Análisis del impacto de los impuestos ambientales para la Industria del Acero en México Que para obtener el título de P R E S E N T A Sandra Jazmín Gutiérrez Magaña DIRECTORA DE TESIS UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA Dra. Juana Itzchel Nieto Ruiz TESIS Ingeniera Industrial Ciudad Universitaria, Cd. Mx., 2016 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. 1 Agradecimientos Gracias a la vida y Dios por esta gratificante etapa de mi vida. Quiero agradecer y dedicar este trabajo a todas aquellas personas que han estado a mi lado durante este camino, a la UNAM que fue mi segunda casa, mi alma máter, por todas las herramientas que me dio para mi formación profesional y superación personal. Agradezco a mi insustituible Facultad de Ingeniería por todo su apoyo, enseñanzas, recursos y oportunidades para formar profesionales comprometidos con la sociedad y consientes del entorno que los rodea. Principalmente quiero ofrecer mi reconocimiento a mis profesores, de los que me llevo los conocimientos más amplios y las mejores hazañas para ejercerme como ingeniera. Especialmente quiero agradecer a mi asesora, la Dra. Itzchel Nieto, quien gracias a su tiempo, dedicación y experiencia hizo este trabajo posible, sobre todo muchas gracias por nunca dejar de creer en mí y por incentivarme a saber que las cosas se pueden lograr siempre que se tenga el objetivo en mente y se luche por él. Muchas gracias a todos mis sinodales por su tiempo, sus consejos, sus enseñanzas y por hacer más que una profesionista, una excelente persona. Agradezco a mi tutora de carrera, la maestra Silvina, quien me permitió conocerla como persona y aprender que, pese a las adversidades, las cosas siempre se pueden lograr intentándolo y entregando tu corazón en todo lo que haces. Al profesor Ubaldo quien supo encaminar mi aprendizaje y enriquecer este trabajo con toda su experiencia, sus consejos y atención. Gracias, porque su conocimiento fue parte de la inspiración de este trabajo y mi enfoque profesional. Gracias al profesor Javier Ávila quien confío en mi todo el tiempo, me ha permitido desarrollar la ingeniería más allá de las aulas y desarrollar otras habilidades profesionales necesarias en la vida. También, gracias a la profesora Alejandra Medina por su tiempo y por dejarme conocerle brevemente, pero sabiendo lo gentil que es y la experiencia que tiene. Doy gracias a mi familia que nunca dejo de creer en mí, ni de saber que mi potencial puede exceder los límites que yo misma me pongo. Gracias a mis padres por hacer este sueño suyo y quererlo tanto como yo, los amo. Mamá, gracias por tu apoyo incondicional, por siempre guardarme un lugar preciado en tu corazón, por ser parte de logros como este, gracias por ser como eres porque he aprendido mucho de ti y no olvides que este logro también es tuyo. Gracias papá, por las buenas ideas, por ser mi confidente y ser la extraordinaria persona que eres. Agradezco a mis abuelos por todo el apoyo y cariño, por ser como unos segundos padres para mí. Gracias a mi abuelo y a mi papá de quienes me nació el interés por la ingeniería. Gracias a toda mi familia, quien estuvo para apoyarme todo este tiempo de una u otra forma. Gracias a José Luis, el amor de mis amores, por su apoyo en las buenas y las malas, por creer en mis sueños, mis locuras y por llegar a mi vida durante este anhelo por ser la ingeniera de mis sueños y del cual ha sido parte. Finalmente, gracias a la familia que uno elige, a mis amigas y amigos por tantos buenos momentos, por su motivación y tiempo, especialmente gracias a mi hermana del corazón, Lau. Infinitamente, gracias. 2 Índice Introducción ............................................................................................................................................... 3 Problemática .............................................................................................................................................. 4 Objetivo ...................................................................................................................................................... 6 Justificación ................................................................................................................................................ 6 Hipótesis ..................................................................................................................................................... 6 Capítulo 1. Antecedentes .................................................................................................................... 7 1.1 Acero .......................................................................................................................................... 7 1.2 Tipos de acero .......................................................................................................................... 11 1.3 Importancia del acero en México y el mundo ........................................................................ 14 1.4 Proceso de producción ............................................................................................................ 21 Capítulo 2. Análisis de las tecnologías de producción de acero en México ..................................... 25 2.1 Tecnologías de producción ...................................................................................................... 25 2.2 Insumos .................................................................................................................................... 27 2.3 Ventajas y desventajas ............................................................................................................ 33 Capítulo 3. Análisis económico, social y ambiental de la industria del acero ................................. 36 3.1 Impacto económico ................................................................................................................. 36 3.2 Impacto social .......................................................................................................................... 48 3.3 Impacto ambiental .................................................................................................................. 51 Capítulo 4. Marco regulatorio fiscal .................................................................................................. 58 4.1 Impuestos ambientales ........................................................................................................... 58 4.2 Impuesto Especial sobre Producción y Servicios .................................................................... 65 Discusión ................................................................................................................................................... 70 Conclusiones ............................................................................................................................................. 73 Apéndices ................................................................................................................................................. 76 Siglas y unidades ...................................................................................................................................... 81 Glosario ..................................................................................................................................................... 83 Bibliografía ............................................................................................................................................... 85 3 Introducción La industria del acero es de las más importantes a nivel mundial, a partir de ésta se genera la materia prima necesaria para otros sectores como el de la construcción, transporte en general y producción herramental para otras industrias (hospitalaria, alimenticia, mecánica, etc.). Sin embargo, sus procesos a nivel mundial y nacional, posicionan al acero como uno de los sectores más intensivos en el uso de la energía y por consecuencia uno de los mayores generadores de emisiones contaminantes. En este trabajo se dará un contexto amplio de los factores internos y externos que envuelven a la industria del acero en México. Para su estudio se abordarán los procesos más importantes de producción de acero en México, con la finalidad de hacer un análisis de los insumos utilizados y específicamente de los combustibles de mayor importancia, que en México son susceptibles de la aplicación del Impuesto Especial sobre Producción y Servicios, conocido como IEPS. Cabe destacar que este estudio se limita a la elaboración de acero crudo, es decir que no se incluirá la transformación a productos terciarios ni aleantes adicionados al acero. El estudio también contempla la integración del sector económico, ambiental y social porque permite una visión completa de la industria del acero, reconocer su importancia, valorar las limitantes que tiene y los efectos que causa en el entorno. A su vez, se presentará un panorama de las alternativas en la industria para generar un cambio en la intensidad energética y el posible impacto de impuestos ambientales como medida de mitigación de contaminantes atmosféricos, específicamente gases de efecto invernadero, por parte del gobierno. Finalmente, se evaluará la propuesta del impuesto ambiental, su impacto en el sector acerero desde 2014 y como podría afectar los futuros métodos de producción en México. 