Uso eficaz de los recursos hídricos en la industria siderúrgica.

La importancia del agua en la industria siderúrgica

Las estrictas regulaciones ambientales siempre han impulsado a las industrias de procesos europeas hacia una gestión y utilización eficientes de los recursos. El agua es un recurso idóneo y esencial para la mayoría de los procesos de producción, por lo que su utilización incluye la reducción del consumo de agua dulce y la descarga de aguas residuales.

¿Cuánta agua se utiliza en la industria siderúrgica?

La industria siderúrgica utiliza grandes cantidades de agua. Sin embargo, se consume muy poca, ya que la mayor parte se reutiliza o se devuelve a la fuente. El agua se utiliza no solo en operaciones de refrigeración, sino también en otros procesos como la eliminación de incrustaciones y la limpieza de polvo. En el proceso de producción de acero se utilizan diferentes tipos de agua. El agua dulce se utiliza principalmente para procesos directos e indirectos y para la refrigeración, mientras que el agua de mar se utiliza normalmente una sola vez en el proceso de refrigeración, tras un pretratamiento y desinfección.

Métodos de producción de acero

• Uno es el ciclo continuo, donde el acero se produce a partir de materias primas.
• El segundo es el proceso eléctrico, que produce acero fundiendo chatarra en un horno de arco eléctrico (EAF).

Consumo medio de agua en la producción de acero

El consumo medio de agua en la producción de acero mediante el proceso integrado es de 28,6 metros cúbicos por tonelada de acero producida, con una salida media de agua de 25,3 metros cúbicos por tonelada de acero. En el caso del proceso eléctrico, el consumo medio es de 28,1 metros cúbicos por tonelada de acero, con una salida media de agua de 26,5 millones de metros cúbicos por tonelada de acero. En consecuencia, el consumo total de agua por tonelada de acero producida oscila entre 3,3 y 1,6 metros cúbicos, debido principalmente a la evaporación. En resumen, el consumo total de agua en una planta siderúrgica es limitado. La mayor parte del agua consumida se evapora y aproximadamente el 90 % (en promedio, el 88 % en una planta integrada y el 94 % en una planta con horno de arco eléctrico) se descarga tras su limpieza o refrigeración y suele ser utilizada por otras instalaciones.

Gestión del consumo de agua

Ante la gran preocupación por la disponibilidad y la calidad del agua dulce, la gestión de los recursos hídricos representa un desafío crucial para mejorar la sostenibilidad del ciclo productivo. Tanto el agua como el acero pueden reutilizarse y reciclarse. Sin embargo, el aumento de la cantidad de agua reciclada tras la limpieza y el enfriamiento puede reducir su calidad. Por ello, los productores de acero están comprometidos con la reducción del consumo de agua y la mejora de las tecnologías de tratamiento.

Impacto del aumento de la concentración de sales en los equipos de la planta

Es necesario enfriar y desalinizar el agua, ya que el aumento de la concentración de sales en los sistemas de circulación (debido a la evaporación) no solo constituye un problema ambiental, sino que también puede tener un impacto negativo en los equipos de la planta (por ejemplo, en las laminadoras). Por ejemplo, los fosfatos pueden contaminar las aguas ambientales, los cloruros pueden provocar la corrosión de los metales, mientras que los carbonatos causan la formación de incrustaciones en las tuberías, incrementando así el consumo de energía.

Desalinización y Cristalización de Agua Salada

Debido a los procesos de desalinización y cristalización de sales sólidas del agua salada (un subproducto de la desalinización), se requiere una cantidad significativa de energía, lo que conlleva un aumento de las emisiones de CO2. Se ha realizado un análisis estadístico de los factores específicos que afectan al consumo energético (CEE) para predecir el consumo energético de la desalinización. Además, un análisis económico muestra una débil relación estadística entre el CEE y el coste de producción de agua. Sin embargo, la calidad de las sales recuperadas suele ser baja y, por lo tanto, no se pueden reutilizar. Asimismo, deben desecharse en vertederos especiales, ya que afectan a la calidad del lixiviado.

¿Cómo optimizar el uso de los recursos hídricos en la industria siderúrgica?

Para lograr un uso óptimo de los recursos hídricos en el sector siderúrgico, se requiere un enfoque integral y equilibrado que considere el consumo real sin tener en cuenta otros aspectos como la disponibilidad y la calidad del agua, la configuración de la planta y la eficiencia energética. Además, dado que los desafíos relacionados con el agua (es decir, disponibilidad, escasez estacional, competencia con otros consumidores) varían según la región y el país, es importante desarrollar un enfoque local y un marco regulatorio apropiado. Tanto los métodos tradicionales como los avanzados de tratamiento de aguas residuales (por ejemplo, sedimentación/clarificación química combinada con floculación) se centran en producir agua de alta calidad, así como en un reciclaje de agua altamente eficiente. Esto ha llevado a una reducción en la extracción de agua subterránea. Se han realizado estudios para utilizar la ósmosis inversa (OI) y la nanofiltración para el tratamiento y la reutilización de aguas residuales en otros sectores como las industrias del curtido y textil. En el sector siderúrgico, se han utilizado la electrodiálisis y el intercambio iónico para tratar las aguas residuales del lavado de acero inoxidable en ácido nítrico y ácido fluorhídrico. Además, se ha probado una combinación de ultrafiltración (UF) y OI para producir agua desionizada a partir de aguas superficiales. Se puede lograr un método de OI más eficiente. ved combinándolo con un pretratamiento, como la microfiltración reversible con retrolavado (BMF). Sin embargo, las sales, los microorganismos y los contaminantes pueden causar daños en la membrana durante el proceso de ósmosis inversa (RO), reduciendo su eficiencia. El uso de pretratamientos (p. ej., desinfección, acidificación, adición de coagulantes o floculantes, filtración intermedia y filtración con cartucho) puede prevenir la obstrucción. Además, como el pretratamiento tradicional a menudo no logra eliminar los sólidos suspendidos coloidales, se puede aplicar la microfiltración continua (CMF) y la ultrafiltración (UF), lo que resulta en la producción de agua de alta calidad para aplicaciones farmacéuticas. Se trata de ahorrar y reducir costos.