1. LA FORMACIÓN DE LA CADENA.
Este proceso comienza con la extracción del mineral de hierro de minas y canteras, que luego la industria siderúrgica transforma en
pellets, con los cuales se obtienen distintos tipos de aleaciones. El mineral de hierro se encuentra por lo general combinado con rocas, las que deben ser separadas durante el proceso antes de ser enviadas a la siderurgia. Este recurso es la segunda materia prima más relevante del mercado después del petróleo, extrayéndose unos 2 mil millones de toneladas en el año 2012. Para que la extracción de este mineral sea rentable tienen que tener como mínimo un 25% o 30% de hierro y que la ganga1, la parte desechable del mineral, tenga algo de contenido en azufre para poder separarlos con facilidad.
El mineral de hierro es reducido o fundido con coque -derivado del carbón- y piedra caliza, produciendo hierro fundido que es moldeado como arrabio o conducido a la siguiente fase como hierro (fierro) fundido. Luego, el objetivo del proceso es reducir el alto contenido de carbono introducido al fundir el mineral y eliminar las impurezas tales como el azufre y el fósforo, al mismo tiempo que algunos elementos como manganeso, níquel, cromo o vanadio son añadidos en forma de ferro-aleaciones para producir el tipo de acero requerido.
Alrededor del 98% del mineral de hierro extraído se utiliza para fabricar acero. El resto se utiliza por ejemplo como polvo de hierro en productos de la metalurgia como imanes, núcleos de alta frecuencia, autopartes, catalizadores, radiactivos de hierro -hierro 59-. Estos productos son utilizados en la medicina, la bioquímica y metalúrgica, el hierro azul en pinturas, tintas de impresión, plásticos, cosméticos -sombra de ojos-, colores, azul artista lavandería, teñido de papel, fertilizantes, ingredientes horneados acabados de esmalte para automóviles y electrodomésticos, acabados industriales, mientras que el óxido de hierro negro se utiliza como pigmento, en los compuestos de pulido, la metalurgia, la medicina, tintas magnéticas, en ferritas para la industria electrónica (King, 2009).
Para producir acero, el hierro líquido se trata en un convertidor para reducir su contenido de carbono y modificar la composición de la aleación. La fundición en bruto también puede ser mediante el refundido, es decir reciclar insumos de acero, reduciendo el contenido de carbono y de silicio, para producir hierro fundido, lo que es más frágil que el acero, y es muy utilizado en Estados Unidos, y es conveniente para muchos usos de la ingeniería, tales como maquinaria y piezas de automóviles (como bloques de motor), mobiliario urbano, y las tuberías.
De los procesos que se enumeraran, hay 114 formas (aleaciones) de transformar el hierro en acero. El principal consumidor entre todas estas formas consideradas es China, que representa aproximadamente el 25% del consumo mundial de mineral de hierro. Los otros dos principales consumidores son Estados Unidos y Japón que junto con China representan alrededor del 50% del consumo mundial. Si bien el consumo se basa en el peso bruto, el 60% de la producción de de Estados Unidos se realiza utilizando chatarra en lugar de mineral de hierro.
Ya en la acería, el acero se transforma en diferentes formas –laminación en barras, en planchas, y torchos-, convirtiéndose en productos que originan los eslabonamientos subsiguientes. El primero, es el de maquinarias y herramientas, donde,básicamente con laminados de chapa se producen utensilios, herramientas y maquinaria mecánica, que sirven como tecnología para los sectores analizados aquí. En las demás cadenas de valor las maquinarias y hornos aquí producidos son utilizadas por la misma siderurgia, acerías, y metalurgias. Con los productos derivados del acero como insumo principal se generan el complejo electrónico y de bienes de consumo durable, como así también el complejo automotriz y de autopartes.
Cabe señalar también, que el complejo electrónico particularmente, también es proveedor de tecnología al complejo automotriz. De estos dos complejos en países como EE.UU., se derivan los productos obsoletos nuevamente a las acerías y metalurgias en forma de chatarra, donde ésta es nuevamente procesada y reelaborada como acero, reduciendo la contaminación, y minimizando los costos de explotación del mineral, ya que se saltea el primer eslabón de la cadena.
BOX. El reciclado de hierro, una alternativa a la exploración
Aunque no existen sustitutos prácticos en gran escala para el hierro debido al costo relativamente alto de los materiales alternativos, existen grandes cantidades de chatarra de aceros reciclados. La chatarra se divide en dos tipos: metales ferrosos y no ferrosos. La chatarra férrica es la chatarra de hierro y acero. Esto incluye la chatarra de los vehículos viejos, electrodomésticos, vigas de acero, las vías de ferrocarril, buques, y envases de alimentos y otros recipientes. Son recogidas, seleccionadas y apiladas, luego puestas en una prensa de chatarra y transportadas para la venta e fundiciones. La chatarra de metales no ferrosos es la chatarra de metales diferentes del hierro y el acero. Por ejemplo la chatarra no ferrosa esta compuesta por láminas de aluminio y latas, cobre, plomo, zinc, níquel, titanio, cobalto, cromo y otros metales preciosos. Según la Mineral Information Institute, la tasa global de reciclado de acero es más del 67%, siendo mucho mayor que la de cualquier otro material reciclado.
Con los cambios en la economía, la producción de acero y los cambios en el consumo, pueden hacer más rentable reciclar hierro que producir nuevos a partir de mineral en bruto. El hierro y el acero tienen una competencia continua con materiales más ligeros en el sector de los vehículos de motor, de aluminio, hormigón y madera en los usos de la construcción, y de aluminio, vidrio, papel y plásticos para los envases.
El reciclaje de los metales contribuye significativamente a no empeorar el entorno medioambiental actual. Al reciclar chatarra, se reduce significativamente la contaminación de agua, aire y los desechos de la minería en un 70%.
Aproximadamente, el 60% de acero nuevo producido en Norteamérica es elaborado con hierro reciclado. Sólo en Estados Unidos, en 2008 las empresas de reciclaje de hierro viejo negociaron más de 130 millones de toneladas de productos reciclados destinados para el uso doméstico y exportación. Estos productos reciclados representaron aproximadamente 30.000 millones de dólares para una industria que emplea más de 30.000 personas en ese país. El reciclaje de acero se ha incrementado también en Europa donde se reciclan los envases hechos con este material en una medida del 70% según los datos de APEAL (Asociación de Productores Europeos de Acero para Envases) superando la tasa de otros materiales utilizados para hacer envases. Mas de 2,5 millones de toneladas de envases para alimentos y bebidas se reciclaron evitando la emisión de CO2.
2. EL APORTE DEL MINERAL DE HIERRO
2.1. El proceso de extracción del mineral y su procesamiento
El mineral de hierro se encuentra en yacimientos -bajo tierra- o canteras -cielo abierto-, y el proceso arranca desde la extracción del mismo. Si se encuentra en un yacimiento a cielo abierto la extracción es fácil, ya que basta con fragmentar la capa de tierra que lo cubre mediante explosivos y luego removerla para llegar al mineral de hierro, el cual se extrae con excavadoras, y posteriormente se procede a transportarlos a las tolvas de almacenamiento. Si se encuentra en un yacimiento profundo, la extracción se hace más compleja, pues se necesita construir túneles para llegar donde se encuentra el mineral y luego, a través de montacargas apropiados, transportarlos al exterior, donde se cargan en trenes, a veces arrastrados por locomotoras eléctricas, para llevarlos a las tolvas. Cuando el terreno presenta baches pronunciados o es imposible transportar el mineral por el suelo, se procede mediante rieles aéreos y vagonetas (Pezzano, 1976).
-se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro-. El pulido por el molino de bola y la clasificación por separador; también incluye el enriquecimiento, la filtración, concentración, sequedad, y otros procedimientos.
Fuente: Shinbang Machinery, 2012.
Cuando el mineral posee un bajo contenido de impurezas -principalmente fósforo y azufre-, puede ser utilizado para carga directa, requiriendo sólo tratamientos de molienda y concentración. Si, por el contrario, el contenido de impurezas es relativamente alto, se realiza el proceso desde la molienda y concentración, pero requiere además de un proceso químico de peletización, donde se reducen significativamente dichas impurezas (Turkdogan y Vinters, 1973). Una vez realizada la separación, el mineral de hierro se comprime
en forma de pellets, para facilitar su traslado, y es llevado a la planta siderúrgica donde será procesado para convertirlo en arrabio en un alto horno. Los proveedores de tecnología de esta cadena son parte del eslabón de metalmecánica analizado más adelante.