4 Problemática El sector acerero en todo el mundo se caracteriza por su alta intensidad energética que trae consigo importantes volúmenes de emisiones contaminantes. Las estrategias para mitigar emisiones en este sector son diversas e integran componentes tanto tecnológicos como económicos. A lo largo de la historia, este sector ha tenido cambios tanto en su proceso de producción como en sus ingresos a nivel mundial. Hoy en día la situación se ha agravado con la entrada de acero procedente de China con altas emisiones y bajos costos, con lo que ha logrado posicionarse como el productor número uno a nivel mundial según diversas fuentes. La industria básica del hierro y del acero resulta clave en la economía a nivel mundial, con una participación activa en el Producto Interno Bruto (PIB) de los países productores. En México, tan sólo en el año 2014 el sector de producción de acero como industria básica tuvo una aportación aproximada de 0.4% (anual y calculada a precios corrientes), lo que representó 62,481.141 millones de pesos (MMdp) anuales respecto al PIB nacional total (INEGI, 2015a)1. Para el mismo año, la Cámara Nacional del Hierro y del Acero (CANACERO, 2014a) reportó que esta industria contribuyó con el 2.1% del PIB nacional, cifra que incluye a todo el sector, tanto metálica básica como transformación, también indicó la aportación del 6.4% al PIB industrial y 12.2% para el PIB manufacturero. Debido al fenómeno del cambio climático, en todo el mundo se han implementado estrategias para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero en todos los sectores de la economía. En los últimos años, México se ha distinguido por su participación con propuestas diversas para la atención de dicha problemática. Entre las medidas establecidas se encuentran los impuestos ambientales, orientados a reducir las emisiones generadas por los sectores productivos como la industria del acero, basado en un costo adicional para los diferentes tipos de combustibles, donde aquellos con un mayor uso intensivo de energía podrían ser los más afectados. En particular, la aplicación de un impuesto a los combustibles fósiles de acuerdo a su contenido de carbono fue la medida económica adoptada por México, en la que se fija un costo adicional al precio de mercado de los combustibles. La industria básica del hierro y el acero podría ser impactada pues sus procesos utilizan los siguientes combustibles como insumos importantes:  Gas natural  Carbón- Coque  Diésel, combustóleo y coque de petróleo Dicha iniciativa ha generado la necesidad de reducir la intensidad energética del proceso y valorar cambios tecnológicos para reducir los costos económicos. 1 Año base 2008, 3° trimestre del 2015. 5 A nivel mundial, se han analizado las rutas tecnológicas por las cuales la industria acerera podría transitar para mantener su competitividad y aprovechar las regulaciones e impuestos que se les aplican a los combustibles que requiere. Ello será abordado en el presente estudio. Con estas referencias se busca estudiar si estos impuestos podrían ser útiles para lograr una reducción en las emisiones ambientales asociadas a los procesos del sector (INECC-PNUD, 2012). 6 Objetivo Evaluar el impacto de los impuestos ambientales asociados a la industria del acero en México, de acuerdo a sus diferentes tipos de producción, con base en los combustibles que requieren y la relación de esta industria con temas de sustentabilidad. Justificación El acero como producto industrial, desde sus inicios ha estado asociado con la generación de emisiones contaminantes. Como punto de partida, es importante mencionar a la Revolución Industrial que tuvo lugar en Europa y Norte América del siglo XVIII y que trajo consigo la transformación de los recursos naturales para beneficio de la humanidad. Ello dio como resultado un desarrollo económico y social significativo, sin considerar el aumento de los gases efecto invernadero, causados por los procesos de producción. Una de las industrias que más contribuye con emisiones contaminantes es la acerera la cual, de acuerdo al Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (INEGEI), en 2010 tuvo una contribución del 13.7% (7,797.9 Gg de CO2eq) para el sector de manufactura en términos de emisiones producto de generación de energía, mientras que un 12.1% (5,111.0 Gg de CO2eq) que corresponden al proceso productivo del mismo sector (INECC, 2010a). Por ello en diversas partes del mundo, ha sido necesario tomar medidas para reducir la contaminación generada durante sus procesos de producción y con ello cumplir con los requerimientos legales, tanto locales como globales, que le han sido impuestos para lograr su regulación. Aunque se han tomado medidas financieras y legales para disminuir las emisiones contaminantes a nivel mundial, es necesario conocer el impacto qué han tenido dichas estrategias a nivel ambiental y cuáles fueron las medidas que se tomaron para estar bajo este régimen. También es importante considerar el volumen de producción y cómo se verá reflejado en las emisiones de gases: Dióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido de nitrógeno (N2O), Compuestos Orgánicos Volátiles Distintos del Metano (COVDM), Monóxido (CO), Óxidos de nitrógeno (NOX) y Dióxido de azufre (SO2) (INECC-PNUD, 2012) en los próximos años. Hipótesis Si la industria acerera en México busca reducir el impacto de los impuestos ambientales al carbono, deberá realizar modificaciones tecnológicas en sus procesos que le permitan contar con prácticas más eficientes en el uso de la energía asociadas al uso de combustibles más limpios. 7 Capítulo 1. Antecedentes En este capítulo se describen los aspectos generales del acero, su historia, composición y los procesos más importantes de elaboración, con la finalidad de contextualizar lo que representa este sector en México y en el mundo. También se incluyen algunos datos de producción del acero que hacen referencia a su importancia para el desarrollo humano y de la ingeniería. Existen consideraciones para el siguiente análisis, tales como el apego a precios corrientes (los cálculos de estos precios consideran el efecto de la inflación) para el análisis económico de la industria, esto debido a la gran cantidad de información brindada por el INEGI en este rubro, los datos tomados para citas e información relevante tienen en su gran mayoría como última actualización los años 2014 o 2015. 1.1 Acero La palabra acero tiene su origen en el latín tardío aciarĭum derivado de acĭes que significa filo o punta (Diccionario de la Lengua Española (DLE), 2016). El acero es una aleación ferrosa generada básicamente por la integración de carbono al hierro como compuesto secundario, el cual se puede encontrar entre 0.02% y 2.11% de la aleación total (Groover, 2007). Así mismo puede contener otros elementos (Mg, Cr, Ni, Si, Mo, W, entre otros.) que mejoran sus propiedades mecánicas o que tienen propósitos determinados dentro del proceso. Existe una gran variedad de aceros comerciales debido a la infinidad de composiciones en cuanto al porcentaje de carbono y aleaciones con otros elementos. Desde su descubrimiento en el Siglo III a.C. en la India (World Steel Association (WSA), 2012), el acero ha sido considerado uno de los materiales más importantes para el desarrollo productivo, económico y social del ser humano. Sin embargo, este hallazgo surgió por accidente, ya que el hierro después de ser manipulado, era dejado en el horno, cerca de las brasas de carbón por largos periodos, adquiriendo dureza y fuerza (este proceso es llamado de cementación), cualidades que eran reconocidas y valoradas por las antiguas civilizaciones. Se cree que el trabajo con acero fue desarrollado mayormente en Grecia, de acuerdo con una referencia descrita por Heródoto: “A great bowl of pure silver, with a salver in steel curiously inlaid. Glaucus, the Chian, made it, the man who first invented the art of inlaying steel.” (WSA, 2012). A partir de este suceso, se estima que el acero generado, pudo significar una evolución en diversos aspectos sociales e industriales, tales como en el 8 transporte, el campo armamentístico2, construcción y desarrollo de tecnología en el mundo. Inicialmente, lo único que se conocía del acero era su gran durabilidad, sin saber a ciencia cierta lo relativo a la estructura química de esta aleación ni las propiedades que adquiría, ya que dependían del proceso individual por el cual era obtenido. A partir el siglo XV la producción de acero fue desarrollada en todo el mundo con procesos igualmente diversos, pero con la implementación de herramientas que facilitaron su manejo, como el crisol y los hornos. Para esta época las limitaciones eran múltiples en cuestión productiva, dentro de ellas destacan la lenta fabricación de unidades, la falta de calidad homogénea del producto, así como el alto consumo de tiempo y recursos financieros. No fue sino hasta el siglo XVIII, durante la Revolución Industrial, cuando los procesos de manufactura aún basados en la cementación previa, mejoraron para hacer lingotes de acero de alta calidad y uniformidad. En el año 1740, la industria acerera sufrió un cambio en sus insumos pues el carbón vegetal comenzó a escasear dando lugar a la utilización de coque como sustituto, trayendo consigo un nuevo cambio en los procesos productivos de la época. A partir de 1850 la producción de acero se extendió de forma global y masiva, incorporando nuevas tecnologías a los altos hornos ya existentes (convertidores Bessemer, Simens-Martin, hornos con regeneración, entre otros). Para el final del siglo XIX dio inicio a la era del acero (WSA, 2012) en la que finalmente se estudia la composición y propiedades del mismo, por medio de pruebas metalográficas. También tuvo lugar el descubrimiento de nuevas aleaciones y la integración de todas las partes de la manufactura en una misma planta lo que mejoró la eficiencia del proceso y permitió ampliar la variedad de productos. La aportación que sigue vigente hasta ahora se dio a mediados del siglo XX con el establecimiento de dos procesos más veloces y con menor consumo energético, Horno de Arco Eléctrico (HAE) o Electric Arc Furnaces (EAF) y Convertidor Básico de Oxígeno (CBO) o Basic Oxygen Furnaces (BOF). De igual manera, se establecieron, el reciclaje de acero como insumo de entrada al proceso y formas con medidas estándar (tocho, lámina, planchón) que permiten un proceso continuo. El Siglo XXI ha estado marcado por la automatización del proceso para fabricar acero en algunas partes del mundo como China, Japón y Corea, lo que ha representado disminuir riesgos, reducir costos y posicionar a éstos y otros países como líderes en el mercado. La siguiente línea del tiempo (Cuadro resumen 1.1) sintetiza los sucesos de mayor importancia para el desarrollo del sector acerero y que posteriormente serán retomados para su análisis. 2 La implementación de acero en esta industria significaba prevalecer en la batalla entre algunas civilizaciones o guerras. 9 Comienza la era de romana con el trabajo en acero. En india se produce acero wootz. Fabricación de acero fundido en horno de crisol por Benjamín Huntsman en la que se buscaba mayor calidad. Se sustituye el carbón vegetal por coque trayendo aumento en la producción. Con la Revolución Industrial cambian las prácticas productivas. Se patenta el convertidor de Henry Bessemer, siendo la primera opción de menor costo para la producción industrial de acero. Comenzaron a utilizarse los hornos eléctricos que rápidamente fueron desplazando a los crisoles que se tenían hasta ese entonces. Se busca la reducción de tiempos con procesos integrados, utilizando la colada continua para productos semiterminados. 