La segunda vida del hierro: de residuo industrial a producto reutilizable

Hace más de tres mil años, en Anatolia (actual Turquía), los herreros del Imperio hitita perfeccionaron el trabajo de un metal que transformaría la historia. Hasta entonces, el bronce dominaba la fabricación de herramientas y armas, pero su producción requería estaño, un metal que debía combinarse con el cobre para formar una aleación resistente. Y mientras el cobre era relativamente común, el estaño escaseaba y debía llegar desde territorios lejanos a través de rutas comerciales frágiles. 

El hierro, en cambio, abundaba en la corteza terrestre. El desafío no era encontrarlo, sino dominar su fundición, que exigía temperaturas más altas y una técnica más compleja. Cuando las civilizaciones de la región lograron trabajarlo con eficacia, dejaron de depender de un recurso escaso y de las rutas que lo abastecían. Aquel dominio técnico no solo supuso un cambio de material: marcó el inicio de la Edad del Hierro y alteró el equilibrio económico, militar y tecnológico de su tiempo.

Siglos después, el hierro sigue siendo protagonista de avances científicos. Pero el reto ya no consiste en extraerlo del mineral ni en forjarlo, sino en recuperarlo de los residuos. En esta labor se centra un equipo de la Universidad de Huelva, que ha transformado un residuo generado en una refinería de petróleo en un reactivo reutilizable dentro de la propia planta. La propuesta permite recuperar más del 85 % del hierro presente en el lodo que se forma durante la purificación del agua y transformarlo en un compuesto que puede volver a emplearse in situ. El avance reduce la generación de residuos de difícil gestión e iguala la eficacia de los productos comerciales.

El equipo de investigación del grupo Unidad de Valorización de Residuos y Contaminación Ambiental del RENSMA de la Universidad de Huelva.

En una refinería de petróleo, el hierro desempeña una función de clarificación del agua, ya que antes de utilizarla para generar vapor o refrigerar equipos es necesario depurarla. Para ello se añade cloruro férrico, un compuesto rico en hierro, que actúa para que las partículas microscópicas dispersas en el agua se unan entre sí y formen grumos más grandes, igual que cuando la harina se agrupa al añadirle un líquido. “El agua queda limpia; sin embargo, en el fondo se acumula un lodo rojizo concentrado con todo el hierro empleado en este proceso de clarificación”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Huelva Juan Antonio Ramírez Pérez.

Hasta ahora, ese subproducto terminaba en el vertedero. Pero los investigadores proponen aprovecharlo y reincorporarlo al proceso de clarificación. Para demostrar que era posible:

• Recogieron el lodo generado tras la clarificación del agua del embalse del río Piedras (Huelva).
• Lo filtraron para eliminar humedad y lo secaron hasta concentrar el sólido. 
• Después, lo trataron con ácido clorhídrico, un compuesto químico muy empleado en la industria por su capacidad para disolver metales y limpiar o transformar materiales. 

El objetivo era disolver el hierro presente en el lodo y transformarlo de nuevo en cloruro férrico, el mismo compuesto que se utiliza como coagulante en la planta, es decir, para agrupar las partículas microscópicas que contiene el agua y limpiarla.

Filtración del residuo para la obtención de cloruro férrico.

Tras ajustar proporciones, tiempos de reacción y concentraciones, obtuvieron una disolución con cerca de un 14 % de hierro, muy similar a la del reactivo industrial habitual. Posteriormente, una vez obtenido el cloruro férrico ‘reciclado’, el equipo evaluó su eficacia. Para ello, realizaron ensayos de coagulación con distintos tipos de agua y compararon su comportamiento con el de dos productos comerciales utilizados habitualmente en plantas industriales. Es decir, realizaron pruebas para comprobar si el producto era capaz de hacer que las partículas en suspensión del agua se agrupasen y se depositasen en el fondo del depósito, facilitando su eliminación.

En concreto, lo probaron en tres tipos de agua con características diferentes: agua de embalse similar a la usada en la industria; agua con alta carga de materia orgánica (con abundantes restos naturales como hojas, algas o microorganismos en descomposición); y agua con elevado contenido en sólidos en suspensión, similar a la que presenta un aspecto turbio tras lluvias intensas por la presencia de partículas finas de tierra o arcilla.

Comparativa del cloruro férrico del equipo de la Universidad de Huelva (izda.) con 2 cloruros férricos comerciales (centro y dcha.)

El resultado no es solo un avance técnico, dado que recuperar el hierro reduce el volumen de residuo enviado a vertedero y disminuye la necesidad de adquirir reactivos externos. Así, el avance apunta a una idea simple: aprovechar mejor lo que ya está dentro del sistema. “El beneficio es doble, económico y ambiental”, señala el investigador de la Universidad de Huelva Juan Pedro Bolívar Raya.

Si la Edad del Hierro comenzó cuando las sociedades aprendieron a dominar el metal más abundante de la tierra, esta nueva etapa podría definirse por un gesto más silencioso, pero igualmente transformador: no desperdiciarlo. Porque en un tiempo marcado por la gestión de recursos y la sostenibilidad, el verdadero avance no siempre consiste en extraer más, sino en comprender que incluso aquello que parece agotado todavía puede tener una segunda función.

Más información en #CienciaDirecta: Recuperan hierro de un residuo de refinería para utilizarlo en la producción de petróleo