Cosas del Progreso, Parte 2: Hierro

El hierro es un metal gris brilloso y el cuarto elemento más abundante en la corteza de la tierra. Mientras que es excesivamente raro en su forma metálica pura, el hierro es prodigiosamente abundante como un mineral llamado magnetita (Fe3O4). La exploración y minería del mineral de hierro, y la manufactura de productos basados en hierro, tales como el acero de alta resistencia, son cruciales para los países que atraviesan la industrialización. El metal, casi literalmente, conforma el esqueleto de la infraestructura moderna. La palabra hierro dio su nombre a la “Era de Hierro” y mientras que es cierto que hoy la humanidad hoy obtiene metales mucho más sofisticados, como el titanio, el tungsteno, y el aluminio, todavía estamos, de muchas maneras importantes, viviendo en la era del hierro.

La humanidad ha reunido, excavado y procesado el mineral de hierro hasta convertirlo en hierro metálico desde aproximadamente el año 1200 AEC (antes de la era común). Sin embargo, tuvieron que pasar otros 700 a 1.000 años para que el hierro lograra llegar a ser producido a un ritmo continuo y constante a lo largo de gran parte de Europa y Asia. La utilización relativamente lenta del hierro se debía en gran parte a las dificultades técnicas asociadas con nuestra exploración, minería y procesos de fundición primitivos. Los usos más tempranos del hierro eran en gran medida ornamentales, los cuales evolucionaron gradualmente en tamaño y complejidad hacia herramientas y armas cada vez más grandes. Desde el siglo 12 hasta el inicio de la Revolución Industrial, el hierro era producido en cantidades modestas y con estándares bajos de calidad.

Desde 1750 o el inicio de la Revolución Industrial, la producción del hierro en Europa atravesó una serie de avances tecnológicos. Por ejemplo, el proceso Bessemer de hierro, patentado por el inventor británico Sir Henry Bessemer en 1857, inyectó oxígeno al hierro fundido, quemando así sus impurezas. Esto permitió a la humanidad producir por primera vez un acero fuerte y durable a escala industrial. La fundición industrial del hierro hasta convertirlo en acero hizo posible la producción de herramientas más grandes y fuertes, las cuales a su vez ayudaron a construir los motores literales y figurativos del progreso industrial.

La transición a la producción de hierro en Gran Bretaña, la cuna de la Revolución Industrial, condujo a un aumento dramático en la demanda de madera. Esto sucedió, porque el carbón —un sólido poroso y negro que se obtiene como residuo cuando la madera es calentada en ausencia de aire— era el principal motor para producir hierro al principio. La producción de carbón creció a una tasa tan veloz de tal manera que se creó una importante presión a favor de la deforestación en Gran Bretaña. En ese entonces, la producción anual y la elaboración de alrededor de unas 17.000 toneladas métricas de hierro británico requería la impresionante cantidad de 830.000 toneladas métricas de madera para hacer carbón. Eso equivale a la destrucción de 1.700 kilómetros cuadrados (656 millas cuadradas) de bosques al año.

Tanto la producción histórica como la moderna del hierro y del acero son intensivas en energía a través de los procesos de minería, fundición y elaboración. La introducción del carbón como la principal fuente de energía durante la Revolución Industrial casi literalmente salvó los bosques de Gran Bretaña y de muchas otras regiones de ser totalmente destruidos. A lo largo del tiempo, los avances tecnológicos han resultado en procesos de producción de hierro y acero que generan productos muy superiores con un insumo dramáticamente reducido de energía. Como Vaclav Smil, uno de los principales pensadores energéticos de hoy, señaló en su libro de 2016 Still the Iron Age: Iron and Steel in the Modern World, “La historia de la fabricación del hierro puede ser vista como una continua búsqueda de una mayor eficiencia energética, y esto ha llevado los requisitos de combustibles de casi 200Gj/t de arrabio ('pig iron') en 1800 a menos de 100Gj/t para 1850, luego a solo alrededor de 50Gj/t para 1900, y a menos de 20Gj/t un siglo después”.

Es una muestra del genio humano que ahora producimos hierro y productos derivados de este como el acero en mayor cantidad y de mejor calidad que nunca antes. Y lo hacemos incurriendo en un costo menor para nosotros —los productores— y para el medio ambiente. La producción global del hierro acabado ha aumentado desde aproximadamente 800.000 toneladas métricas a nivel global en 1750, a más de 1.800 millones de toneladas métricas en 2018. En 2018, solamente China producía más acero refinado al año que todo el acero que producía la civilización humana en 1750. En otras palabras, la producción moderna de acero es 2.200 veces aquella que había al inicio de la Revolución Industrial. 

Como Smil señaló, la civilización moderna es más dependiente de la exploración de hierro, de la minería y de la producción de acero que en cualquier otro momento en la historia de la humanidad. Desde la producción de autos hasta las barras de re-esfuerzo del concreto (también conocidas como varillas), las herramientas médicas de acero inoxidable y los utensilios de cocina, el hierro está insertado en muchas decenas de millones de ítems del diario vivir. Alrededor del 54 por ciento de todo el acero acabado es utilizado en la construcción o la infraestructura. El resto del acero producido provee todo tipo de comodidad y lujo. En cualquier momento determinado, más de 50.000 barcos de carga comercial están transportando más de 13 millones de contenedores estandarizados de acero alrededor de los océanos del mundo. Eso equivale a 90 por ciento del comercio mundial, ayudando así a fomentar el progreso, el crecimiento y mejorando la calidad de vida de la gente.

La buena noticia es que no hemos terminado de mejorar la exploración y producción del hierro. Tampoco hemos agotado todas las aplicaciones que el hierro puede tener. Como Bill Gates comentó en la edición del 27 de agosto de 2019 de “Gates Notes”, “Cuando sea que escucho una idea de lo que podemos hacer para controlar el calentamiento global —ya sea en un panel de una conferencia o comiendo una hamburguesa— siempre hago esta pregunta: ‘¿Cuál es tu plan para el hierro?’” Hoy Boston Metal, una empresa estadounidense, está trabajando para producir acero emitiendo poco o nada de gases de efecto invernadero. Cientos de otras empresas están empujando los límites de lo que es posible. Si quiere aprender más acerca de la exploración, producción e historia del hierro, recomiendo el libro Still the Iron Age: Iron and Steel in the Modern World de Vaclav Smil, Profesor Emérito distinguido en la Facultad de Medio Ambiente en la Univerisad de Manitoba en Winnipeg, Canadá.