500 a.C. S.XVI 1740 1748 1856 1865 1899 1948 1950s 2000s En Europa se implementa el uso de altos hornos para obtener hierro líquido. Se crea el horno revervedero con un techo que reflejaba y se encontraba totalmente cerrado, disminuyendo los contaminantes presentes en el hierro. Los hermanos Martin mejoran el horno Simens (Simens-Martin o de hogar abierto), cuya ventaja fue la adición de chatarra al proceso de producción. Se desarrollan los primeros convertidores CBO, donde se usa oxígeno para quitar el exceso de carbono. Se busca la sustentabilidad en los procesos para producir acero con menos recursos energéticos. Cuadro resumen 1.1 Procesos de fabricación de acero. Elaboración propia con datos de Breña (1996) y WSA (2016) Procesos de fabricación del acero 1000 a.C. Comienza la fabricación de acero por cementación. Escritores lo mencionan para fabricar herramientas. 10 En términos de importancia, el acero surgió como una necesidad del ser humano para obtener materiales con propiedades físicas mejores que el hierro por sí solo (Breña, 1996), este último era un material quebradizo y que requería procesos adicionales que implicaban el incremento de energía o materiales que lo hicieran más resistente. El acero tiene características que, en comparación con el hierro, lo hacen idóneo para la construcción y utilización a nivel industrial, como se muestra a continuación en la tabla (1.1). Tabla 1.1 Propiedades mecánicas del acero respecto al hierro. Elaboración propia con datos de Groover (2007) La tabla 1.1 nos muestra cuánto se puede aumentar la resistencia, elongación y dureza del acero cuando se varía la concentración de carbono o se le adiciona algún aleante. Dichas concentraciones pueden ser muy variadas y dependen del tipo de acero que se quiera fabricar. Metal Resistencia a la fluencia Resistencia a la tracción Elongación Proceso para evaluar dureza b Dureza Brinell Dureza Rockwell MPa = lb/in2 MPa = lb/in2 % HB HRc Hierro colado, gris a 275 = 40,000 275 = 40,000 0.6 fundición 175 10C Acero, bajo C a 175 = 25,000 300 = 45,000 30 laminado en caliente 100 60B Acero, alto C a 400 = 60,000 600 = 90,000 10 prensado en caliente 200 95B, 15C Acero aleado a 500 = 75,000 700 = 100,000 20 templado 175 90B, 10C Acero aleado a tratado con calor 300 33C a Los valores dados son comunes. Para las aleaciones hay un rango amplio de los valores de resistencia, ductilidad, en función de su composición y tratamiento. b Los valores HB dados son comunes. Los valores de dureza variarán de acuerdo con la composición, el tratamiento térmico y el grado de endurecimiento por trabajo. c Los valores HR están dados en la escala Bo C, como indica la letra que los designa. 11 1.2 Tipos de acero Fundamentalmente todos los tipos de acero parten de insumos básicos para su generación, sin embargo, según datos de la WSA, existen más de 3,500 tipos, que pueden variar en propiedades físicas, químicas o ambientales (WSA, 2015a). Para este documento se trabajará con base en la clasificación propuesta por el documento Análisis metalográfico y termoquímico de aceros y fundiciones (Robledo, 1997), donde únicamente se modificó la división por composición química, para volverse una designación. Cuadro resumen 1.2 Tipos de acero. Elaboración propia con datos de Robledo (1997) y Askeland, et al. (2011) Para hablar de tipos de acero se debe dejar clara la distinción entre una designación y una clasificación, la primera nos habla de un estándar usado por asociaciones internacionales con la finalidad de especificar los elementos aleantes del acero, concentraciones de carbono o diversas aplicaciones del mismo por medio de una nomenclatura. Ejemplos de designaciones son:  American Iron and Steel Institute (AISI)  Society of Automotive Engineers (SAE)  American Society for Testing of Materials (ASTM) tiene una lista de especificaciones que describen aceros apropiados para distintas aplicaciones (Askeland, et al 2011). Tipos de acero Designación Composición química Clasificación Contenido de carbono Funcionalidad Fabricación o manufactura Cuatro o cinco dígitos para nomenclatura XX XX(X) Principales elementos % de carbono de aleación Ilustración 1.1 Designaciones para el acero. Elaboración propia con datos Askeland, et al. (2011) 12 Estas designaciones son las más importantes pues están normadas e incluso tienen un rango de concentración máximo y mínimo tanto de elementos aleantes como de carbono y su principal uso es la identificación de aceros industriales a nivel mundial. Por otro lado, una clasificación, puede variar de acuerdo a la fuente consultada. La mayoría de las divisiones están de acuerdo al proceso, contenido de carbono o la actividad para la que fue creado el acero. Contenido de carbono, esta clasificación depende de la cantidad de carbono presente en la aleación. Una forma de identificarlo es partiendo del punto eutectoide, el cual se establece como parámetro para saber si un acero se encuentra por encima de ese punto (hipereutectoide) o por debajo (hipoeutectoide) (Groover, 2007). En la siguiente ilustración (1.2) del diagrama de fases Fe-Fe3C, el punto eutectoide está a una concentración de 0.77% de carbono, los porcentajes que estén por debajo de esta concentración serán aceros hipoeutectoides mientras que con una concentración mayor a 0.77% y sin exceder el 2.11% serán aceros hipereutectoides. Ilustración 1.2 Diagrama de fase de Fe-Fe3C, Askeland, et al. (2011) De igual forma se puede designar el porcentaje de carbono en la aleación por medio de pruebas metalográficas, las cuales muestran el contenido de carbono, 13 dividiéndose en bajo contenido de carbono (0.04% a 0.15% C), acero dulce (0.15% a 0.3% C), medio contenido de carbono (0.3% a 0.6%) y alto contenido de carbono (más de 0.6%) (Askeland, et al 2011), como se muestra en la ilustración 1.3. Ilustración 1.3 Metalografía: Porcentaje de carbono. Elaboración propia con datos e imágenes de Guzmán (2013) Dentro de la clasificación de funcionalidad, depende de los procesos subsecuentes a los que el acero será sometido o del sector manufacturero al que vaya dirigido el producto con ciertas características.  Para deformación en frio  Tratamientos térmicos  Tratamientos químicos  Acero estructural  Acero herramental  Acero inoxidable  Acero para maquinar Por otro lado, en la clasificación por método de fabricación o manufactura, lo único que se menciona es el proceso por el cual fue fabricado el acero o alguna característica posterior a su fabricación.  por colada continua  de hogar abierto  “E” horno eléctrico  de crisol  recocido  templado  galvanizado  con recubrimiento 14 Finalmente, la clasificación ambiental, identifica los diferentes tipos de acero en función de los insumos requeridos para su fabricación y la intensidad energética asociada al proceso. Como se puede observar en este apartado, la cantidad de tipos de acero que se fabrican tanto en México como a nivel mundial es muy variada de acuerdo a diversas particularidades perceptibles y microscópicas, pero en esencia tienen la generalidad de seguir los pasos básicos de un mismo proceso. 1.3 Importancia del acero en México y el mundo El acero como aleación cobra importancia debido a diversos factores tanto químicos, económicos, productivos, etc. El hierro que forma el acero químicamente es un metal alotrópico en el que varían sus estructuras cristalinas (BCC-FCC-BCC1) al cambio de temperatura permitiendo así que los átomos de carbono con radio de 0.71 [Å] y otros elementos, entren en los espacios, trayendo ventajas en propiedades como dureza, conductividad térmica y eléctrica, opacidad y reflectividad (Askeland, et al 2011). En primer lugar, la trascendencia del acero en términos productivos, económicos y de recursos por país, radica en su componente principal, el hierro, este elemento es el segundo metal más abundante a nivel mundial, después del aluminio, representando alrededor del 5% de la corteza terrestre (McNamara, 2011). En México se conocen a la fecha unos 250 depósitos de mineral de hierro que no reúnen más que el 1% de las reservas mundiales (Breña, 1996), otra característica es su bajo precio en el mercado (Fenton, 2013) según datos estadísticos de los últimos años como lo muestra la ilustración 1.4. Ilustración 1.4 Comparación de precios en algunos metales, Infomine (2016) 1 Dos diferentes tipos de estructuras cristalinas del Fe al cambio de temperatura BCC cúbica centrada en el cuerpo (Body Centered Cubic) donde aprox. 68% del espacio está ocupado por átomos, mientras que 32% está libre, FCC cúbico centrada en las caras (Face Centered Cubic) con aprox. 74% ocupado por átomos y 26% libre. Para el Fe, a temperatura ambiente es BCC, por encima de los 910°C y hasta 1394°C es FCC y regresa a BCC por encima de los 1394°C hasta 1538°C (Hinojosa, 2000). 15 La mayor parte de la extracción y procesamiento del hierro, es demandado por la industria acerera, garantizándole la subsistencia en el mercado de los commodities. En México desde 1807 bajo el régimen colonial, se estableció la primera ferrería en Coalcomán, Michoacán (Breña, 1996), dónde se realizaron los primeros trabajos con acero, dando inicio a una de las industrias que hoy en día tiene gran importancia a nivel nacional. La industria del acero es la segunda más importante a nivel mundial, precedida por la de petróleo y gas (WSA, 2016). En la siguiente ilustración (1.5) se muestra un panorama general de la aportación que tienen diversos países y organizaciones en la producción de acero en el mundo, México está considerado en el Tratado de Libre Comercio Norteamericano (por sus siglas en inglés NAFTA, North American Free Trade Agreement). Ilustración 1.5 Distribución geográfica de la producción de acero en el mundo. Traducción propia de WSA (2015c) Respecto a la gráfica anterior, se muestra que entre México, Estados Unidos y Canadá se concentra el 7.2% de la producción de acero a nivel mundial. En temas mucho más específicos, en 2014 México estuvo posicionando en 13vo lugar como productor de acero a nivel mundial, como lo muestra la tabla 1.2 y la gráfica 1.1. 16 País 2014 Rank Millones de toneladas (MMt) % China 1 822.7 49.41 Japón 2 110.7 6.65 Estados Unidos 3 88.2 5.30 India 4 86.5 5.20 Corea del Sur 5 71.5 4.29 Rusia 6 71.5 4.29 Alemania 7 42.9 2.58 Turquía 8 34 2.04 Brasil 9 33.9 2.04 Ucrania 10 27.2 1.63 Italia 11 23.7 1.42 Taiwán, China 12 23.1 1.39 México 13 19 1.14 Irán 14 16.3 0.98 Francia 15 16.1 0.97 Otros 177.7 10.67 Mundo 1,665.00 100.00 Tabla 1.2 Producción mundial de acero 2014, 15 países. Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Gráfica 1.1 Producción mundial de acero 2014, 15 países. Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Mientras que su participación en Latinoamérica lo posiciona en segundo lugar con 28.6% del mercado, después de Brasil (Alacero, 2015). China Japón Estados Unidos India Corea del Sur Rusia Alemania Turquía Brasil Ucrania Italia Taiwán, China México Irán Francia Otros Países con mayor producción mundial de acero 17 El acero es muy importante para el desarrollo industrial y económico de México, ya que por lo menos 7 de los 32 estados de la Republica tienen participación activa en la industria metálica básica, es decir que consideran la fabricación de acero, algunos procesos adicionales y otras actividades relacionadas con la generación de productos de hierro y acero, por lo que podría considerarse una actividad importante en el presente con proyecciones al futuro. La gráfica 1.2 contiene la variación en el valor de producción para los estados de la República Mexicana como parte de la industria básica del hierro y del acero, mientras que la gráfica 1.3 contiene el porcentaje de participación por estado a nivel nacional para el último periodo registrado en noviembre de 2015. Gráfica 1.2 Producción por estado 2007-2015. Elaboración propia con datos del INEGI (2015c) 400 2000400 4000400 6000400 8000400 10000400 12000400 2 0 0 7 /0 1 2 0 0 7 /0 4 2 0 0 7 /0 7 2 0 0 7 /1 0 2 0 0 8 /0 1 2 0 0 8 /0 4 2 0 0 8 /0 7 2 0 0 8 /1 0 2 0 0 9 /0 1 2 0 0 9 /0 4 2 0 0 9 /0 7 2 0 0 9 /1 0 2 0 1 0 /0 1 2 0 1 0 /0 4 2 0 1 0 /0 7 2 0 1 0 /1 0 2 0 1 1 /0 1 2 0 1 1 /0 4 2 0 1 1 /0 7 2 0 1 1 /1 0 2 0 1 2 /0 1 2 0 1 2 /0 4 2 0 1 2 /0 7 2 0 1 2 /1 0 2 0 1 3 /0 1 2 0 1 3 /0 4 2 0 1 3 /0 7 2 0 1 3 /1 0 2 0 1 4 /0 1 2 0 1 4 /0 4 2 0 1 4 /0 7 2 0 1 4 /1 0 2 0 1 5 /0 1 2 0 1 5 /0 4 2 0 1 5 /0 7 2 0 1 5 /1 0 M ile s d e p e so s co rr ie n te s Periodo Producción de la industria metálica básica por estado 2007- 2015 Baja California Coahuila Chihuahua Ciudad deMéxico Guanajuato Hidalgo Jalisco Edo. México Michoacán Nuevo León Puebla SLP Sonora Veracruz 18 Gráfica 1.3 Porcentaje por estado, periodo 2015/11. Elaboración propia con datos del INEGI (2015c) Dentro de la industria, el acero significa una materia prima básica para las empresas del ramo eléctrico (generación, distribución y accesorios), petrolero (transmisión, herramental e infraestructura), de transporte (automotriz, aeronáutico, marítimo), envase y embalaje, así como maquinaria, sólo por mencionar algunas, sin embargo, las empresas de construcción son las de mayor consumo, utilizando 50% del acero producido a nivel mundial (WSA, 2016). En términos económicos y sociales, la industria del acero provee empleo a cerca de 8 millones de personas en el mundo (WSA, 2016) y tan sólo en México las 26 empresas (7 complejos siderúrgicos y 19 fábricas de ferroaleaciones) que se tuvieron registradas en 2013, emplearon a 23,460 personas (INEGI, 2013a) y esta cifra al paso de los años se ha ido incrementando según datos del INEGI, como se ve en la gráfica 1.4. $9,108,813 29% $7,067,076 22% $3,146,755 10% $2,610,756 8% $2,183,690 7% $2,183,690 7% $1,945,823 6% $1,281,574 4% $719,146 2% $694,840 2% $343,637 1% $198,486 1% $198,486 1% Porcentaje de producción de la industria metálica básica por estado en el periodo 2015/11 Coahuila Nuevo León San Luis Potosí Veracruz Guanajuato Jalisco Sonora Michoacán Puebla Ciudad deMéxico Baja California Hidalgo Edo. México 19 Gráfica 1.4 Personal requerido para la industria básica del hierro y acero. Elaboración propia con datos del INEGI (2015b) Como se mencionó anteriormente, en términos económicos, la industria del acero contribuye de forma importante con el PIB debido a su impacto en el desarrollo manufacturero. En México, esta industria tiene un aporte relevante para la economía nacional como se puede ver en la siguiente gráfica (1.5), en la cual se observa un crecimiento del PIB al paso de los años, que se puede traducir en un mayor ingreso en materia económica que podría seguir creciendo en los subsecuentes años. Por otro lado, la gráfica 1.6 brinda un panorama del porcentaje que estos valores representan a nivel nacional y su variación en el tiempo, la cual se ha mantenido en un rango de 0.2% hasta un máximo de 0.5%. Gráfica 1.5 PIB de la industria básica del hierro y del acero en México. Elaboración propia con datos del INEGI (2015a) 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 2 0 0 7 /0 1 2 0 0 7 /0 4 2 0 0 7 /0 7 2 0 0 7 /1 0 2 0 0 8 /0 1 2 0 0 8 /0 4 2 0 0 8 /0 7 2 0 0 8 /1 0 2 0 0 9 /0 1 2 0 0 9 /0 4 2 0 0 9 /0 7 2 0 0 9 /1 0 2 0 1 0 /0 1 2 0 1 0 /0 4 2 0 1 0 /0 7 2 0 1 0 /1 0 2 0 1 1 /0 1 2 0 1 1 /0 4 2 0 1 1 /0 7 2 0 1 1 /1 0 2 0 1 2 /0 1 2 0 1 2 /0 4 2 0 1 2 /0 7 2 0 1 2 /1 0 2 0 1 3 /0 1 2 0 1 3 /0 4 2 0 1 3 /0 7 2 0 1 3 /1 0 2 0 1 4 /0 1 2 0 1 4 /0 4 2 0 1 4 /0 7 2 0 1 4 /1 0 2 0 1 5 /0 1 2 0 1 5 /0 4 C a n ti d a d d e p e rs o n a s o cu p a d a s Periódo (meses por año) Personal requerido para la Industria básica del hierro y del acero 3 002 3 551 7 035 11 778 14 263 16 390 19 421 22 367 19 249 20 659 25 148 38 802 38 521 42 384 47 188 60 531 41 176 49 743 53 304 53 545 54 071 62 481 0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 70 000 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 R 2 0 1 3 R 2 0 1 4 R M ill o n e s d e p e so s Año PIB de la Indust r ia bás ica de l h ie r ro y de l acero en Méx ico Millones de pesos 20 Gráfica 1.6 % del PIB que aporta la Industria básica del hierro y del acero en México. Elaboración propia con datos del INEGI (2015a) Desde el punto de vista ambiental, el acero es el material con mayor potencial de reciclaje en el mundo (WSA, 2016), ya que puede ser recuperado al 100% para su incorporación a procesos productivos de acero nuevo, tal es el caso del horno de arco eléctrico. Según CANACERO, alrededor del 94% de la chatarra de acero es reciclada y se estima que un 5% de ésta es sujeta a reúso y remanufactura mientras que el 1% restante está esperando a ser reciclado. El reciclaje trae ventajas en la reducción del uso de mineral de hierro para la producción, dando como resultado que por cada tonelada de chatarra de acero reciclada se dejan de consumir alrededor de 1400 kg de mineral de hierro virgen, 740 kg de mineral de carbón y 120 kg de caliza (CANACERO, 2016a). Básicamente, la producción de acero está asociada a diversos sectores de la sociedad tanto en el mundo como en México, de ahí la importancia de su estudio y del análisis del rumbo que tome esta industria con el paso de los años. 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.3 0.4 0.4 0.3 0.3 0.4 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 R 2 0 1 3 R 2 0 1 4 R * P o rc e n ta je (% ) Año % del PIB que aporta la Industria básica del hierro y del acero en México *Valores redondeados, tomados de la fuente 21 1.4 Proceso de producción El cambio de nombre de hierro al material que conocemos como acero se debió principalmente a un cambio en la dureza y resistencia del material trayendo consigo, la implementación de nuevos procesos y elementos aleantes no utilizados anteriormente. Los procesos productivos de acero han ido cambiando a lo largo de los siglos como se ilustra en la línea del tiempo de la sección 1.1 y cada uno con diferentes aportaciones, favoreciendo la eficiencia, el volumen o la rapidez de producción. Hoy en día son tres los procesos más utilizados alrededor del mundo, dos de ellos son sistemas integrados, donde se obtiene el hierro por medio de alto horno que posteriormente se transformará en acero, todo dentro del mismo complejo siderúrgico, los procesos que tienen este principio son:  Alto horno-Hogar abierto (AH-HA) o Blast furnace-Open heart (BF-OH)  Alto horno-Convertidor básico al oxígeno (AH-CBO) o Blast furnace-Basic oxygen furnance (BF-BOF) El tercer proceso es el Horno de arco eléctrico (HAE) en el cual se utiliza hierro producto del proceso de Reducción directa del hierro (RDH) y chatarra. En la siguiente ilustración 1.6 se resumen los procesos por los cuales se puede producir acero. Tomando en cuenta los elementos que están involucrados, éstos se dividen en tres etapas: 1. Fabricación de hierro 2. Fabricación de acero 3. Manufactura Ilustración 1.6 Procesos más utilizados para producción de acero. Traducción propia y modificación de WSA (2013) 22 Los elementos implicados para la fabricación de acero pueden estar integrados en un mismo complejo siderúrgico o tener plantas específicas para la transformación de carbono en coque, mineral de hierro aglomerado en pélets (canicas de 10 mm de diámetro aproximadamente) y sínter cuyos polvos permiten la fundición de los materiales en el alto horno. Por otro lado, se requieren, entre otras plantas, la de generación de oxigeno que permiten establecer el contenido específico de carbono en el acero, la planta de recuperación, tratamiento y recirculación de agua, así como la de abastecimiento de energía eléctrica para impulsar la parte mecánica de la planta que hace posible la regeneración y recirculación de gases (Breña, 1996). Las principales materias primas implicadas en el proceso son el hierro y el coque. En cuanto al hierro, posterior a la extracción, éste se tiene que limpiar para eliminar la mayor cantidad de impurezas y peletizar para ser posteriormente cocido hasta obtener la dureza necesaria. A la par de este proceso se realiza la transformación de carbono en coque. Estos elementos, son enviados a través de bandas o contenedores hacia el horno, sea alto o eléctrico. El proceso de alto horno se inicia con la fundición de hierro, mejor conocido como arrabio, posteriormente, adicionando coque, caliza y sínter, cuya función es ayudar a que el hierro se funda en el interior del horno y favorecen la producción de escoria para la eliminación de impurezas que flotan en la superficie del metal líquido. En este proceso se suministra aire caliente con una temperatura de 1100°C aproximadamente que al combinarse con carbono y oxígeno puede llegar hasta 2200°C (Secretaría de Economía (SE), 2014). Posteriormente se pasa al convertidor para la etapa de aceración siendo el CBO y de HA los más populares en este proceso integrado. En este tipo de convertidores lo que se buscan es la reducción de carbono en la aleación, eliminando impurezas (silicio, fósforo, azufre) y añadiendo elementos, así como chatarra de acero para aumentar el volumen. En la siguiente tabla (1.3) se mencionan algunas diferencias entre estos convertidores para una mayor comprensión. 