2.2. La ubicación del mineral de hierro y los mayores productores del mundo
El mineral de hierro es el segundo recurso natural más importante del mundo, pero carece de la influencia del petróleo por varias razones. El mercado es más pequeño, con un valor de menos de una décima parte de los 3 billones de dólares de crudo comercializado cada año. A diferencia del petróleo, el hierro es abundante, tiene un 5% de la corteza terrestre. La dificultad es encontrar en concentraciones suficientes y luego desplazar millones de toneladas de suciedad a donde se necesita. El mineral de hierro es también en gran medida un mercado físico más palpable, que el mercado del petróleo donde se suelen hacer grandes especulaciones que generan más interés en su precio, y si suben o bajan. Así como el petróleo es causal de guerras, también lo fue el hierro. Disputas territoriales franco-alemanas, en parte por el control del mineral de hierro y la capacidad de producción de acero de la vecina de Alsacia, Lorena, ayudaron a llevar a Europa a la guerra.
2.2.1. Los grandes yacimientos
El hierro es abundante -en torno al cinco por ciento- en la corteza de la Tierra y sus minerales varían considerablemente en composición y apariencia. Los depósitos del mineral de hierro de mayor importancia económica son conocidos como Formaciones de Hierro Bandeado. De lo extraído de este tipo de minas, el 65% es puro mineral de hierro (MII, 2012). También existen depósitos magmáticos que pueden ser fuente de grandes cantidades de magnetita, en la cual, el mineral es separado en una cámara magmática grande.
explotan para extraer hierro de la limonita y de la hematites (Walde et al. 1981). En la Cordillera de la Costa, en Chile, se encuentran formaciones de magnetita y cuarzo granular, en un afloramiento de unos 200 km2 (Maksaev, 2010). El Cerro Bolívar, en Venezuela, está formado por formaciones de hierro bandeado, y es otro de los mayores yacimientos del mundo ( Ruckmick, 1963). Lo mismo debe decirse de las formaciones de hierro bandeado de la región del Lago Superior, situada en la parte centro-norte de los Estados Unidos y al sur de Canadá (los yacimientos más importantes de esta región son Mesabi, Menominee, Marquette, Gunflint, Cuyuna, Vermilion y Gogebic). En el cinturón de rocas verdes de Abitibi (Canadá) también afloran estas rocas (Corona-Esquivel et al. 2004). También hay formaciones de hierro bandeado en la península del Labrador, acompañadas de ciertas cantidades de sulfuros, carbonatos y silicatos, y que han sufrido los efectos de la diagénesis y de metamorfismo de bajo grado. En los Territorios del Noroeste y Yukón se localiza la formación de hierro de Rapitan, con una edad de 755-730 millones de años (Proterozoico tardío), asociada a ambientes glaciares y formados por hematites y sílex (Condie, 1981). En Groenlandia se halla el cinturón de rocas verdes de Isua: tiene una antigüedad de 3.800 millones de años, y son las rocas formadas cerca de la superficie terrestre más antiguas (Uitterdijk Appel, 1980).
b. Asia: En China, en Gongchangling (An-shan), se encuentran formaciones de hierro bandeado de 3.100 millones de años de antigüedad, caracterizadas por la presencia de grafito y que alcanzan espesores de 80 metros (Li, Shuguang Et al. 1984). En la región de Orissa, en la India, se encuentran estas formaciones, cuya magnetita se depositó en ambientes marinos someros. Existen diferencias fundamentales entre los depósitos terrestres y marinos. Mientras que los terrestres son producto del intemperismo químico y físico de las rocas preexistentes que han sido transportados a la cuenca de depósito, los sedimentos de hierro marinos se derivan de una precipitación “in situ” dentro de la misma cuenca. Tienen una antigüedad de 3.200-3.000 millones de años ( Majumder et al. 1982).
c. Europa: En Rusia se encuentra la anomalía magnética Kursk, una de las mayores reservas de hierro de la Tierra. Esta es una anomalía local que crea una intensidad en el campo magnético 5 veces mayor al promedio de intensidad del polo magnético de la tierra. Las anomalías locales se deben a la presencia de yacimientos de rocas magnéticas y minerales en las capas superiores de la corteza terrestre. Con la altura, el campo magnético de estas anomalías se extingue bastante rápido. Las formaciones de hierro bandeado de esta región alcanzan hasta los 1.200 metros de potencia, constituidas por hematites - estas son minas de hierro en estado puro que contienen un 70% de este metal- y la martita –hierro transformado naturalmente de la hematites-. En este país, se encuentra el cinturón de rocas verdes de Kostomuksha. En la cuenca de Krivoi Rog (Ucrania), las formaciones de hierro bandeado poseen un espesor que varía entre 10 y 200 metros (Zapolnov, 1988).
d. África: En Costa de Marfil, Liberia y Guinea se encuentran formaciones de hierro bandeado, localizadas en la zona sur del cratón del oeste de África. Se depositaron en el eón Arcaico, y probablemente estén ligadas genéticamente a las formaciones de hierro de Venezuela, quedando separadas al abrirse el océano Atlántico (James, 1983). En Sudáfrica existen varios afloramientos de estas rocas, como la formación de hierro de Penge. Se sitúa en la aureola de contacto del complejo ígneo de Bushveld, y está formada por magnetita y grunerita. En el cratón de Kaapvaal las formaciones de hierro bandeado se disponen sobre sedimentos depositados en una rampa natural producida por la erosión, transporte y depositación en el transcurso de los años, y se depositaron hace 2.900 millones de años. (Miyano y Beukes, 1997).
e. Oceanía: El cratón de Pilbara, en Australia, posee unas formaciones rocosas de edad Arcaico superior-Proterozoico inferior, conocidas como grupo Hamersley, que contienen formaciones de hierro bandeado. Se caracterizan por tener una gran continuidad lateral, extendiéndose en un área de 60.000 km². En la formación Frere hay hierro bandeado y granular –es decir que no cuenta con estructura formada, sino que encuentra en forma de granos-. En el cratón de Yilgarn su espesor suele variar entre 5 y 50 metros, y es raro que alcancen espesores de 100-150 metros. Tienen una edad de 2.700-2.600 millones de años, y han sufrido metamorfismo de alto grado. En la cordillera de Middleback también aparecen formaciones de hierro bandeado, con una edad estimada de 2.200 millones de año (Morris, 1993).
Según la U.S. Geological Survey (2010), las reservas mundiales de mineral de hierro en bruto son de 150.000 millones de toneladas de mineral que contiene 73.000 millones de toneladas de hierro. Ucrania tiene las mayores reservas mundiales con 30.000 millones de toneladas (20% del total mundial). Rusia (16%) es el segundo más grande y le siguen Brasil (14%) y China (13%). La Comunidad de Estados Independientes (CEI)2 concentra más del 40% de las reservas mundiales. Sin embargo, al analizar el nivel de las reservas de mineral de hierro neto (sin ganga), los países más importantes son Brasil (21%), Rusia (18%), Australia (11%), Ucrania (11%) y China (9%). De esta comparación se desprende que en términos de volumen de recursos, los países con mayores reservas de mineral de hierro no necesariamente disponen de las reservas de mayor calidad.
Actualmente las reservas del mineral de hierro parecen importantes, pero algunos especialistas están comenzando a sugerir que el aumento en el consumo ha sido tan elevado que puede incluso hacer que este recurso finito se agote. Marrón de Lester (2006) plantea que el mineral de hierro podría agotarse en un plazo de 64 años, cálculo basado en la extremadamente conservadora extrapolación del crecimiento del 2% por año.
2.2.3. El predominio de China en la producción y fundición de hierro
Según la U.S. Geological Survey (2012) la producción mundial de mineral de hierro se elevó a 3 mil millones de toneladas en 2012. El aumento es impulsado principalmente por la alta producción de China y, en menor medida, la de India. Las tasas más altas de producción de mineral de hierro ocurrieron en China, que ya produce el doble del nivel de 2004. Entre siete países concentran más del 90% de la producción, China (45,3%), Australia (16,7%), Brasil (13,4%), India (6,7%), Rusia (3,5%), Ucrania (2,8%) y Sudáfrica (1,8%). En el periodo 1992-2011 la producción registró un crecimiento promedio anual de 5,9%, siendo los países con las mayores tasas de crecimiento, China (9,7%), Australia (7,6%), India (6,6%) y Brasil (5,1%).
