En un lado, un problema ambiental de primera magnitud: la contaminación atmosférica en las ciudades. Por otro, otra cuestión ambiental a resolver: la generación de grandes cantidades de un residuo, las escorias, en el proceso de producción del acero. Esas son las dos variables que maneja una investigación que quiere contribuir a reducir ambos problemas en un auténtico ejemplo de economía circular: usar las escorias para fabricar materiales fotocatalíticos que ayuden a reducir la polución en las zonas urbanas mediante pavimentos, revestimientos o pinturas descontaminantes.

El proyecto 4R Photoslag, impulsado por la Fundación CSIC y Acerinox, trata de convertir lo que hasta ahora es un desecho en punta de lanza de una tecnología no solo prometedora, sino que ya funciona: la fotocatálisis empleada en materiales de construcción. Un proceso inspirado en la naturaleza: al igual que la fotosíntesis, gracias a la luz solar, es capaz de eliminar CO2 para generar materia orgánica, la fotocatálisis elimina otros contaminantes habituales en la atmósfera, como son los óxidos de nitrógeno y de azufre o los compuestos orgánicos volátiles mediante un proceso de oxidación activado por la energía solar.

El proceso fotocatalítico sigue el mismo principio que el natural. Los materiales fotocatalíticos, al entrar en contacto con la luz solar o artificial, dan lugar a una serie de reacciones químicas de oxidación que eliminan los gases contaminantes de la atmósfera que entren en contacto con la superficie en la que se encuentra el material y también eliminan la suciedad adherida en la misma. El proceso es sencillo: el contaminante se absorbe en la superficie del material fotocatalítico, se oxida produciendo un compuesto inerte y este es eliminado de la superficie por efecto de la lluvia o la limpieza habitual.

Son por tanto descontaminantes y autolimpiantes, lo que los hace ideales para aplicar en pavimentos y edificios, pero también tienen aplicación en pinturas o cerámicas para el interior de las edificaciones. Ya se están usando en ciudades como Madrid, Barcelona o Málaga, la Diagonal o la calle Larios han sido algunas de las primeras vías en utilizarlos; en Algeciras, se acaba de anunciar su incorporación a la plazoleta de San Isidro.

Hasta ahora se ha venido empleando fundamentalmente dióxido de titanio en la fabricación de estos materiales, mezclándolo por ejemplo con el hormigón, en capas sobre las superficies, en pinturas o emulsiones con un aspersor. Pero su expansión se ve frenada por dos cuestiones: el TiO2 solo puede utilizar un 4-5% de la energía total solar y su coste es elevado.

Ahí entra en juego lo que hasta ahora es un residuo de la industria del acero: las escorias. Un producto consustancial al proceso de producción, en el que cumple su papel, pero que en su gran mayoría acaba posteriormente en vertedero. “Este proyecto surge con la idea de solventar ese problema”, explica la investigadora de 4R Photoslag, Eva Jiménez. “Pretende dar valor a algo que ahora es un residuo y convertirlo en un nuevo producto, en material fotocatalítico”.

Explicación de la fotocatálisis

En ello empezó a trabajar hace unos años el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). “Empezamos con polvo de acería y las escorias y vimos que había posibilidades”. El siguiente paso ha llegado de la mano de la colaboración público-privada, en un proyecto de la línea Comfuturo de la Fundación CSIC, financiado por Acerinox.

El proyecto propone aprovechar los óxidos metálicos presentes en las escorias para realizar ese proceso de fotocatálisis, mediante el tratamiento de las mismas para incorporarlos a materiales de construcción. Para ello es clave la participación de una industria en el proyecto, explica Jiménez, porque “tenemos que trabajar con distintos tipos de escorias, ver cuáles funcionan y cuáles no, si el proceso de generar esas escorias puede cambiar, su composición, las condiciones de producción... Poder trabajar directamente con una industria nos abre esa puerta”.

El trabajo comenzó en septiembre y durará tres años. Al final del mismo podría haber una tecnología transferible que permita reducir la contaminación en las ciudades al tiempo que se valoriza un desecho industrial. Como explica la investigadora, “al final los resultados son de la Fundación CSIC, es importante esa visión por parte de Acerinox al apoyar un proyecto de investigación en el que los resultados no serán de su propiedad”.

Si se consigue, el beneficio será múltiple. Por un lado, la evidente reducción del impacto ambiental. Por otro, la aparición de una nueva oportunidad de negocio a partir de lo que ahora supone un coste. Y además, la creación de puestos de trabajo relacionados con ella.

“Intentar reciclar las escorias está en el ADN de la industria del acero”, explica el jefe del laboratorio de investigación de Acerinox, Juan Almagro, porque “los fabricantes de acero somos grandes recicladores por la chatarra que utilizamos. Generar un residuo en una cantidad tan importante no va con nuestra filosofía”.

Los materiales fotocatalíticos ya se están usando a partir del dióxido de titanio, pero este usa solo un 4-5% de la energía solar y es caro

Por cada tonelada de acero que se produce se generan entre 200 y 300 kilos de escorias, lo que supone para una producción como la de Acerinox (827.108 toneladas en 2017) la generación de unas 200.000 toneladas de escorias al año solo en la fábrica de Los Barrios. “Eso debe tener un uso”, apunta Almagro, pero hasta ahora se ha encontrado con problemas para su valorización. Se ha comprobado que tiene aplicaciones en la fabricación de cemento o para sustituir algunos áridos, pero hay otros productos más fáciles de emplear en esos campos.

Si la investigación tiene datos positivos y se lograse traducirla en una línea de negocio de materiales fotocatalíticos su repercusión sería muy importante, como lo son los datos de la industria del acero: en 2017 se produjeron 48,1 millones de toneladas de acero inoxidable en el mundo, lo que generaría en torno a 12 millones de toneladas de escorias. No todas las escorias servirían para fabricar materiales fotocatalíticos, pero solo con un porcentaje se habría conseguido un gran avance ambiental en el sector.