas de mineral de hierro por hora.
Probablemente sea la «lanza de vórtice» una de las principales innovaciones que aporta la investigación del equipo de Zhang, pues el Instituto Americano del Hierro y del Acero de Estados Unidos, junto con la Universidad de Utah, Berry Metal Company, ArcelorMittal USA, The Timken Company y la Corporación del Acero de Estados Unidos ya llevó a cabo entre 2012 y 2018 una investigación sobre el mismo método. Sin embargo, no parece que llegaran a producir los avances que ahora anuncian los ingenieros chinos.
En todo caso, el método de la producción instantánea ya se conocía para metales no férreos. Sin embargo, el equipo del académico Zhang ha completado una tecnología de fundición instantánea capaz de producir directamente hierro líquido. De hecho, obtuvo la patente en 2013 y desde entonces no han hecho sino perfeccionar el método. «Las pruebas piloto y de laboratorio completadas han demostrado la viabilidad del proceso», aseguró Zhang a SCMP.
Podéis leer el documento completo de la investigación, publicado en Nonferrous Metals —aunque necesitaréis saber mandarín—, aquí:
» Avances en la investigación de la tecnología de producción instantánea de hierro
Fuentes: South China Morning Post, Hackaday, Interesting Engineering, US Department of Energy.
Imágenes: Zhang Wenhai.