23 Convertidor Características CBO o BOF Horno creado por Sir Henry Bessemer a mediados de 1850. Es un horno un recubrimiento refractario de la línea básica y en el que en vez de inyectar aire a presión como se hacía antiguamente, se inyecta oxígeno, lo que permite elevar mucho más la temperatura en un tiempo aproximado de 15 min. La carga del horno está constituida por 75% de arrabio y el resto de chatarra y cal. La temperatura de operación de este horno es superior a 1650°C y es considerado el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad y elevada pureza, exentos de hidrógeno, fosforo y azufre. HA o Siemens- Martin Horno desarrollado en 1868 por Friedrich Siemens en Alemania y en ese mismo año Pierre Martin en Francia mejoro el diseño. Son hornos de reverbero revestido por material refractario. Tiene forma rectangular y utiliza como combustible gas de coque con cuatro cámaras recuperadoras de calor, que permiten alcanzar altas temperaturas y economizar en combustible al calentar las paredes de ladrillo alcanzando 1000-1150°C y durante la combustión, hasta 1800°C. Al arrabio se le puede agregar chatarra, mineral de hierro o ambos. Si el arrabio tiene elevados porcentajes de fosforo o azufre, se agregan fundentes básicos (caliza o dolmita) y si se busca reducir el porcentaje de manganeso, se agregan fundentes ácidos (cuarzo o arena). En este horno las llamas no solo ejercen una acción calefactora, sino también química ya que del combustible y aire se obtiene una atmosfera oxidante, reductora o neutra. Tabla 1.3 Diferencias entre convertidores. Elaboración propia con datos de Katz (2011) Después de ser verificado el porcentaje de carbono, el acero se vacía en contenedores que además de transportarlo, buscan adicionar elementos que integren la composición química final según el tipo de acero demandado (esta parte del proceso es también conocida como afinado o afino). Finalmente, la elaboración básica de acero, termina con la colada continua en moldes con tamaños específicos (subproductos o semiterminado), enfriados con agua, estos modelos estándar son conocidos como palanquilla, tocho o planchón que tienen concentraciones de carbono específicas y elementos aleantes requeridos. Otra forma por la cual puede partir el proceso de elaboración de acero es por HAE que en su mayoría utiliza chatarra y mineral de hierro con la variante de utilizar previamente la reducción directa de hierro (RDH). Esta última consiste en la remoción del oxígeno del óxido de hierro a partir de reductores como carbono, monóxido de carbono e hidrógeno. El mineral de hierro y los pélets descienden por gravedad y el gas con una temperatura de 900°C, asciende en contraflujo originando la reducción de estos, al término se 24 obtienen productos como hierro esponja o ganga (contiene Fe metálico), óxido de hierro y carburo de hierro (SE, 2014). Este tipo de hierro se lleva al horno eléctrico donde se adiciona chatarra (si el contenido de carbono en la chatarra es bajo, se puede agregar coque o utilizar electrodos de carbono) y aleantes, el arco eléctrico puede generar un calor que funde a 1650°C (SE, 2014) capaz de quemar impurezas e integrar todos los elementos. El acero producto por HAE también se refina con la finalidad de obtener mejor calidad y homogeneidad, este proceso desgasifica el acero, que puede contener oxígeno, nitrógeno e hidrógeno adquiridos en el proceso y que pueden afectar la calidad dando paso a defectos. La desgasificación se da en presencia de vacío o haciendo pasar gas argón. Nuevamente este proceso termina en la colada continua, generando un mayor aprovechamiento del acero para productos semiterminados, así como la garantía de uniformidad en la composición. El mercado mundial del acero es altamente competitivo, ya que es un producto commodity, pues a partir de este material se pueden generar una gran cantidad de subproductos a nivel mundial. 25 Capítulo 2. Análisis de las tecnologías de producción de acero en México Este capítulo contiene la información correspondiente a las tecnologías más importantes de producción de acero en México y una perspectiva a nivel mundial. A partir de este tema, se mencionan los insumos requeridos para producir acero y principalmente los combustibles necesarios en el proceso, cuyos gases se clasifican entre los de efecto invernadero (GEI). Las ventajas y desventajas de los procesos productivos, también serán mencionadas en este tema. 2.1 Tecnologías de producción En el mundo, las tecnologías de producción de acero han ido cambiando dependiendo de la demanda, las innovaciones en materia de herramental y equipo, así como el marco regulatorio por país o región. Hoy en día las técnicas de producción más importantes son las de HAE, AH-CBO y AH-HA. El CBO, es el más popular a nivel mundial con 73.9% del mercado, seguido por el HAE con 25.6%, 0.5% para el de HA y 0.1% con otros métodos de producción según datos de World Steel Association, cuya producción anual fue equivalente a 1663.2 MMt en 2014 (WSA, 2015c). En la siguiente tabla (2.1) se muestran los principales procesos de producción que utilizan los 15 productores más importantes de acero en el mundo, mencionados en el capítulo 1 (tabla 1.2). País MMt %Oxígeno (CBO) %Horno eléctrico % Hogar abierto %Otros China 822.7 93.9 6.1 - 0.1 Japón 110.7 76.8 23.2 - - Estados Unidos 88.2 37.4 62.6 - - India 86.5 42.3 57.6 0.1 - Corea del Sur 71.5 66.2 33.8 - - Rusia 71.5 66.6 30.6 2.8 0.1 Alemania 42.9 69.6 30.4 - - Turquía 34 30.2 69.8 - - Brasil 33.9 75.5 23 - 1.5 Ucrania 27.2 73.4 6.2 20.5 - Italia 23.7 27.5 72.5 - - Taiwán, China 23.1 58.6 41.4 - - México 19 29.9 70.1 - - Irán 16.3 16.7 83.3 - - Francia 16.1 65.9 34.1 - - Tabla 2.1 Procesos productivos en el mundo 2014, 15 países. Elaboración propia con datos de WSA (2015c) 26 En México del total de acero producido, la generación a partir de HAE es la principal, con una contribución del 70.1% o 13.319 MMt y el restante a partir de AH-CBO con 5.681 MMt, según datos del 2014. Así mismo el uso de estos dos procesos en México ha cambiado constantemente a través del tiempo, como se refleja en las siguientes gráficas 2.1 y 2.2. Gráfica 2.1 Horno eléctrico. Elaboración propia con datos del INEGI (2014a), Servicio Geológico Mexicano (SGM,2015) y WSA (2015c) Gráfica 2.2 Convertidor al oxígeno. Elaboración propia con datos del INEGI (2014a), SGM (2015) y WSA (2015c) Estas variaciones en cuanto a volúmenes de producción pueden estar asociados principalmente a la economía del país, la demanda de estos productos, un alza en insumos básicos de generación de acero o la comercialización del producto en el mercado. 8,000,000 9,000,000 10,000,000 11,000,000 12,000,000 13,000,000 14,000,000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014* T o n e la d a s Año Horno eléctrico Horno eléctrico *Dato tomado de World Steel Association 4,000,000 4,500,000 5,000,000 5,500,000 6,000,000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014* T o n e la d a s Año Convertidor al oxígeno Convertidor al oxígeno *Dato tomado de World Steel Associatión 27 2.2 Insumos Para lograr la fabricación de acero, es necesario utilizar diversos materiales, tanto los que están involucrados directamente en el proceso como coque, caliza, hierro, chatarra de hierro, entre otros, como los que se consideran auxiliares en el desarrollo del proceso. Los elementos más importantes que permiten la producción de acero mencionados en este apartado son:  Materias primas generales  Combustibles y energía eléctrica  Agua Dependiendo del proceso que se quiera realizar, varían las cantidades de materia prima (WSA, 2014a). Para producir 1 ton (1000 kg) de acero por medio de AH- CBO se necesitan en promedio:  1,400 kg de mineral de hierro  800 kg de carbón transformado en coque  300 kg de caliza  120 kg de acero por reciclar A partir de estos elementos se genera un flujo de material, donde se generan desechos, consumo de energía y demás elementos que influyen en la fabricación de acero, como se ve en la siguiente imagen (2.1). Ilustración 2.1 Emisiones dentro del flujo de producción de acero con datos de Medina (2006) En esta ilustración varían muy poco las materias primas requeridas para producir una tonelada de acero por medio del proceso de convertidor básico al oxígeno, pero lo que más destaca son las emisiones que se registran en este proceso, como son, la escoria y los gases, los cuales dan pauta para el análisis ambiental del siguiente capítulo. Por otro lado, si se busca hacer la producción de 1 ton de acero crudo por RDH- HAE, en promedio se requieren (WSA, 2014a):  880 kg de acero reciclado  Arrabio o hierro esponja (aprox. 240 kg)  16 kg de coque  64 kg de caliza De los cuales aproximadamente se generan 200 kg de escoria. 28 La chatarra en este proceso de transformación resulta clave para disminuir el uso de materias primas vírgenes y reciclaje de materiales en desecho. Según el AISI, el porcentaje de chatarra que se puede agregar varía según el proceso que se siga, para la producción por CBO se puede adicionar como máximo un 35% de chatarra mientras que para el horno de arco eléctrico puede ser la carga total. La chatarra de acero es 100% reciclable y es el material más reciclado en el planeta (AISI, 2016). La siguiente gráfica (2.3) refleja la situación de la chatarra para producir acero con base nuevamente en los 15 principales productores analizados en este documento, cabe resaltar que en otros países de Asía se encuentran productores como India e Irán que fueron citados con anterioridad. Gráfica 2.3 Balanza comercial de chatarra (exportación-importación). Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Por un lado, en cuanto a las actividades comerciales, la chatarra puede significar un negocio rentable para países con una cadena logística de recuperación de chatarra bien definida como Estados Unidos, que a su vez tiene un porcentaje amplio en el uso de horno de arco eléctrico como medio de producción de acero, el cual además de abastecer su propia demanda, demuestra que provee a otros países con su balanza comercial de chatarra ferrosa positiva. México según estos datos, tiene un déficit de entre -0.1 y -0.2, lo que significa que requiere comprar chatarra a otros países siendo su principal forma de producción el horno de arco eléctrico. Por otro lado, la comparación entre residuos generados por ambos procesos, se muestran en la siguiente ilustración (2.2), donde claramente el proceso de HAE genera una menor cantidad de materiales de desecho: Estados Unidos Japón Rusia Francia Aleman ia Brasil Ucrania México Taiwán ,China China Italia Corea del Sur Otros países de Asia Turquía 2013 14.6 7.9 3.7 3.6 3.1 0.4 0.1 -0.1 -4.3 -4.5 -4.7 -9.1 -11.8 -19.6 2014 11.1 7 5.1 3.7 3.4 0.6 0.9 -0.2 -4.2 -2.6 -4.8 -7.7 -13 -18.9 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 Balanza comercial de chatarra (exportación-importación) 29 Ilustración 2.2 Sub-productos a partir de la fabricación de acero. Traducción propia de WSA (2014b) La generación de lodos, escoria y polvos del proceso de horno de arco eléctrico, en promedio, es solo la mitad de lo que se genera por alto horno, también requiere menos materiales y es el más utilizado en México. Si se busca establecer un análisis de combustibles y electricidad en la industria, se debe hablar previamente del consumo energético, el cual está compuesto por ambas fuentes que dan un panorama general en unidades de energía (petajoules PJ) del consumo total. La industria básica del hierro y del acero es la rama con mayor consumo de energía del sector manufacturero en México, donde tan solo en 2014 según la Secretaría de Energía (SENER) y su Balance Nacional de Energía (BNE), registra a este sector en el primer lugar por su intensidad energética, como se muestra en la siguiente ilustración (2.3). 