Fuente: Elaboración propia en base U.S. Geological Survey (2012)
Este aumento de la producción China de hierro desde el año 2002, se ha logrado principalmente gracias a una importante inversión en las operaciones existentes por las grandes empresas y una expansión muy rápida de los pequeños productores, así como los avances tecnológicos que conducen al desarrollo de nuevos depósitos. Este proceso ha sido estimulado por la estrategia exportadora industrial China y también por los crecientes niveles de inversión en infraestructura urbana, que han desarrollado puertos, carreteras, y líneas férreas entre otros. Frente a esto, compañías siderúrgicas chinas han aumentado su participación en minas de África y Australia, de manera de asegurar un determinado nivel de oferta. En este contexto, China ha impuesto un derecho de exportación sobre la venta de mineral de hierro del 10% a partir del 2010, para incentivar el consumo interno y que el hierro explotado de sus yacimientos se le genere valor en el propio país, y no ser meramente un país exportador del mineral.
En Brasil, en cambio, la producción se ha ido estancando en los últimos años, debido a la reducción de las operaciones de la Compañía Vale do Rio Doce (CVRD), que cerró cuatro de sus plantas de pellets de hierro de Brasil y dos minas en el 2008. Hoy Brasil se ubica en tercer lugar mientras Australia se convertia desde 2009 en el segundo mayor productor mundial, con el 18% del total mundial. Este liderazgo se debió a las mejoras de la infraestructura en la región de Pilbara y el aumento a la producción de la mina Cloudbreak Fortescue. La India es el cuarto productor mundial, y con un fuerte crecimiento también desde 2004. Este país obliga a partir de 2010 a que las exportaciones de mineral de hierro de alto grado (mayor de 64% de contenido de hierro) pasen a través de empresas comerciales del Estado, con los minerales de propiedad estatal y el Comercio de Metales de la empresa que actúa como una cámara de compensación, para tener así un mayor control sobre el recurso mineral y las mineras ilegales (CCC, 2010).
La producción africana viene en aumento, sobre todo en Sudáfrica, el octavo mayor productor del mundo, debido principalmente a la realización de proyectos de expansión de minas como la Kumba Iron Ore Ltd.
país sudamericano. Es notable además el crecimiento de Australia y la India (44 y 84% respectivamente para el mismo período). En EE.UU. la producción cayó desde el 2005, aunque ahora parece recuperar su ciclo de crecimiento.
En cuanto al proceso de fundido del hierro - con coque y piedra caliza- , los países de mayor producción se mantienen en un mismo orden -excepto el caso de Irán- pero es importante aclarar que si bien China es el mayor productor de mineral de hierro, solo el 33% del mismo es utilizable, mientras que países como Brasil, Australia, India, superan el 60%, esto hace que la gran diferencia que se observaba en la producción entre China y el resto de los países en cantidades brutas producidas sea muy inferior tras el primer proceso de transformación.
2.2.4. La importancia de los EE.UU. en la peletización
Como se explicó anteriormente, el proceso de producción de comprimidos de mineral de hierro se denomina peletización. EE.UU.
es quien tiene la mayor capacidad tecnológica de producir pellets. Este país es importador neto del recurso natural para satisfacer la demanda de insumos de su capacidad instalada. El caso inverso sucede con el resto de los países, cuya capacidad de producción de
pellets neta es notablemente inferior a las toneladas métricas de mineral de hierro neto que producen. Por ejemplo, la capacidad de procesamiento de China y Brasil no cubre ni un quinto de la producción del mineral del país, es decir, producen y exportan mineral de hierro, pero importan pellets de hierro. En cambio Rusia y Ucrania, prácticamente tienen la capacidad para trasformar enteramente su hierro.
El productor más grande del mundo del mineral crudo según la Steelonthenet.com es la corporación brasileña Vale, que produce 417 millones de toneladas, seguida por las compañías Anglo-Australianas BHP Billiton, Grupo de Río Tinto y la australiana, Fortescue Metal Group Ltd. Como se observa en el gráfico, la producción de las 3 primeras compañías por si solas representan el 40% de la producción mundial, mientras que las 20 empresas más importantes a nivel mundial representan el 90% de la producción mundial.
En 2009 la empresa Río Tinto había invertido 450 millones de dólares en exploración en Simandou, considerado el más grande yacimiento de mineral de hierro sin desarrollar (Onstad, 2009). La brasileña CVRD ha realizado grandes inversiones en infraestructura para el manejo de mineral de hierro con la compra de 16 buques capaces de transportar 400.000 toneladas cada una de mineral de hierro (Berryman, 2009). Por las inversiones realizadas a mediados de 2008, BHP Billiton verá aumentada la capacidad de producción de mineral de hierro en el Pilbara en 155 millones de toneladas por año (Jacoby, 2009). Por otra parte, la compañía Río Tinto anunció en junio de 2009 el intento de fusión con BHP Billiton (Haycock, 2009). Esto hubiera sido la unión de dos de las compañías más grandes del sector, que a su vez combinarían sus operaciones en la región de Pilbara, Australia, mejorando su productividad y costos a escala. Con el acuerdo, las dos compañías tendrían una producción de 350 millones de toneladas de mineral por año (Urqhuhart, 2009), lo que les daría poder para competir con las empresas chinas. Sin embargo, Río Tinto y BHP intervinieron en el caso ante las autoridades antimonopolio de todo el mundo – principalmente Corea del Sur, Japón, Australia, y UE-y las firmas debieron suspender la fusión.
Hasta aquí se ha notado una importante preponderancia de los BRIC en la gestación de la cadena por ser países que cuentan con este mineral, a su vez, es un eslabón que requiere poca innovación tecnológica, como así también, porque aun estos países tienen regulaciones laxas, principalmente en cuestiones medioambientales, por ello se observa que si bien la mayor producción se encuentra en los BRIC, las compañías que explotan los recursos minerales provienen de países desarrollados. Sin embargo, como se verá a lo largo de este capítulo, a excepción de China, el resto de los países comenzarán a perder incidencia, ocupando su lugar tanto EE.UU., como la UE –principalmente Alemania, Italia, y Reino Unido- y Japón.
2.3. Los costos de cada etapa y el sistema de precios.
Según AME Group (2009), dentro del eslabón productivo del mineral de hierro -extracción de la mina, procesamiento, peletización, transporte, marketing, royalties-, el proceso básico representa el 60% de la cadena -28% la minería, 20% la peletización, mientras que el transporte explica el 29% del valor agregado del complejo.
El transporte es la operación por la que se traslada el mineral arrancado hasta el exterior de la mina. Por ello, la explotación minera
implica mover enormes cantidades de mineral y de basura. Esta última viene en dos formas, roca de fondo en la mina (mullock), que no es mineral, y los minerales indeseados que son una parte intrínseca de la roca del mineral en sí mismo (ganga).
El transporte dentro de una mina puede ser continuo, discontinuo o una mezcla de ambos. El transporte continuo utiliza medios de transporte que están continuamente en funcionamiento (cintas transportadoras, transportadores blindados y el transporte por gravedad, en pozos y chimeneas). Los medios de transporte discontinuos realizan un movimiento alternativo entre el punto de carga y el de descarga (ferrocarril y camiones). Dentro de las minas subterráneas se distingue, además, el arrastre y la extracción. Por arrastre se entiende el transporte por las labores situadas, aproximadamente, a la misma cota. Y por extracción el transporte vertical que tiene por objeto situar el mineral en la superficie.
Por otro lado, prácticamente no hay mineral de hierro que se consuma cerca de donde se produce, y por ello se requiere que la mayoría de los minerales sean transportados, a menudo a grandes distancias. Casi todo el mineral de hierro sale de la mina por ferrocarril, después de lo cual gran parte de ella es transferida a los buques. El 70% del comercio marítimo mundial del mineral de hierro es de producción China (Business News Americas, 2008). Existen casos también como el de los Estados Unidos, donde la mayor parte (93%) del mineral se mueve por el agua, debido a la proximidad de las minas y los Grandes Lagos, que ofrecen un bajo costo relativo de transporte.
