Bienvenidos a la nueva edad del hierro, el combustible abundante, barato y fácil de transportar

Varios grupos de investigación en diversos países estudian la posibilidad de usar esta materia prima para paliar la crisis energética

Una grúa transporta polvo de hierro en una mina en Australia, en junio de este año.
Una grúa transporta polvo de hierro en una mina en Australia, en junio de este año.Carla Gottgens (Bloomberg)

No hace falta ser ningún lince para darse cuenta del descomunal problema energético que tiene nuestra civilización. No se trata solo del invierno helado que nos espera a los europeos. El problema es previo y no es coyuntural, no está relacionado con la guerra en Ucrania, sino que se debe a la necesaria descarbonización de la energía. La humanidad necesita combustibles sin emisiones. Las investigaciones sobre energías renovables o hidrógeno verde avanzan, pero no parece que sea suficiente. Desde hace unos años, varios grupos de investigación en diversos países estudian otra posibilidad que, en apariencia, podría resolver muchos de los actuales problemas. Esa posibilidad es el hierro: podría usarse como combustible (de hecho ya se ha empezado a usar) y para almacenar energía solar o eólica. Y el hierro es abundante, barato y fácil de transportar.

“Cuando quemas hierro obtienes la misma cantidad de energía que si quemas carbón, pero sin una gota de emisión de dióxido de carbono, porque el hierro no contiene carbono”, explica Carmen Mayoral Gastón, jefa del departamento de Procesos Químicos y Nanotecnología del Instituto de Carboquímica del CSIC. “Lo que obtienes al quemar hierro”, continúa Mayoral, “es un subproducto, óxido de hierro. A ese óxido de hierro le puedes quitar el oxígeno y vuelves a tener hierro. Es un proceso circular: quemas hierro, obtienes óxido de hierro, le quitas el oxígeno y vuelves a tener hierro listo otra vez para utilizar como combustible”.

Parece no solo fácil sino perfecto. Y es posible que en algún momento de un futuro bastante cercano lo sea. Para lograrlo hay diversos equipos de investigación trabajando en ello. Dos de los proyectos más importantes están en Europa: Iron Fuel (combustible de hierro, en su traducción al español) en Países Bajos y Clean Circles (Círculos limpios, en español) en Alemania. El proyecto holandés es el más avanzado. Según explica su director científico, el investigador Philip de Goey: “En 2024 estaremos listos para la regeneración de polvo de hierro a partir de óxido de hierro en un proceso totalmente circular y libre de emisiones”. El equipo científico de Iron Fuel ha logrado instalar una tecnología para el uso de hierro como combustible en una fábrica de cerveza en Países Bajos. Se trata de un sistema de baja potencia, pero han demostrado que funciona. Por su parte, Andreas Dreizler, portavoz del equipo de Clean Circles, estima que los periodos de tiempo necesarios para que el hierro como combustible sea un hecho son muy cercanos: “Creemos que faltan un par de años para que el hierro se utilice como almacenamiento de energías renovables. Para procesos industriales de pequeña escala en los que se necesita calor, calculamos que estará disponible en unos tres a cinco años y, para la modernización de sistemas a gran escala, como las centrales eléctricas, pueden faltar unos 10 años”. Para lograr cumplir esos plazos, Alemania se ha embarcado en el ambicioso proyecto científico Clean Circles, que tiene un presupuesto de doce millones de euros para cuatro años.

“Todavía no conocemos completamente los procesos que tienen lugar ni durante la oxidación del hierro ni en la reducción del óxido de hierro”, explica Dreizler. A avanzar en ese conocimiento es a lo que se dedican tanto los investigadores holandeses como los alemanes. Pero sus proyectos no se nutren solo de ciencia. Ambos son interdisciplinares e incluyen aspectos industriales, sociales, económicos y políticos que ayuden a que sus descubrimientos tengan una aplicación inmediata.

“Creemos que faltan un par de años para que el hierro se utilice como almacenamiento de energías renovables”

Porque la teoría del uso del hierro como combustible y reserva de energía renovable aparece cada vez más como una solución, complementaria pero necesaria, para la transición energética. Para empezar porque el hierro es muy abundante y fácil de transportar. La idea de usarlo como combustible es antiintuitiva porque el hierro es, para los no expertos, aquello que no se quema. Pero el hierro sí se quema. Y tampoco es el primer combustible sólido que se usa o se estudia. El carbón, por ejemplo, es también un combustible sólido. Como lo son los que se utilizan para impulsar los cohetes espaciales o el que nos permite encender una cerilla.

“El hierro para su uso como combustible debe estar en polvo —explica Carmen Mayoral—. Es como una harina de hierro, igual que el carbón que se emplea en las centrales térmicas, que también está en polvo”. Tiene una densidad energética de 11,3 KWh/L que es mayor que, por ejemplo, la de la gasolina. Pero también tiene algunos problemas, como su peso. Para obtener una determinada cantidad de energía, el polvo de hierro que se necesita ocupa menos espacio que la gasolina, pero pesa casi 10 veces más. Este impedimento hace que no se considere su uso para los automóviles o la calefacción de las casas. Pero sí lo hace perfecto para la industria o también para impulsar grandes buques que, en la actualidad, son muy contaminantes.

Además, el proceso cíclico de uso de hierro como combustible se considera un recurso muy valioso como almacenamiento de energía renovable. La idea es que el hierro se use como combustible en una central térmica o una industria. Una vez utilizado, el residuo que es el óxido de hierro, habrá que transportarlo hasta una instalación en la que vuelva a convertirse en hierro. Para eliminar el oxígeno de ese óxido y volver a transformarlo en hierro hay que usar energía. “Pero si esa energía se obtiene de hidrógeno renovable, es decir, obtenido con energía solar, por ejemplo, has completado el círculo con cero emisiones”, asegura Carmen Mayoral. Y eso es exactamente lo que se pretende.

“El hierro es el mejor método para almacenar y transportar grandes cantidades de energía renovable desde los países en los que producirla es barato”, afirma el científico holandés Philip de Goey. “Dentro de 20 o 30 años, en Países Bajos solo podremos producir con energía renovable un 20% de la que necesitaremos, mientras que España y otros países podrán tener excedente”, añade. El hierro podrá servir para llevar la energía del sol producida en España hasta los países del norte con dificultades para obtener recursos energéticos sostenibles suficientes en su propio territorio. “La cuestión importante”, concluye Carmen Mayoral, “es que no hay una solución única: hidrógeno, energías renovables, hierro… La solución energética es que usemos todos los recursos disponibles”. Y el hierro cada día más parece que estará entre ellos.

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Sobre la firma

Victoria Toro

Es periodista de ciencia. Ha sido corresponsal científica y jefa de Sociedad de Diario16 y corresponsal en Nueva York de La Voz de Galicia. Es autora de dos libros, las biografías de Severo Ochoa, "De la bioquímica a la biología molecular", y de "Marie Curie". También ha creado y dirigido exposiciones de divulgación científica.

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