30 Ilustración 2.3 Consumo energético de las principales ramas manufactureras. Segmento de tabla con modificación propia, SENER (2014a) La industria básica del hierro y el acero tuvo un consumo de 212.47 PJ que representó el 13.6% del consumo industrial para el año 2014 (SENER, 2014a), a partir de este dato total se pueden extraer los porcentajes correspondientes a combustibles y energía requeridos, siendo el gas seco (gas natural) el combustible más utilizado en la industria, como lo muestra la siguiente gráfica (2.4): Gráfica 2.4 Energéticos utilizados en la industria del hierro y del acero. Modificación con datos redondeados de la SENER (2014a) En cuanto a insumos, el mismo BNE hace énfasis en los combustibles que forman parte de la anterior gráfica, los cuales además de proveer calor por medio de la combustión, funcionan como agentes reductores fundamentales en el proceso. Mismos que se describen a continuación (SENER, 2014a):  Gas seco o gas pobre: Mezcla de hidrocarburos gaseosos obtenida como subproducto del procesamiento del gas natural o de la refinación del 57% 32% 9% 2% Energéticos utilizados en la industria del hierro y del acero Gas seco Carbón y coque de carbón Electricidad Petrolíferos 31 petróleo. Se compone principalmente por metano y contiene pequeñas cantidades de etano. El gas seco posee normalmente una relación gas- petróleo que excede 100 000 scf/STB2.  Coque o Coque de carbón: Combustible sólido, con alto contenido de carbono, obtenido de la destilación del carbón siderúrgico. Se clasifica de acuerdo con su tamaño en metalúrgico, nuez y fino. o Coque de petróleo: Combustible sólido y poroso, de color que va del gris al negro, aproximadamente con 92% de carbono y 8% de ceniza, que se obtiene como residuo en la refinación del petróleo.  Petrolíferos o Gas licuado: Combustible que se obtiene de la destilación del petróleo y del tratamiento de los líquidos del gas natural. Incluye butano y propanos. o Diésel: Combustible líquido que se obtiene de la destilación del petróleo entre los 200° y 380° C. o Combustóleo: Combustible residual de la refinación del petróleo. Abarca todos los productos pesados y se incluye el residuo de vacío, Virgin Stock, residuo de absorción y residuo largo. La variación en el uso de estos combustibles o fuentes energéticas, para la industria básica del hierro y el acero se muestra en la siguiente gráfica (2.5), en la cual se reflejan las fluctuaciones respecto al consumo de energía del sector, en petajoules (PJ). Gráfica 2.5 Consumo por insumo, industria básica del hierro y el acero en México. Elaboración propia con datos de la SENER (2014a) En general, el uso de consumo en petrolíferos para esta industria va a la baja, combustóleo, coque de petróleo, diésel y gas licuado disminuye con el paso de los años, debido a una tendencia en la industria de disminución de costos con beneficios ambientales. 2 Scf=Pies cúbicos estándar y STB= barriles a condición estándar 0 20 40 60 80 100 120 140 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 P J Año Consumo por insumo, industria básica del hierro y el acero en México Gas seco Coque de carbón Gas licuado Diesel Combustóleo Electricidad Coque de petróleo 32 En cuanto al uso de combustóleo, el problema con el que la mayoría de las industrias se enfrenta al querer alimentar sus quemadores de flama, es el alto contenido de azufre presente en la mezcla, ya que, desde su origen, este combustible debe tener 4% en peso máximo de azufre (Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), 2014a). El coque de petróleo pese a su alto poder calorífico, tiene un alto contenido de azufre, níquel y vanadio. Dado que su materia prima son los residuos de la destilación del petróleo, su producción va ligada con la producción de combustóleo (IMP, 2014a). El diésel utilizado en esta industria lleva el nombre de diésel industrial de bajo azufre, cuyo contenido máximo de este compuesto es de 500 mg/kg y predominan los hidrocarburos no volátiles de tipo parafínico (IMP, 2014a). Por otro lado, el gas licuado con una mezcla aproximada de 60% propano y 40% de combinación de butanos, así como 140 ppm (en peso máximo) de azufre en la mezcla, nuevamente tiene rastros de azufre, lo que genera una disminución en su uso. Para mayor información respecto al análisis fisicoquímico o compuestos de los anteriores combustibles, revisar el apéndice, apartado 1. Si comparamos los combustibles que van a la baja en uso para la industria del hierro y del acero (combustóleo, coque de petróleo, diésel y gas licuado), podemos observar que la presencia de azufre en los mismos es determinante en el consumo presente y futuro, debido a que el azufre contenido en estos combustibles fósiles es considerado precursor de gases de efecto invernadero, lo que significa que al mezclarse con otros elementos genera gases de este tipo. Uno de los gases precursores que se liberan como producto de la concentración de azufre en los combustibles, es bióxido de azufre (SO2) (INECC, 2010b). Finalmente, para el caso del agua que se utiliza en esta industria, existen diversas fuentes que únicamente establecen el uso del agua dentro del proceso sin enfatizar en datos numéricos que dependan de la cantidad de acero que se produce por empresa y específicamente por el uso generalizado de plantas residuales. Asociado con el manejo de agua por empresa, según datos de 20 miembros de World Steel Association encuestados en el año 2011 (WSA, 2015b) dieron como resultado que en las plantas integradas donde se incluyen procesos tales como AH-CBO o de HA genera un gasto total promedio de 28.6m3 de agua por tonelada de acero producido, del cual se recuperan en promedio 25.3 m3. El agua para este proceso es fundamental ya que forma parte de la eficiencia asociada al enfriamiento de partes principales y auxiliares del AH como las válvulas de gases, paredes del horno, entre otras. En cuanto al proceso por HAE, requiere en promedio 28.1m3 de agua por tonelada producida de acero cuya recuperación se encuentra en 26.5m3 de agua, en promedio. Para este proceso es necesaria el agua, ya que los electrodos y soportes tienen un sistema de enfriamiento que es abastecido por la parte superior del horno. 33 Si se analiza cada proceso respecto al consumo y la recuperación de agua, se tienen pérdidas durante la generación de acero, para las plantas integradas la perdida de agua promedio es de 3.3m3 debido a la evaporación como principal factor, en cuanto al HAE hay pérdida de 1.6m3. Con base en esto, se concluye que, en cuanto a recuperación de agua, este último proceso resulta ser más eficaz por la disminución en gasto del líquido por vía de vapor, que es también considerado un gas de efecto invernadero y que a su vez requerirá menos aportación de agua para comenzar de nuevo el ciclo de generación de acero. 2.3 Ventajas y desventajas Después de conocer tanto los insumos como los elementos que participan en el proceso de producción de acero, podemos simplificar datos relevantes que ayuden a definir ventajas y desventajas entre los procesos, en la siguiente tabla (2.2) se comparan los dos procesos de generación de acero más importantes en México, AH-CBO y RDH-HAE. Análisis entre tipos de producción de acero Aspecto AH-CBO RDH- HAE Aparición en México 18573 19504 Producción en MMt/año (2014) 5.681 13.319 Combustibles requeridos Coque de carbón, coque de petróleo, gas natural (gas seco) y en menor proporción, gas licuado, diésel y combustóleo Gas natural (gas seco) y Coque de carbón Insumos básicos Mineral de hierro en forma de pélets, fundentes (caliza, óxidos, carbonatos), chatarra de hierro y aire enriquecido con oxígeno Mineral de hierro en forma de pélets, carbón mineral, fundentes, chatarra de hierro y reductores (H, C, o CO) Porcentaje máximo de chatarra por carga 35% 100% 3 Hasta donde se tienen noticias certeras, la primera ferrería que utilizo exitosamente un alto horno fue la de “El salto”, ubicada en Valle de Bravo. Su funcionamiento se extendió entre 1857 y 1908 (Breña, 1996). 4 En los años cincuenta resurgió el interés en muchos países por el desarrollo de tecnologías para producir hierro esponja. Un gran impulso salió de México, donde la compañía HYLSA fue pionera de un proceso de reducción directa (Martínez, 1997). 34 Gases de efecto invernadero producidos por proceso CO2, CH4 y N2O CO2, CH4 y N2O Tiempo de producción por carga 6-8 horas para que las materias primas desciendan a la parte inferior del horno, donde se convierten en producto final. Una vez que se inicia la producción por este método la actividad se ejecuta de forma continua de 4-10 años y sólo se detiene para realizar mantenimiento (IIMA, 2016) Para hornos con capacidad de 150 toneladas, la fundición dura entre 40-90 min Electricidad requerida Energía requerida para desarrollar las actividades secundarias dentro de la empresa Aprox. 