El proceso de peletización tiene el mayor costo de elaboración en la energía de alimentación de los hornos (44%). El procesamiento se lleva el 23% del costo total de esta etapa, la logística y el transporte representan el 19% de la etapa. Como se observa aquí, el costo transporte es inferior que en la cadena global, ya que las plantas de peletización están instaladas cerca de las plantas purificación del mineral de hierro, lo que acarrea un abaratamiento de costos, y desde allí son llevadas a las acerías.
Fuente: Elaboración Propia en base al AME Group (2009).
2.3.2. El sistema de fijación precios
A medida que avanzaba el siglo XX la industria del acero se liberó de su dependencia de los insumos meramente locales, y comenzaron a circular barcos cargueros que permitieron envío barato de mercancías a granel, tales como mineral de hierro y carbón. La reconstrucción de posguerra de Japón, que se basó en el desarrollo de la industria pesada, vio al país importar materias primas minerales de la fuente más cercana (Australia). Los japoneses firmaron contratos a largo plazo de una década o más para garantizar que los australianos podrían asegurar la inversión minera.
fijación, se constituía como la base de precios de referencia del mercado internacional. Para ello, según se detalla en la USGS Mineral Commodity (2010), el precio del mineral de hierro se estimaba a partir del valor reportado desde las mismas canteras de producción, es decir que se tomaban como referencia el costo de extraer el mineral, que varía según el sitio explotado. A este costo se le agregaba algún margen de ganancia para los productores y se estimaba un precio de referencia.
El sistema funcionó porque la producción mundial de acero creció muy lentamente y los precios del mineral de hierro no cambiaron mucho. Luego, en 2003, China pasó junto a Japón para convertirse en el mayor importador mundial de mineral de hierro, y ya en 2011 China importó 5 veces más -que ahora representa el 61% del total de las importaciones mundiales-. Los precios subieron rápidamente en una industria minera con necesidades de inversión ya que después de años de estancamiento no pudo seguir el ritmo de la demanda.
De esta manera, la demanda de hierro fue presionando el precio al punto de experimentar un importante aumento de más de 190% en los primeros siete años del siglo XXI. De hecho, sólo en 2007 el precio aumentó 9,5% con respecto a 2006, variación que se alcanzó
después de la negociación entre Chinese Baosteel y Vale. Por otro lado, el precio de los pellets aumentó en el mismo año 5,3% luego de la negociación entre ILVA, un grupo acerero italiano, y Vale. En tanto, en marzo de 2007 la inglesa Corus negoció un precio 7,2%
mayor para los pellets con LKAB, un importante proveedor suizo, y 11,1% mayor para los de Kiruna -mina también controlada por LKAB-. Las diferencias entre estos precios se explican principalmente por los distintos costos de flete.
Sin embargo, con la crisis de 2008, sistema de referencia anual ha comenzado a romperse, presionado por compañías mineras para que las siderurgias chinas ajusten sus contratos al precio de referencia del mercado spot. A medida que este mercado se ha desarrollado con instrumentos financieros de cobertura, swaps y forwards para distintos plazos, los productores mineros presionan para que se establezca un mercado equivalente al de otros commodities, por ejemplo el cobre. El primer paso fue dado por Vale, Rio Tinto y BHP Billiton, los tres mayores exportadores de mineral de hierro, que abandonaron la costumbre de las últimas cuatro décadas de fijación de precios anuales en favor de contratos trimestrales, a precios fijados en un mercado spot naciente.
Hoy en día conviven ambos sistemas, y el problema surge cuando los precios spot son más altos que el valor de referencia, y las empresas mineras pierden los ingresos adicionales que se habrían obtenido con la venta de mineral. Cuando los precios al contado son inferiores a los de referencia, algunas fábricas de acero se saltan los acuerdos y compran mineral en el mercado spot. Es decir, el sistema de referencia proporciona la protección para los productores de acero, pero no a los productores mineros.
Este mix trajo aparejada una mayor volatilidad en el precio del mineral, con lo cual las tres compañías mencionadas acostumbradas a imponer sus precios deben negociar precios con las siderurgias chinas, las cuales a su vez compran en el mercado local a precios
spot. Este cóctel se tradujo en un aumento explosivo del precio de 80 dólares que costaba la tonelada de hierro en el 2006, a 210 dólares en el 2011, para comenzar a bajar en el 2012 hasta los U$S 153.
Como consecuencia de este nuevo mecanismo implementado, comenzó un proceso de acuerdos entre compañías mineras y las siderurgias, entre las que se destacan el acuerdo entre las empresas Río Tinto y la japonesa Nippon para la reducción de un 33% en el precio de referencia (Thomas, 2009). Acuerdos similares se hicieron rápidamente por BHP y CVRD, y productores japoneses y surcoreanos para bajar el precio a niveles de años atrás y más acordes al mercado recesivo después de la crisis de finales de década. Sin embargo, la Asociación China del Hierro y del Acero, se negó a aceptar estos recortes de precios y exigió directamente que los precios vuelvan a los niveles de 2007, antes de instaurar el precio spot, donde el precio estuvo planchado en los 84,7 dólares la tonelada. Esta reacción tiene que ver con que China es el mayor productor mundial, pero depende mucho de la importación de mercados como Australia y Brasil, ya que no logra autoabastecerse. Durante un largo período de tiempo hubo negociaciones con altas y bajas en el precio. En 2009 miembros del equipo de negociación de Río Tinto fueron detenidos por las autoridades chinas por los cargos de espionaje industrial, retirándose esta compañía de las negociaciones, junto con las otras dos grandes productores, sin acordar un precio para el año 2009 (Taylor & Hornby, 2009).
Como resultado de ello, cantidades significativas de mineral de hierro se cotizaba a precios del año anterior aunque la
especulación y el precio spot atentaba contra el sistema de precios de referencia. Así, comenzó un proceso de dos tipos
Fuente: Elaboración propia en base al FMI
2.4. El comercio mundial de hierro
Los dos mayores exportadores de mineral de hierro son Australia y Brasil, con 154 millones de toneladas (42%) y 100 millones de toneladas (27%) en el año 2011 respectivamente. La exportación mundial de la India de mineral de hierro a los mercados mundiales se han incrementado fuertemente en los últimos años, a pesar de los mayores impuestos a la exportación del mineral de hierro, la creciente demanda interna, y la prohibición de la exportación aplicadas por el estado de Karnataka, que representa aproximadamente un tercio de las exportaciones indias (ver Box: Privatización y corrupción en la minería de la India). En lo que respecta a los importadores, los datos de la UNCTAD (2011) revelan que China, a pesar de ser el mayor productor del mundo, también importa el 61% del volumen mundial. A pesar de los esfuerzos de la Asociación China del Hierro y del Acero, para reducir las importaciones de mineral de hierro con el fin de fortalecer su posición en las negociaciones de precios, los altos niveles de las importaciones en China se mantienen. También Asia-Pacífico es un importador neto: Japón el 12% del total y Corea del Sur el 5% . Asimismo, se comienza a observar como países como Brasil, India, Sudáfrica, con elevados niveles de producción, lideran la exportación del mineral, pero luego no son relevantes en el resto del los eslabones de la cadena. Lo contrario sucede en China, Japón, Corea del Sur, Alemania, y EE.UU. que a partir de la importación del mineral, comienzan a desarrollar una importante industria tanto de maquinarias como automotriz.
De aquí se desprende según la United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD), que las exportaciones mundiales de mineral de hierro se dividen en un 60% para los países en desarrollo y 40% para los países desarrollados.
BOX: Privatización y corrupción, en la minería de la India.
En la década del ’90, la producción mineral de hierro en India corría a cargo del Estado en un 85%.
proyectos de explotación, permitiéndoles invertir la totalidad del capital necesario. Empresas mineras occidentales aprovecharon la oportunidad para tener acceso a grandes reservas y un mercado asegurado para ellas.
Por cuestiones de minería ilegal, en 2009 el Estado prohibió la minería en Goa y Karnataka, que en un momento cerraron todas las minas. Las ilegalidades mencionadas incluyen asignación de grandes cantidades de mineral de hierro a precios irrisorios a empresas privadas extranjeras, el aumento de las tasas a las que el mineral de hierro se suministra a otras empresas locales, y el trabajo infantil. En este sentido, el Gobierno del estado de Orissa ha multado a varias empresas mineras por miles de millones de dólares por la minería excesiva de mineral de hierro durante los últimos 10 años.
