Sustitución de refrigerante en planta siderúrgica

Las temperaturas que se manejan en las plantas siderúrgicas superan los rangos comunes. Pensando en ello, y en los compromisos para eliminar los gases contaminantes, la compañía Altos Hornos de México proyectó cambiar su refrigerante HCFC-124 por uno más amigable con el ambiente

Redacción

Altos Hornos de México, S.A.B. de C.V. (AHMSA) es la mayor siderúrgica integrada del país, opera una extensa cadena industrial: desde la extracción de minerales de fierro y carbón hasta la manufactura de aceros. Cuenta con dos plantas en la ciudad de Monclova, Coahuila, que cubren una extensión de 1 mil 200 hectáreas. Adicionalmente, en la región carbonífera de Coahuila, a 110 kilómetros de Monclova, tiene minas propias de carbón metalúrgico, que es transportado por ferrocarril a las siderúrgicas.

En el municipio de Nava, junto a la frontera con Estados Unidos, opera minas de carbón térmico, que generan alrededor de siete millones de toneladas anuales de energético destinado a las plantas locales de la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Los principales yacimientos de fierro se localizan en la zona desértica de Coahuila, y el mineral concentrado se envía a Monclova a través de un ferroducto de 295 kilómetros. Se tienen también minas de fierro en otros estados de la República Mexicana.

Es importante mencionar que a través de la siderurgia se pueden realizar diversos tratamientos al hierro para conseguir distintas aleaciones y tipos de minerales. En su medio natural, el hierro puede encontrarse como sulfuro, silicato, carbonato, hidróxido u óxido. De este modo, el primer paso de la siderurgia es la explotación de las minas de hierro para obtener este metal.

La siderurgia, por lo general, trabaja con el hierro en forma de carbonato, hidróxido u óxido. Los distintos procesos a los que se somete al hierro permiten obtener productos importantes a nivel industrial, como es el caso del acero.

Mediante la separación por densidad o imantación, la siderurgia logra separar los componentes de las rocas que no le sirven y quedarse con el mineral de hierro. Para la producción de acero, este mineral se convierte, primero, en arrabio y, posteriormente, viene la fundición del hierro con piedra pómez y coque, proceso inicial de la generación de acero. El hierro ya fundido se somete a la aceración para minimizar el nivel de carbono, quitar impurezas y añadir, en algunos casos, diversos componentes.

Es importante distinguir entre la siderurgia y la metalurgia. Mientras que la noción de siderurgia está centrada en el acero, la metalurgia refiere a la obtención y el procesamiento de metales y a la elaboración de aleaciones, por lo que su campo de acción es mayor. AHMSA realiza este primer proceso en sus plantas. Actualmente, la compañía opera a un ritmo superior a los 3.5 millones de toneladas anuales de acero líquido, y cuenta con una amplia plantilla laboral: 19 mil personas, incluyendo sus empresas subsidiarias mineras.

AHMSA es líder nacional en producción y comercialización de productos planos: lámina rolada en caliente, placa, lámina rolada en frío, hojalata y lámina cromada. Cuenta, además, con facilidades para perfiles estructurales, lo que la ha posicionado como un referente en la industria del metal a nivel nacional.

Reto para la refrigeración

Al ser una de las empresas con mayor producción de acero requiere de sistemas de refrigeración que garanticen su óptima operación. En este entendido se tuvo que desarrollar un proyecto de renovación en su interior. Altos Hornos utilizaba el refrigerante HCFC-124 para la operación de sus grúas, el cual está regulado por el Protocolo de Montreal.

No obstante, las empresas Chemours y AHMSA decidieron hacer varias modificaciones como parte del compromiso que ambas han adquirido, y que buscan eliminar las sustancias agotadoras de la capa de ozono (ODP, por sus siglas en inglés). Para lograrlo, Chemours se dio a la tarea de remplazar los gases hidrofluorocarbonados de las plantas de AHMSA.

Debido a que las condiciones extremas de operación de las grúas son críticas, pues manejan ambientes cercanos a 55 °C, se tuvo que contemplar un refrigerante con la capacidad de eliminar el calor no deseado, proponiéndose el producto alterno Freon™ 236fa. Ahora bien, las operaciones se llevan a cabo en grúas, las cuales tienen un equipo con capacidad de cinco toneladas de refrigeración, que se ocupa para conservar la temperatura del cuarto de máquinas.  Fue en el cuarto de máquinas donde se hizo el retrofit de la instalación, además de que se llevaron a cabo mediciones en el funcionamiento del equipo con ambos refrigerantes: el HCFC-124 y el Freon™ 236fa, un HFC. Hay que destacar que dicha sustitución no se había realizado en ninguna región de América Latina, y que ello ha marcado un nuevo paradigma para la industria de la refrigeración.

Resultados

Al final de las mediciones realizadas se tuvo un comparativo entre ambos componentes, en el que el refrigerante Freon™ 236fa dio los mismos resultados que el HCFC-124, pero con algunas ventajas extra, pues las temperaturas dentro del cuarto de control fueron mejores a las deseadas, debido a una menor presión en la operación de los equipos. Esto, además de ahorrar energía, alargará la vida útil del equipo. De acuerdo con los resultados observados, se pudo concluir que con el HFC Freon™ 236fa se logró un excelente desempeño, alcanzando el objetivo de cumplir con las regulaciones gubernamentales actuales para conservar la capa de ozono.

Este proyecto puede replicarse en otras industrias, pues los acuerdos mundiales que se han alcanzado demandan que así sea. Todo con la finalidad de tener un mejor planeta y reducir el impacto al medioambiente.