Los sensores de retroadaptación y el control avanzado de procesos permiten reutilizar la chatarra metálica de baja calidad
Las industrias de transformación europeas, sobre todo las industrias de gran consumo de energía (EII, por sus siglas en inglés), consumen enormes cantidades de energía y materias primas. En la industria metalúrgica, el reciclado y la reutilización de la chatarra pueden reducir ambos de forma considerable. Sin embargo, la industria se enfrenta al reto de procesar una chatarra metálica cada vez más variable y, al mismo tiempo, garantizar un uso eficiente de la energía y los recursos. El equipo del proyecto REVaMP, financiado con fondos europeos, se propuso resolver estos problemas con tecnologías de sensores, sistemas de apoyo a la toma de decisiones y herramientas de supervisión y control de procesos. Ayudaron a la industria metalúrgica a caracterizar su chatarra —por primera vez en masa— y procesarla en consecuencia para conseguir productos de alta calidad con menos materiales y energía.
Sensores de alta tecnología permiten analizar chatarra metálica en masa
La recuperación de metales es probablemente la práctica de reciclado más antigua del mundo: se utiliza desde hace más de dos mil años. En la actualidad, las plantas de transformación de metales utilizan la chatarra como materia prima secundaria en sus procesos de fusión. Su composición es muy variable, por lo que los fabricantes son partidarios de tipos de chatarra más caros con propiedades conocidas o incluso materias primas primarias para garantizar la calidad de sus productos finales de reciclado. Según el coordinador del proyecto, Bernd Kleimt, de BFI: «En REVaMP se desarrollaron sensores en línea basados en análisis de rayos γ de activación rápida por neutrones (PGNAA, por sus siglas en inglés) y en espectroscopia de descomposición inducida por láser (LIBS, por sus siglas en inglés). El PGNAA y la LIBS se utilizaron para el análisis en masa de chatarra metálica en grandes contenedores, por ejemplo camiones, algo que nunca se había intentado antes». Junto con los métodos estadísticos desarrollados por los socios del proyecto, los sensores permitieron una caracterización exhaustiva de los tipos de chatarra utilizados. Esto permitirá a las industrias utilizar más la chatarra más barata y de baja calidad y, al mismo tiempo, mantener la calidad del producto.
Sensores y herramientas tecnologías de la información y de las comunicaciones para ahorrar energía y materiales
«Los sistemas de apoyo a la toma de decisiones de REVaMP determinan la mezcla de carga (entrada de material en el horno) con costes mínimos para una determinada calidad de producto deseada utilizando las características reales de la chatarra utilizada. Nuestros sistemas de control basados en modelos permiten la adaptación dinámica de los insumos energéticos y materiales para satisfacer las necesidades de cada masa fundida. Esto reduce la energía y los recursos utilizados por los hornos de fusión de chatarra», explica Kleimt. En los tres casos de uso (fabricación de acero en horno eléctrico a partir de chatarra, refinado de aluminio y reciclado de plomo), el uso de la herramienta de mezcla de carga óptima y el sistema de control basado en modelos redujeron el consumo de energía, las emisiones, el uso de materiales y el coste relacionado con los materiales. Por ejemplo, en el sector del refinado de aluminio, el consumo de gas natural del horno de fusión se redujo en torno a un 15 % y las emisiones de CO2, sobre un 5 %. Además, los costes relacionados con el consumo de aleaciones puras se redujeron entre un 3 y un 18 %. La optimización de la selección de lingotes de plomo en el sector del reciclado de plomo permitió ahorrar en materiales de aleación alrededor de una tonelada al año.
Fácil reproducción en otras EII
La mayoría de las tecnologías de retroadaptación desarrolladas pueden aplicarse en otras EII que utilicen materias primas secundarias como materia prima, ya sea directamente o con pequeñas adaptaciones. Kleimt concluye: «Los resultados de REVaMP refuerzan la circularidad de la industria metalúrgica al potenciar el uso de la chatarra y otros residuos metálicos. El ahorro de materias primas y energía, así como de emisiones de CO2 relacionadas con la producción, ayudará a la Unión Europea a cumplir sus compromisos en el contexto del Pacto Verde Europeo».
Palabras clave
REVaMP, metal, energía, chatarra metálica, sensores, reciclaje, industrias de gran consumo de energía, industrias de transformación, PGNAA, LIBS, control de procesos