En 2010 el Primer Ministro del Estado de Karnataka, BS Yeddyurappa, en oposición al Gobierno Nacional sobre la minería ilegal, prohibió todos los envíos de mineral de hierro. Luego, el primer ministro de la región, dimitió tras descubrirse que estaba implicado en una estafa por la minería ilegal por U$S 3,6 mil millones.
Para el 2011 a su vez, el Gobierno había cuadruplicado los impuestos sobre las exportaciones de mineral de hierro y elevado las tasas de flete para impulsar la industria siderúrgica nacional y crear empleos. De esta manera, todas las empresas que habían invertido en la minería local, se vieron perjudicadas en sus actividades de exportación. Esta conjunción de acciones, trajo aparejada que de los 800 contratos de mineral de hierro en el país, sólo 300 quedaran en funcionamiento, llevando a una caída de la producción de hierro en la India del 20% y más del 40% de sus exportaciones.
En noviembre del 2012, el Gobierno tomó nuevas medidas económicas, entre las cuales se destaca la entrega de 15.000 millones dólares a los gigantes mundiales de mineral de hierro de la región, como paliativo y para recuperar el sector (BBC, 2011).
3. CARBON
Un uso fundamental del carbón vegetal en la historia de la humanidad es su empleo en la metalurgia del hierro, comenzada unos 1.200 años AC. y que se desarrolló en Europa durante la “edad del hierro” (700 a.C. hasta el 68 d.C.). La edad de hierro no hubiese sido posible sin el carbón vegetal ya que las elevadas temperaturas que se requieren para fundir los minerales no pueden alcanzarse utilizando simplemente madera.
3.1. Formación y extracción del carbón
El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Estos vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca, quedando cubiertos de agua, protegidos del aire que los destruiría. Así comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de carbonificación.
La extracción del carbón mineral, depende –como en el hierro- del modo en que este se encuentra, ya sea “a cielo abierto” o “en profundidad”. En base a esto, según Stach (et al, 1982) existen diversos tipos de minería para la extracción de carbón:
b. Mina de galería: Esta se lleva a cabo una vez que el sifón aparece a la superficie generalmente en la ladera de una montaña. A través de este método se puede extraer el carbón directamente desde el sifón.
c. Mina en Declive: Se utiliza este método cuando los depósitos de carbón están situados a profundidades moderadas y para llegar hacia el carbón mediante una galería inclinada hacia el carbón.
d. Mina a cielo abierto o cantera: Cuando el carbón está cerca de la superficie se extraen las capas de tierra que la cubren para así llegar a extraer el carbón sin problemas.
La extracción subterránea supone actualmente el 60% de la producción mundial de carbón, aunque en algunos países productores la extracción de superficie es más común. La extracción de superficie representa el 80% de la producción en Australia, mientras que en EEUU se utiliza para obtener el 67% de su producción.
Según Menéndez (2006) existen diferentes tipos de carbones minerales en función del grado de carbonificación que haya experimentado la materia vegetal que lo originó. Estos van desde la turba, que es el menos evolucionado y en que la materia vegetal muestra poca alteración, pasando por el carbón bituminoso y antracita, el carbón sub-bituminoso y lignito, hasta la antracita que es el carbón mineral con una mayor evolución. Esta evolución depende de la edad del carbón, así como de la profundidad y condiciones de presión, temperatura, entorno, etc. El rango de un carbón mineral se determina en función de criterios tales como su contenido en materia volátil, contenido en carbono fijo, humedad, poder calorífico, etc. Así, a mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder calorífico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de materia volátil.
Los distintos sistemas de clasificación de carbón se basan en distintas propiedades, que en esencia buscan determinar el poder calorífico del carbón. Los consumidores de carbón exigen distintas características al mineral, según las formas y tecnologías de uso. La distinción más importante se hace entre carbón térmico y metalúrgico. El primero se utiliza en la producción de calor, básicamente en hornos, generación de vapor, y otros sistemas térmicos. El carbón metalúrgico se utiliza en el área siderúrgica para la producción de coque. El coque es un combustible sólido obtenido de la destilación de la hulla que se fabrica a partir de carbones coquizables, cuyas propiedades físicas permiten su ablandamiento, licuefacción y resolidificación.
Los distintos sistemas de clasificación de carbón se basan en distintas propiedades, que en esencia buscan determinar el poder calorífico del carbón. Los consumidores de carbón exigen distintas características al mineral, según las formas y tecnologías de uso. La distinción más importante se hace entre carbón térmico y metalúrgico. El primero se utiliza en la producción de calor, básicamente en hornos, generación de vapor, y otros sistemas térmicos. El carbón metalúrgico se utiliza en el área siderúrgica para la producción de coque. El coque es un combustible sólido obtenido de la destilación de la hulla que se fabrica a partir de carbones coquizables, cuyas propiedades físicas permiten su ablandamiento, licuefacción y resolidificación. Esto hace que ambos tipos se carbón se comercialicen en mercados diferentes. En el mercado de los productos energéticos, el carbón térmico debe competir con sustitutos, tales como el petróleo, la leña, la electricidad, el gas natural y otros. Sus características físicas son relevantes sólo en la medida que ellas puedan afectar la combustión en los quemadores.
A diferencia del carbón térmico, en el carbón metalúrgico se destaca fundamentalmente su propiedad coquizable, interesando en mucho mayor grado sus propiedades físicas y los elementos químicos que lo integran. Los carbones coquizables deben tener bajos contenidos de azufre y fósforo, y al ser relativamente escasos, y generalmente son más caros que los carbones térmicos.
Las empresas y países proveedores de esta tecnología son los mismos que producen herramientas y maquinaria para la explotación de hidrocarburos.
3.2. Reservas de Carbón.
Existen 913 mil millones de toneladas de reservas de carbón recuperable estimado, lo que es equivalente a cerca de 4.116 miles de millones de barriles de petróleo (BTU). La cantidad de carbón quemado durante el año 2007 se estimó en 7.075 millones de toneladas, o 133.179 cuatrillones de BTU. Este es un promedio de 18,8 millones de BTU por tonelada. En términos de contenido de calor, se trata de 57 millones de barriles (9,1 millones de m3) de petróleo equivalente por día. En comparación, en 2007 el gas natural ofrece 51 millones de barriles (8,1 millones de m3) de petróleo equivalente por día, mientras que el petróleo proporciona 85,8 millones de barriles por día (AIEA, 2012).
3.2.1. Las principales reservas de carbón y los países productores.
Los programas de perforación exploratoria de las empresas mineras, en particular en las zonas insuficientemente exploradas, están continuamente ofreciendo nuevas reservas. Aun así, en muchos casos los yacimientos de carbón que no han sido suficientemente
perforados no califican como probados. Por ello, se observa que la World Coal Institute, estimó que a finales de 2009 había 5.990 mil millones de toneladas de reservas probadas de carbón en todo el mundo, por ello según la British Petroleum en su informe de 2007, el alcance de este recurso es de 147 años más mientras que para la US International Energy Statistics se calculó en 119 años.
Sobre el tipo de reservas actuales de carbón, se observa una fuerte preponderancia del carbón bituminoso y de la antracita, El primero tiene importantes aplicaciones en la metalurgia, y en menor medida para el uso de energía, mientras que el segundo tiene un uso doméstico e industrial. La suma de estos carbones de alto riesgo alcanzan los 5.990 mt de reservas, mientras que el carbón sub-bituminoso y lignitos usados para la generación de energía en su gran mayoría, cuenta con una reserva de 913 mt.
carbón surge el coque gracias a la pirólisis del mineral en ausencia de aire, y es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos -coque siderúrgico-. Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbón bituminoso, consumiendo en ello 12% de la producción mundial de carbón.
Las mayores reservas de carbón bituminoso utilizado en la siderurgia se encuentran en los EE.UU., China, India, Rusia y Australia. El predominio de las reservas de los carbones utilizados para energía muestra una fuerte preponderancia de EE.UU. y Rusia, que duplican en reservas a China, y todavía más a Australia, Alemania, y Ucrania. Sin embargo, todos ellos cuentan con reservas considerables tanto de carbón bituminoso como del sub-bituminoso. Se observa también la existencia de una gran cantidad de este recurso en los BRIC, para los cuales representa una parte importante de su matriz energética, como así también de países periféricos como de países miembros del CEI, Asia menor, y Europa del Este. Asimismo, se puede observar que China, Rusia, Australia y Brasil, grandes productores de hierro, también cuentan con una importante fuente de recursos de carbón, con lo cual cuentan con los dos insumos básicos para la producción de acero.
3.2.2. Países productores de carbón
El crecimiento de la producción mundial de carbón se concentra en gran medida entre los cinco principales productores. De 2000 a 2011, la producción mundial de carbón aumentó un 73%, pasando de cerca de cinco mil millones de toneladas por año a más de 7,6 mil millones de toneladas por año. Sin embargo, la producción combinada, en los cinco primeros países productores creció en un 98% durante este período, mientras que la producción en el resto del mundo creció un 7%. Aproximadamente el 24% de la producción total de carbón es utilizado actualmente por la industria siderúrgica y más del 60% de la producción mundial de acero depende del carbón (World Steel Association, 2012).
Se observa una notable diferencia entre el porcentaje de reservas y la explotación del carbón, asociado al hecho de que solo el 13% del carbón es utilizado en la siderurgia a nivel mundial. Como este recurso es el más contaminante cuando es utilizado para generar energía, tiene poco uso relativo tanto en EE.UU. como en Europa, mientras que tiene una alta incidencia en la matriz energética de los BRIC, Indonesia, Sudáfrica, Polonia, entre otros.
En el mundo existen 2058 compañías extractoras de carbón. Entre las principales se destacan: China National Coal Group Corp (China), Peabody Energy (EEUU), Eik Valley Coal (Canada), Metrocoal Limited (Australia) (Globalcoal, 2012).
La extracción de carbón suele tener lugar en zonas rurales en las que la minería y las industrias asociadas suelen ser la principal fuente de trabajo de la zona. Se estima que el sector del carbón emplea a más de 7 millones de personas en todo el mundo, el 90% de las cuales se encuentran en países en desarrollo.
3.3. Consumo de Carbón
Según los datos suministrados por la US International Energy Statistics, hay un fuerte consumo de Asia Pacífico, región que absorbe el 68,55% mundial. Así como la producción está dominada por China, el consumo también lo está, ya que este país consume el 49,39% de la producción mundial, seguido por EE.UU. con 13,48%, y la India con el 7,9%.
Los costos del transporte representan una buena proporción del precio total del carbón, por lo que el comercio del carbón se dividen en dos grandes zonas o mercados: el Atlántico y el Pacífico. El mercado atlántico se compone de los países importadores de Europa Occidental, especialmente Alemania, Reino Unido y España, y el mercado de Pacífico incluye a los importadores de países en desarrollo y países asiáticos de la OECD, principalmente Japón, Corea del Sur y China. El comercio en el Pacífico representa el 60% del tráfico mundial de carbón.
El carbón mantiene un precio más bajo con respecto al petróleo, que lo posiciona como el energético favorito en la industria de generación eléctrica en países en desarrollo. Los países asiáticos, fundamentalmente China, están impulsando al alza de los precios del carbón debido al encarecimiento del petróleo, lo cual acentúa la presión sobre las industrias regionales. La demanda se ve impulsada por China e India, que necesitan abastecer a las industrias y prefieren el carbón, debido a que los precios de petróleo son más elevados.
Los precios del carbón difieren según el país productor, el tipo de carbón y el comprador. Se observa así que el precio del carbón para el uso de la siderurgia es mayor que el precio para uso energético. Esto se debe a que como se mencionó anteriormente, este tipo de carbón requiere un proceso de coquización que lo revaloriza. Asimismo, los precios entre el noroeste europeo y Japón difieren por razones de transporte.
3.5. Exportaciones e importaciones de carbón
Si nos detenemos exclusivamente en el carbón utilizado para la metalurgia, que representa el 24% del total, observamos también un fuerte sector exportador de Australia, seguido por EE.UU. que exporta algo menos de la mitad que el primero, seguido por Canadá, Mongolia y Rusia. Indonesia, que era el segundo mayor exportador mundial de carbón, solo exporta 600 mil toneladas de carbón para metalurgia. Con respecto a las importaciones, se observa una fuerte preponderancia asiática. Japón importa 54 millones de toneladas, China 38Mt, Corea del Sur 32Mt y la India 19MT. Entre ellos cuatro importan el 60% del carbón para metalurgia. Es importante señalar, que China cobra un arancel a la
exportación de carbón de coque, del 40%. Por ello, si bien es el mayor productor, sus exportaciones son limitadas.
BOX: Otros minerales relevantes
Los BRIC y los países periféricos tienen una elevada incidencia en la producción de minerales a nivel mundial. En los países africanos, donde existe mano de obra barata y una amplia ausencia de regulaciones, pueden extraerse minerales en grandes cantidades sin necesidad de cuidar el medio ambiente ni a los trabajadores. Según el British Geological Survery 2009, los minerales de mayor producción mundial en 2008 fueron:
Bauxita-Aluminio: Si es empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino. Principales productores: Australia (31%), Brasil (13%), China (10%).
Cobalto: Es sub-producto del cobre y níquel. Principales productores: Rep. del Congo (45%), Canadá, Australia y Brasil (33% del total de producción).
Cobre. Se usa principalmente en cables y tuberías. Principales productores: Chile (34%), Estados Unidos, Perú, China, Rusia, Indonesia, Canadá, Zambia.
Oro: es empleado principalmente en joyería, medicina (odontología), en electrónica (circuitos), en computadoras. Principales productores: China, Sudáfrica, Australia, Estados Unidos, Perú, Canadá
Plomo: Una parte considerable del plomo producido se dedica a la fabricación de baterías, otra aplicación importante es la fabricación de plomo tetraetilico que se adiciona a las gasolinas de alto octanaje. Principales productores: China (40%), Estados Unidos, Alemania, Australia
Niquel: Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste. Principales productores: Rusia (18%), Canadá (17%), Australia (13%), Indonesia (12%)
Metales del grupo de platino: Principales productores: Sudáfrica (77%), Rusia (13%), Canadá (4%), Zimbawe (3%). Uranio: Principales productores: Canadá (20%), Kazajstán (19%), Australia (19%), Namibia (10%).
Zinc: Este metal se emplea principalmente para recubrir el acero mediante el proceso de galvanización para protegerlo de la corrosión atmosférica.Principales productores: China, Australia, Perú (25% las tres producciones).
El acero tiene numerosos usos y dependiendo de la aleación, propiedades diversas. Las aleaciones de acero más comunes son de acero plano de carbono, de acero inoxidable -aleado con cromo y níquel-, de alta resistencia y baja aleación de acero con bajos niveles de carbono y acero para herramientas, que es muy difícil debido al tratamiento térmico.
4.1. Como funciona una siderurgia integral: tecnología y proceso
4.1.1. El acero en el proceso siderúrgico integral
La fabricación de acero se desarrolló básicamente en el siglo XIX, al inventarse los procesos de fusión; el Bessemer (1855), el horno de hogar abierto, normalmente calentado a base de gas pobre (1864); y el horno eléctrico (1900). Desde mediados del siglo XX, el tratamiento con oxígeno —principalmente el proceso Linz-Donowitz (LD) de lanza de oxígeno3— hizo posible la fabricación de aceros de alta calidad con unos costos de producción relativamente bajos (Masaitis, 1999).
Recordemos que el proceso siderúrgico integral comienza con la obtención del mineral de hierro y termina con la obtención de productos derivados del acero. El proceso consta de las siguientes etapas y maquinarias:
a. Hornos de coque: mediante un proceso sobre el carbón se busca obtener coque y gas. El coque es el combustible básico que se consume en los altos hornos en la fundición del hierro. Se necesitan alrededor de 450 kilos de coque para procesar una tonelada de arrabio y este carbón representa más del 50% del uso energético total de una acería integrada.
b. Altos Hornos: es un sistema cerrado en el que los materiales que contienen hierro, aditivos -piedra caliza, entre otros- y agentes reductores -es decir, coque- se alimentan continuamente desde la parte superior del eje del horno a través de un sistema de carga que evita el escape de gas. A partir de este procedimiento se obtiene el mineral de hierro y luego el metal caliente. Este proceso es una fuente importante de emisiones a la atmósfera. Entre los países con mayor producción de hierro a través del procedimiento de Alto Horno se encuentran China (595 millones de toneladas al año), Rusia (47 millones), Ucrania (27 millones), Japón (82 millones), India (38 millones), Brasil (30 millones) y Corea del Sur (35 millones).
c. Acería -Basic Oxigen Furnace (BOF)-: El procedimiento más utilizado para la fabricación de acero es el integrado por el proceso de Alto Horno junto con el Horno de Oxígeno Básico. En este, el hierro se combina con cantidades variables de chatarra de acero -menos del 30%- y pequeñas cantidades de flujos. La chatarra se funde, las impurezas se oxidan y el contenido de carbono se reduce en un 90%, se obtiene acero líquido. Por ende, el objetivo es quemar -es decir oxidar- las impurezas indeseables contenidas en el material de alimentación del proceso, el metal caliente. Los principales elementos convertidos en óxidos son el carbono, silicio, manganeso y fósforo. El contenido de azufre es reducido durante el pre-tratamiento del metal caliente. A través de este procedimiento se produce actualmente el 70% de la producción de acero del mundo. Los principales países que producen el mismo por esta ruta son: China (89,6% de la producción total de acero es por esta vía), Japón (76,9%), India (38,1%), Brasil (75%), Estados Unidos (39,7%), Rusia (63,4%), Ucrania (69,3%) y Alemania (67,9%).
d. Horno de Arco Eléctrico -Electric Arc Furnace-: La diferencia clave entre las rutas es el tipo de materias primas que consumen. Para la ruta del Alto Horno-Horno de Oxígeno Básico, se utilizan mineral de hierro, carbón y acero reciclado, mientras que para el Horno de Arco Eléctrico, se usa acero reciclado y electricidad. El acero que surge de este proceso proviene de la fundición de acero reciclado a través de la electricidad como fuente de energía complementada con oxígeno inyectado. La producción mundial de acero por esta vía representa el 29% del total del mercado. Es decir que estas dos rutas conjuntamente producen el 99% del acero en el mundo. El porcentaje que produce por este medio cada país, del total de su producción es: China (10,4%), India (60,5%), Japón (23,1%), Corea del Sur (38,6%), Brasil (23,5%), Estados Unidos (60,3%), Rusia (26,9) y Ucrania (4,5%).
e. Moldeado: aquí se busca producir grandes lingotes -tochos o grandes piezas de fundición de acero-. Un lingote es una forma de acero semi-elaborado. El acero líquido es vaciado en moldes, en donde se solidifica lentamente. Una vez que el acero está sólido se desmolda, y los lingotes de 25 a 30 toneladas están listos para el laminado o forjado posterior.
3 Es un instrumento que tiene la capacidad de fundir acero, penetrando en prácticamente cualquier material gracias a la temperatura alcanzada. Puede
f. Corrección de Forma:Los procesos de laminación, calentamiento y temple de láminas de acero afecta a menudo las dimensiones del acero. Las niveladoras, los laminadores de temple y las recortadoras de borde preparan el acero procesado para que satisfaga las especificaciones del cliente.
g. Cortado: Cortar una lámina de acero en flejes (cintas) más angostos para satisfacer las necesidades del cliente. Las acerías tienen una flexibilidad limitada en cuanto a los anchos de las láminas que fabrican. Las laminaciones pueden ser:
g1. Trenes de laminación desbastadores: son bloques cuadrados (bloms) para laminar perfiles o planos rectangulares (slabs) para laminar chapas planas o en bobinas pesadas
g2. Trenes de laminación de acabado:proceso para obtener estructuras y chapas en caliente.
g3. Trenes de laminación en frío: proceso para obtener chapas y flejes.
El acero laminado en caliente se produce cuando los fabricantes de acero calientan y presionan el metal a través de rodillos industriales en un molde que manipulan el metal de acuerdo con ciertas especificaciones. El metal caliente es más maleable, y por lo tanto más fácil de trabajar. Los fabricantes utilizan el laminado en caliente para lograr una superficie, espesor y propiedades mecánicas uniformes. El acero laminado en frío se produce cuando el acero que se ha creado durante el laminado en caliente se deja enfriar antes de que se enrolle a su forma final. El acero laminado en frío está disponible en un menor número de formas y tamaños que los laminados de acero en caliente debido a que la durabilidad del acero se ve afectada cuando se manipula a temperatura ambiente. Cuando el acero se martilla o moldea a temperatura ambiente se puede endurecer en el lugar de impacto y empieza a agrietarse. Las placas laminadas en caliente se usan para la construcción de barcos, puentes, calderas, estructuras soldadas para maquinaria pesada, tubos y tuberías entre otros, mientras que el laminado en frío hace más resistente el metal y permite una tolerancia más estrecha del espesor, está libre de incrustaciones de óxido por lo que es ideal para estampados, paneles exteriores y otros productos que van desde automóviles hasta utensilios y muebles de oficina. El producto final de la laminación puede presentarse en grupos de chapas de tamaños normalizados, o de bobinas en las que la lámina se enrolla en un cuerpo, también bajo medidas normalizadas. La lámina puede ser tratada químicamente después de su transformación para variar su comportamiento mecánico con tratamientos superficiales comunes, como el galvanizado.
Estos productos pueden ser divididos en dos grupos en función de su destino final y el valor agregado incorporado: semielaborados y elaborados. Entre los primeros, tenemos los lingotes, fabricados por el proceso de vaciado por el fondo4. Son la materia prima para la laminación de tubos sin costura para la industria petrolera y para obtener bridas o elementos de tubería. Los planchones surgen de la colada continua5 para su aplicación en trenes de laminación, en la producción de chapa laminada en caliente. Las palanquillas, de sección transversal cuadrada, macizas, provenientes de procesos de solidificación vía colada continua, pero de forma cuadrada, también se utilizan como materia prima en procesos de laminación en caliente.
Los elaborados son utilizados por una variedad de consumidores industriales que incluyen fabricación de ruedas, piezas automotrices, tubos, cilindros de gas, construcción de edificios, puentes, ferrocarriles y chasis de automóviles o camiones. Se desagregan en tres segmentos: laminados planos, laminados no planos y tubos sin costura. Entre los laminados planos se encuentran las chapas, las cuales pueden ser en caliente, en frío, revestidas, zincadas, etc. En el sector de laminados no planos, los productos más importantes son el alambrón, las barras, el hierro redondo de construcción, redondo para herrería, perfiles, etc. El alambrón es el producto de sección transversal circular que se obtiene por laminación en caliente. Se produce en rollos y está destinado a trefilación en frío en distintos diámetros para su uso en la fabricación de clavos, alambres desnudos o galvanizados, alambre para refuerzo estructural, alambres recocidos, de púas, para atar y otros. Sectores a los cuales está destinado: industrial, agrícola, construcción, soldadura, trefilado, entre otros. Los tubos sin costura (sin soldadura), se generan en base a un lingote cilíndrico de acero calentado en un horno antes de la extrusión6.
4 El proceso de vaciado es uno de los procesos más antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar
material líquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido. 5 Colada continua es un procedimiento con el que se producen barras que avanzan y se solidifican a medida que se va vertiendo el metal líquido en
En relación a los tubos de acero sin costura el tipo de producto depende de su uso. La industria petrolera requiere distintos tipos de tubos en función de sus aplicaciones (petróleo, gas, fluidos, etc). La tubería sin costura es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial. Para el tubo con costura longitudinal, se parte de una lámina de chapa que se dobla dándole la forma a la tubería. La soladura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Se trata de una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible. Estos últimos son insumos muy demandados en la industria de los hidrocarburos. Por otra patre, el acero redondo se utiliza como refuerzo estructural en concreto reforzado y mampostería estructural, el cual está destinado a la construcción. Más adelante, en el eslabón del complejo metal-mecánico, se detallan quienes producen esta tecnología, y se verá el dominio de Japón, EE.UU. y Alemania entre los países desarrollados por competitividad, innovación y desarrollo, y por parte de China como enorme productor a escala.
Fuente: International iron and steel institute
Cabe señalar, que las empresas norteamericanas de acero tuvieron una posición privilegiada de monopolio indisputada durante muchos años. Las industrias habían invertido fuertemente en procesos que después se volvieron anticuados. No realizaron investigaciones ni desarrollaron nuevos métodos de producción, y se fueron estancando al introducirse nuevos procesos. Australia creó los hornos de oxígeno básicos de gran escala que rápidamente comenzaron a ser producidos en Japón y Alemania Occidental. Los hornos de oxígeno podían producir aproximadamente 200 toneladas de acero cada 45 minutos, mientras que los viejos hornos de hogar abierto en EE.UU. tardaban ocho horas en producir el mismo número de toneladas.
Las siderúrgicas integrales tienen una capacidad de producción superior a los 2.000.000 de toneladas anuales. Las mismas han de ser grandes porque se requieren fuertes inversiones con el fin de reducir costos de producción. Las plantas integrales pueden tener instalaciones complementarias para características de las acerías especializadas: hornos eléctricos, coladas continuas, trenes de laminación comerciales o laminación en frío. Ya que no puede ser ampliada por partes pequeñas, solo pocas empresas se destacan en el mercado mundial y local. Esto genera también una alta incidencia de las empresas productoras en los precios, y en la oferta de productos. Como veremos a continuación, diferente es la situación en las acerías especializadas, que están donde hay mayor diversidad y hasta incluso un importante sector PYME.
6 La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un
BOX: La técnica de transformación del hierro en acero en las Cruzadas
Por textos escritos en tablillas cuneiformes7 se sabe que los Hititas fueron los primeros en controlar, e incluso monopolizar, los productos de hierro fabricados a mediados del 2do milenio. Enviaban sus objetos a los egipcios, sirios, asirios, fenicios, pero su producción nunca fue abundante. De hecho, muchos de los envíos eran regalos con finalidad diplomática, pues el hierro era diez veces más valioso que el oro y cuarenta veces más costoso que la plata. Cuando el Imperio Hitita fue destruido por los Pueblos del mar, hacia el 1200 a. C., los herreros se dispersaron por Oriente Medio, difundiendo su tecnología: de este modo comienza la Edad del Hierro (Hicks, 1974). A partir del establecimientos de estos herreros con su tecnología en esta región, surge la leyenda de un encuentro entre Ricardo Corazón de León y el sultán Saladino, que ocurrió en Palestina a finales del siglo XII. Los dos enemigos en la guerra de las Cruzadas cristianas se jactaban del poder de sus respectivas espadas. Ricardo tomó su enorme espada, la levantó con sus dos manos y la dejó caer con toda su fuerza sobre una maza de acero. El impacto de la espada hizo saltar a la maza hecha pedazos. Saladino fue más sutil. Colocó su espada encima de un mullido almohadón de pluma y la jaló suavemente. Sin ningún esfuerzo ni resistencia la espada se hundió en el cojín hasta cortarlo completamente como si fuera mantequilla. Ricardo y sus acompañantes europeos se miraron unos a otros con incredulidad. Las dudas se disiparon cuando Saladino arrojó un velo hacia arriba y, cuando flotaba en el aire, lo cortó suavemente con su espada. La espada de Ricardo Corazón de León era tosca, pesada, recta y brillante. La de Saladino, por el contrario, era esbelta y ligera. Era dura y a la vez era sumamente tenaz, de manera que podía absorber los golpes del combate sin romperse. Era difícil para los europeos aceptar que la dureza y la tenacidad se podían conjugar de una manera tan extraordinaria. Todavía más difícil de aceptar resultó el entender y dominar la técnica de fabricación de los aceros en las herrerías de Occidente. La cosa no requirió años, ni décadas: tomó siglos para los europeos descubrir el proceso de transformación del hierro en acero de los árabes (Castro, 2009).
4.1.2. Procesos en acerías especializadas
Estas plantas son productoras secundarias de aceros comerciales o especiales. Generalmente obtienen el hierro del pellet o del proceso de chatarra de acero, especialmente de automóviles. Originalmente estas acerías fueron adoptadas para la producción de grandes piezas fundidas -cigüeñales, grandes ejes, cilindros de motores náuticos, etc.- que posteriormente se mecanizan, y para productos laminados estructurales ligeros, tales como hierros redondos de hormigonar, vigas, angulares, tubería, rieles ligeros, etc. A partir de 1980 el éxito en el moldeado directo de barras en colada continua ha hecho productiva esta modalidad. Actualmente estas plantas tienden a reducir su tamaño y especializarse. Con frecuencia, con el fin de tener ventajas en los menores costos laborales, se empiezan a construir acerías especializadas en áreas que no tienen otras plantas de proceso de aceros, orientándose a la fabricación de piezas para transportes, construcción, estructuras metálicas, maquinaria, etc.
Las capacidades de estas plantas pueden alcanzar alrededor del millón de toneladas anuales, siendo sus dimensiones más corrientes en aceros comerciales o de bajas aleaciones del rango 200.000 a 400.000 toneladas anuales. Las plantas más antiguas y las de producción de aceros con aleaciones especiales para herramientas y similares pueden tener capacidades del orden de 50.000 toneladas anuales o menores. Muchas tienen la particularidad de contar con los hornos eléctricos, que pueden ponerse en funcionamiento o detenerse con cierta facilidad, lo que les permite trabajar 24 horas al día con alta demanda o cortar la producción cuando la demanda se reduce. Las economías de escala internas tienen poca importancia, por eso la escasa concentración en el sentido tradicional, y el importante rol que tienen las PyMEs. Aquí cobra importancia los estándares de calidad, precio y tiempo de entrega.
En cada tipo de acero que se buscar obtener hay una fuerte especialización (tamaños de las piezas, precisión, velocidad) y gran variedad de tecnologías de operación, ya sean mecánicas, hidráulicas, o neumáticas. La gran diferencia está dada si la tecnología de control es manual o computadorizada. Esta última permite fabricar en serie distintas variedades de piezas, con mínimos reprogramados. Las mismas se realizan mediante el mecanizado de algunas de las partes mecánicas que tiene insumos siderúrgicos y luego con el ensamble de estas partes junto a otros componentes abastecidos por proveedores externos.
4.2. La producción de acero: una de las bases del poder chino
4.2.1. Acero crudo y semielaborados
En la actualidad existen algo más de 700 acerías en el mundo, diseminadas en menos de 50 países, con una capacidad de producción de 1,4 millones de toneladas al año. Si se discriminan, hay 180 acerías de productos laminados planos ubicadas en 45 países, con una capacidad de producción de acero bruto de 530 millones de toneladas. En el caso de acero corrugado, se produce en 49 países, que ostentan 220 plantas con una capacidad agregada para producir 96 millones de toneladas de alambrón. Además, hay un adicional de 78 plantas locales que son PYMES y que por lo general cubren parte de las demandas internas. Las planchas de acero se producen en 44 países, con 120 plantas diseminadas en ellos, y con una capacidad de producción de acero bruto de 84 millones de toneladas. Las plantas de chatarra de acero de sustitución se realizan en 83 plantas -sobre todo de hierro directamente reducido y las unidades de Corex- con una capacidad bruta de 68 millones de toneladas.
BOX: La incidencia de la sidero-metalurgia en los países desarrollados
Durante los últimos años del siglo XIX y los primeros del XX, la siderurgia había cobrado gran importancia en los países más desarrollados. Las fusiones con nuevas aleaciones permitían la elaboración de aceros de mayor maleabilidad y con nuevas propiedades. Estos aceros posibilitaban la producción de complejos bienes de capital y artículos de consumo duradero que revolucionaron la industria metalmecánica. La producción del acero todavía era realizada por obreros con cierta calificación (Lens, 1974). Este desarrollo de la siderurgia, se potenció primero con el fordismo y luego con la importante demanda de productos siderúrgicos a partir de la Segunda Guerra Mundial. Esto le dio un carácter estratégico en los países desarrollados dada las múltiples vinculaciones de la misma con las ramas de la producción y la valoración de los distintos encadenamientos productivos. Así, es posible inferir que a mayor nivel de desarrollo de un país, mayor es la intensidad y el número de vinculaciones que presenta la industria metalúrgica en estas economías, cumpliéndose esta relación tanto en términos absolutos como relativos respecto del resto de las actividades (IDISA 2011).
La capacidad mundial de producción de acero en plantas integrales estuvo cerca de la demanda global en el 2006, pero con la recesión europea-americana, quedó capacidad ociosa. Sin embargo, esto hizo que en los últimos años, solo la competencia entre productores fuera más feroz, haciendo que sólo sean viables los más eficaces. A partir de 2007, y teniendo en cuenta el alto nivel de empleo de estas instalaciones, los gobiernos europeo-americanos proveyeron ayudas financieras a empresas de este sector antes de correr el riesgo de enfrentarse a miles de desempleados. Estas medidas llevaron, internacionalmente, a acusaciones de prácticas
comerciales incorrectas (dumping) y a conflictos entre países. En 2008, el Corus Group, del Credit Suisse, estimó que la capacidad ociosa mundial de la industria, oscilaba alrededor del 5%.