200,000 [A] y entre 50 y 500 [V] (MTU, 2010) más energía requerida para desarrollar actividades secundarias dentro de la empresa Gasto de agua promedio en m3 (perdidas al final del proceso) 3.3 1.6 Tabla 2.2 Análisis entre tipos de producción de acero En cuanto a la capacidad instalada, la industria del hierro y del acero en general reportó un rango de 79% en el año 2009, siendo su peor cifra debido a la crisis económica, y hasta un 88.5% en 2007 (INEGI, 2015b). En tanto, para 2015 la Encuesta Mensual de la Industria Manufacturera (EMIM) reportó un promedio de 80.1%, sin contemplar aún el mes de diciembre del mismo año. Teniendo en cuenta el año de aparición en el mercado mexicano de cada proceso productivo, podríamos decir que el horno de arco eléctrico se ha ido posicionando con cerca del 70% del mercado en menos de un siglo de desarrollo en México. Este dato está ligado con las ventajas que el horno de arco eléctrico ofrece en materia de eficiencia y economía con respecto al alto horno, ya que en este proceso, tanto el hierro esponja como la chatarra pueden generar acero nuevo en poco tiempo, el gasto en agua es menor porque la mayor parte circula en el proceso y vuelve a regresar para iniciar el ciclo, finalmente se utiliza en gran medida el gas natural, el cual causa un menor impacto en el ambiente, en comparación con otros combustibles fósiles. Sin embargo, el alto consumo eléctrico para el proceso, impacta en tarifas económicamente menos atractivas 35 y métodos de producción con especificaciones de horario debido a la demanda eléctrica de esta rama. Si se habla de la producción por AH-CBO, se debe tomar en cuenta que el hierro mayormente utilizado proviene de materia virgen que incluye procesos previos, también, que al producir acero se requiere un mayor número de combustibles que al mezclarse o generar una combustión incompleta, tendrán un impacto mayor en el ambiente, trayendo consigo gases de efecto invernadero. Otro factor importante durante la fabricación por este medio, es el tiempo de producción que es mayor respecto al del HAE y además, el AH no pueden disminuir su temperatura. Finalmente, en cuanto a aspectos técnicos, se puede decir que el proceso por RDH-HAE utiliza una menor cantidad de combustibles contaminantes y agua, en comparación con el proceso de AH-CBO. Sin embargo, se debe hacer un análisis en términos ambientales y económicos. 36 Capítulo 3. Análisis económico, social y ambiental de la industria del acero El estudio económico, ambiental y social será estudiado en este capítulo junto con las implicaciones que la producción de acero conlleva. De igual forma se mencionan las ventajas económicas y sociales en las que la industria del acero impacta. 3.1 Impacto económico Por un lado, la industria del acero tiene gran aporte sobre la economía nacional con 6.4% al PIB industrial y 12.2% para el PIB manufacturero, lo que representó 62,481.141 MMdp de acuerdo con el PIB total de 2014 (INEGI, 2015a), por otro lado, se deben conocer las condiciones económicas bajo las que trabaja, al tomar en cuenta algunos costos estimados y relacionados con sus insumos, así como su aportación a nivel mundial con las exportaciones e importaciones. Es preciso recordar que la industria del acero con base en su producción y consumo suele utilizarse como indicador de desarrollo industrial del país (Breña, 1996). El impacto económico se puede estudiar de manera externa e interna, la primera será desarrollada por medio de la balanza comercial y la situación que vive México, tanto en exportaciones como en importaciones de acero, mientras que el impacto interno tiene su estudio en la economía de la industria acerera en nuestro país respecto al mundo. Las exportaciones e importaciones que un país genera para algún sector en específico, se registra por medio de la balanza comercial, la cual nos indica la posición de un país en cuanto a su demanda de productos (exportaciones menos importaciones). Por ello, es recomendable que las exportaciones sean mayores que las importaciones, ya que se estaría hablando de un superávit o balanza comercial saldable. Para el caso de este análisis se tomará en cuenta la balanza correspondiente al comercio directo a partir de la producción de acero bruto, vendido o comprado por México. La siguiente ilustración (3.1) muestra este desarrollo comercial desde 2009 hasta 2015. 37 Ilustración 3.1 Balanza comercial de acero en México, Comercio directo, CANACERO (2016b) Por medio de esta gráfica podemos conocer la situación de México, cuya diferencia entre exportaciones e importaciones resulta negativa con -9.4 MMt en 2015, lo que significa un déficit de acero en México. Esta disminución de exportaciones contra importaciones en el sector, se puede estar generando por diversos factores. Entre los que destacan, la disminución de producción de acero dentro del país, la falta de tecnología para transformarlo en productos y el alto nivel competitivo al que se enfrenta el sector con respecto al precio y expansión de otros países. A partir de la producción de acero en México, cuyo último registro en el año 2014 reportó una producción de 19 MMt respecto a un consumo nacional aparente de acero terminado de 22.5 MMt (WSA, 2015c), se dice que la demanda en México no se cubre únicamente con lo que se produce, trayendo consigo la importación del mismo u otros productos relacionados. La falta de tecnología para la trasformación a su vez depende de diversos factores, en México como se citó anteriormente, contamos principalmente con dos tipos de tecnologías que permiten la generación de acero por CBO y HAE, siendo esta ultima la líder en el mercado mexicano para la producción de acero bruto. Esta industria en general, tiene el potencial para generar una mayor producción según datos de INEGI (2015b), pues como se analizó en el capítulo 2, su mayor capacidad fue 88.5% en 2007, respecto a estos datos se dice que la falta de recursos tecnológicos para la producción de acero no es un impedimento para su expansión en el mercado. La eficiencia de esta industria depende del tamaño de la planta, la calidad en los insumos y la tecnología utilizada. Por otro lado, el déficit de una industria puede estar incrementando debido a la relación con la internacionalización de los procesos productivos dirigidos por 38 empresas multinacionales, que han resultado en un comercio intra-industrial (intercambio de partes y componentes de un mismo bien) y altos coeficientes de importación (Echenique, 2012), es decir que los proveedores de empresas trasnacionales pueden incurrir en compras internacionales de productos similares o específicos del sector, provocando una disminución en el consumo nacional, que afecta la balanza de productos directos pero favorece la de productos indirectos por la transformación de acero. La siguiente ilustración (3.2), refleja este tipo de comercio. Ilustración 3.2 Balanza de comercio indirecto en México, CANACERO (2016b) En la imagen 3.2, resaltan los productos que son transformados en México en mayor proporción, a partir de acero proveniente de exportaciones, entre ellos destaca el sector automotriz, de maquinaria y herramental. Con base en esto, nuevamente se observa que la falta de tecnología puede no significar un problema para la industria acerera del país en términos de actividades de transformación, donde incluso se genera una mayor importación. El último elemento analizado en este documento es la expansión del comercio de acero procedente de países que ofertan un menor precio y mayor producción, respaldados por subsidios del gobierno. Este tipo de prácticas es llamado dumping. Respecto a este tema, el mayor ejemplo es China, que es el principal proveedor de acero a nivel mundial, favorecido por políticas comerciales e industriales 39 apoyadas por el estado chino (Echenique, 2012), donde el gobierno tiene control de las importaciones y beneficia las exportaciones, además de apoyar la investigación, desarrollo de infraestructura pública y mano de obra a bajo costo. Este es un problema de competitividad desleal en materia de precio de venta del producto, del cual la mayoría de los países productores se quejan y reclaman a sus gobiernos la oportuna atención de las demandas antidumping5, pues al no establecer regulaciones se hace una adquisición mayor de acero proveniente del extranjero que pone en desventaja el comercio nacional. En México, ello es considerado el mayor problema dentro de la balanza comercial del sector acero, ya que ante la ley, se consideran prácticas desleales de comercio internacional la importación de mercancías en condiciones de discriminación de precios o de subvenciones en el país exportador, ya sea el de origen o el de procedencia, que causen daño a una rama de producción nacional de mercancías idénticas o similares en los términos del artículo 28 y 29 de la Ley de Comercio Exterior (LCE, 1993). Después de conocer algunos factores externos que afectan la economía del sector de producción de acero en México, tal parece que el problema más serio según los datos analizados, es el alto nivel competitivo al que el sector debe enfrentarse. Por otra parte, los elementos internos que afectan la producción de acero tienen que ver con la disponibilidad de insumos. Entre los insumos base requeridos para la elaboración de acero crudo, se encuentran el hierro, la chatarra ferrosa, combustibles fósiles y electricidad, siendo estos los más importantes. De igual manera se hará énfasis en la comparación entre México y los 15 mayores productores a nivel mundial en cuanto a estas mismas materias primas. Como se mencionó en el capítulo 1 el hierro es un metal que se encuentra en México en 1% de la corteza terrestre (Breña, 1996), sin embargo, el mayor productor de este metal es Australia cuyas reservas pueden abastecer hasta el 50% de la demanda mundial (statista, 2016) siendo el principal proveedor de China (cuarto lugar en cuanto a reservas férricas). México tuvo un consumo aparente de 6.3 MMt, pero su producción para 2014 fue de 15.3 MMt de los que se exportaron 10.1 MMt, los cuales pudieron haber sido comprados por Asia (China, Japón, específicamente) o Europa principalmente (WSA, 2015c), sin embargo, compró hierro de otro tipo (no especificado) a diferentes países de América y con esto está cubierta la demanda de hierro en México, como se muestra en la siguiente tabla (3.1). 5 La doctrina define diversos tipos de dumping: esporádico (por parte de un productor que tiene un excedente ocasional debido a una sobreproducción y para evitar estropear el mercado doméstico, el productor vende el excedente ocasional a los productores extranjeros a precios reducidos.), intermitente (también denominado depredador o rapaz, tiene lugar cuando un productor en un esfuerzo por eliminar competidores y ganar el control del mercado extranjero, de manera deliberada vende en el exterior a un precio reducido por un breve tiempo.) y continuo ( o persistente se presenta cuando el fabricante vende de manera sistemática el producto a un precio inferior en un mercado que en otro.) (Ríos, 2008). 40 País Producción 2014 Exportación (Menos) Importación (Más) Consumo aparente China 269.2 0.1 820.2 1,089.30 Japón - 0 135.9 135.9 Estados Unidos 52 11 3.2 44.1 India 136.1 14.4 1.1 122.8 Corea del Sur 0.6 0.2 63.4 63.8 Rusia - - - - Alemania 0.4 0 40.9 41.3 Turquía 5.5 0.9 8.1 12.8 Brasil 364 329.6 0 34.4 Ucrania - - - - Italia - 0 11.5 11.5 Taiwán, China - - - - México 15.3 10.1 1.1 6.3 Irán Francia - 0.2 15.3 15.1 Australia 615 613.4 4.1 5.7 Tabla 3.1 Disposición de hierro mineral en millones de toneladas para los 15 principales productores de acero en el mundo y Australia como principal proveedor. Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Tomando en cuenta que el principal proceso de generación de acero en México es por HAE, se esperaría que tuviera una buena posición frente a la reducción directa. De acuerdo con las estadísticas mostradas en la gráfica 3.1, México es el tercer productor de hierro esponja, antecedido por India e Irán cuyo excedente forma parte de la materia prima con la que China puede generar acero. Esta posición para México, puede significar una ventaja en cuanto a las materias primas para la producción de acero, además de ser una constante alineada con la forma de producción por HAE. 41 Gráfica 3.1 Producción de hierro por reducción directa (DRI Iron). Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Por otro lado, en cuanto a hierro procedente de AH, México necesitó cubrir un déficit de 0.3 MMt en 2014, donde nuevamente Rusia y Brasil fueron los proveedores mejores posicionados en exportación de este tipo de hierro, como se muestra en la tabla 3.2. País Producción 2014 Exportación (Menos) Importación (Más) Consumo aparente China 711.6 0.2 0.2 711.6 Japón 83.9 0 0.2 84 Estados Unidos 29.4 0.1 4.6 33.9 India 55.2 0.8 0 54.4 Corea del Sur 46.9 0 0.9 47.8 Rusia 51.5 4.3 0 47.2 Alemania 27.4 0.1 0.5 27.7 Turquía 9.4 0 0.9 10.3 Brasil 26.9 2.6 0 24.3 Ucrania 24.8 2.2 0 22.6 Italia 6.4 0 1.7 8 Taiwán, China 14.4 0 0.6 15 México 5.1 0 0.3 5.4 Irán 2.8 - - 2.8 Francia 10.9 0 0.1 11 Tabla 3.2 Disposición de pig iron en millones de toneladas para los 15 principales productores de acero en el mundo. Elaboración propia con datos de WSA (2015c) Según los datos recabados, China controla la mayor parte del mercado de hierro, pues tiene grandes reservas y sus principales proveedores son países cercanos 0 5 10 15 20 25 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 M ill o n e s d e T o n Año Producción de Hierro por reducción directa (DRI Iron) India Irán México Rusia Alemania 42 a su territorio como Australia, India y en cierta medida Rusia, garantizando un abasto continúo de hierro para la producción de acero. Si se analiza el caso de México, no se cuenta con grandes yacimientos de hierro en el territorio, por lo que se tiene que establecer el abasto por compras a países de América Latina o por medio del Tratado de Libre Comercio con Canadá y Estados Unidos. México, podría aprovechar sus recursos y evaluar el proceso de transformación como una mejor opción para obtener mayores ganancias. Por un lado, está la opción de reducción directa del hierro, donde México tiene la infraestructura, además de no correr demasiados riesgos en la variación de precio. Otro insumo de gran importancia es la chatarra ferrosa, la cual, cada vez ha incrementado su valor en el mercado con la aparición de procesos mediante los cuales se puede disponer de la misma para la obtención de nuevos materiales como el acero, este aumento se ve reflejado en la demanda, que a su vez impacta en los precios de chatarra. Como se analizó en el capítulo 2, Estado Unidos gracias a la regulación de desechos, la obsolescencia acelerada de productos con base acero y una cadena bien establecida de recolección, es el líder en disposición de chatarra. Este país, al igual que México tiene como principal método de producción de acero, el HAE. Por diversos factores como la logística, disposición de chatarra y abastecimiento continuo los países deben comprar chatarra en el exterior. Este es el caso de México, donde se tienen faltantes en abastecimiento de chatarra según la balanza comercial del 0.1 (2013) y 0.2 (2014) (WSA, 2015c). La chatarra ferrosa es un insumo hasta cierto punto caro, en comparación con los materiales provenientes de una transformación de hierro mineral, el problema tiene que ver con la disponibilidad que se tiene y la frecuencia de abastecimiento en caso de querer introducirla al proceso de producción de acero. En México, no se tiene instrumentada una adecuada disposición de desechos y únicamente se provee por medios privados cuya procedencia puede ser nacional (recolectores menores) o extranjera (importación). Por otra parte, dentro de los combustibles utilizados para la producción de acero, se encuentra el gas natural y el coque de carbón. Estos combustibles, son utilizados a nivel mundial y existe un ranking donde se conoce la cantidad de recursos que producen los países, en la siguiente ilustración del mapa 3.3 se muestra que Estados Unidos tiene la primera posición en producción de gas natural a nivel mundial con 566.85 MMt de petróleo equivalentes (MMtOe)6, mientras que México se ubica como productor, en el lugar dieciocho con 40.47 MMtOe. 6 Equivalentes a 41.868 Petajoules (1016 joules) 43 Ilustración 3.3 Producción de gas natural mundial 2013. Resumen y traducción propia con datos de International Energy Agency (IEA, 2016) Por otro lado, la estadística de consumo de gas natural, establece que México ocupa la décima posición con 59.79 MMtOe tan solo en 2013 (IEA, 2016), superando la producción anual, por ello, México necesita países que le vendan el insumo. El gas natural cobra gran importancia para ramas de Metales Básicos como el hierro y el acero, ya que tuvieron un uso de 326.1 millones de pies cúbicos diarios (MMpcd) en 2014, lo que significa un 60% de uso de combustibles en toda la industria (SENER, 2014b). La siguiente imagen (3.4), ejemplifica la situación de México frente a las importaciones, donde se posiciona en un rango de importación de 0.01-25 MMtOe desde 1985 hasta 2013. Ilustración 3.4 Comercio neto de gas natural 2013 (MMtOe). Traducción propia con datos de IEA (2016) A partir de esto, se dice que México ha sido un importador desde hace décadas, sin embargo, el problema puede estar radicando en la variación de precios que sus proveedores establecen y en consecuencia un alza en el precio de productos nacionales donde para el caso del acero, se usa este combustible. El carbón y principalmente el coque es otro elemento indispensable para la fabricación de acero. El líder en producción de carbón a nivel mundial es China 44 con una producción de 1.89 mil millones de toneladas de petróleo equivalentes (MMMtOe) en 2013, lo que equivale al 48% del total producido en el mundo, seguido de Estados Unidos, Indonesia y Australia donde se concentra el 80% de la producción total (IEA, 2016), mientras que México se ubica en el lugar veinte con 7.57 MMtOe como se refleja en la siguiente imagen (3.5). Ilustración 3.5 Producción de carbón mundial 2013. Resumen y traducción propia con datos de International Energy Agency (IEA, 2016) Al igual que el gas natural, el carbón ha sido importado en cantidades que van de 2 hasta 50 MMtOe desde 2001 a 2013 para cubrir la demanda, como se muestra en la siguiente imagen (3.6). Ilustración 3.6 Comercio neto de carbón 2013 (MMtOe). Traducción propia con datos de IEA (2016) La producción de carbón a partir de los elementos evaluados, refleja una decadente producción en México en comparación con los valores de China y la 45 disposición de este insumo en su territorio, además de las importaciones que cada país requiere para cubrir su demanda o buscar carbón de ciertas características. Por ejemplo, Estados Unidos es quien abastece principalmente el déficit de carbón en México. El carbón es principalmente utilizado para la generación eléctrica con un abasto alrededor del 70% según datos de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) seguida de la industria del hierro y el acero con 7% (CFE, 2013), los cuales utilizan el carbón después de ciertos procesos, como combustible. Se estima que este, siga aumentando su consumo para la industria del acero, en una proyección generada por la SE de 2012-2030 donde la demanda de carbón coquizable promedio será de 0.9% anual. El consumo eléctrico en la industria del acero es clave para conocer la situación del país en cuanto a ventajas competitivas asociadas con el método de producción, HAE. La generación total de electricidad a nivel mundial, posicionó a México en el doceavo lugar en 2013. Para ilustrar esto, se tiene la imagen 3.7, donde nuevamente es potencia China. Ilustración 3.7 Generación eléctrica total (TWh) Resumen y traducción propia con datos de International Energy Agency (IEA, 2016) En el capítulo 2 se evaluaron los datos publicados por la SENER en su BNE 2014, donde la industria del hierro y el acero es la que repunta en intensidad energética del sector industrial, y del total, el 9% de este gasto energético corresponde a electricidad. Tan solo para esta industria y específicamente para el método de producción por HAE, resulta ser un elemento de primera necesidad que garantiza su subsistencia y competencia en el mercado. Después de conocer las materias primas de mayor importancia en cuanto a disponibilidad para la fabricación de acero, es indispensable conocer los costos asociados dependiendo del método de producción que se utiliza, con la finalidad de establecer los insumos claves que determina su precio y competitividad en el mercado. 46 Las siguientes tablas 3.3 y 3.4, desglosan de forma general los costos correspondientes a los procesos CBO y por HAE, donde este último es el que tiene un mayor costo de producción. Cabe destacar que estas tablas fueron desarrolladas de forma genérica en enero del 2016, es decir que dentro de las especificaciones de la fuente se menciona que ninguna empresa utiliza estos datos verdaderamente, pero tienen una justificación real para datos de insumos como el hierro, carbón, chatarra, gas natural y electricidad, porque se tienen datos actualizados e históricos. Para la producción por medio del CBO, las especificaciones concuerdan con una empresa integrada de productividad media, depreciación lineal y los costos están encaminados a generar una tonelada métrica de acero líquido de calidad comercial. De igual manera se contempló la importación del carbón mineral a precios internacionales con transporte de terceros y finalmente un costo de mano de obra fijo, del 25% (Steelonthenet.com, 2016). Costo de producción por Convertidor básico al oxígeno 2016 Concepto Factor Unidad Costo unitario (US$/unidad) Fijo Variable Total Hierro 1.559 Tonelada 51.63 0 80.49 80.49 Carbón 0.892 Tonelada 82.12 0 73.25 73.25 Chatarra ferrosa 0.15 Tonelada 160.65 0 24.10 24.10 Fundentes 0.536 Tonelada 37.5 0 20.10 20.10 Gases industriales 262 m3 0.07 0 18.34 18.34 Electricidad 0.141 MWh 127 2.69 15.22 17.91 Mano de obra 0.518 horas 30.56 3.96 11.87 15.83 Otros costos 1 unidad 15.48 3.87 11.61 15.48 Transporte del hierro 1.559 Tonelada 5.8 0 9.04 9.04 Ferroaleantes 0.006 Tonelada 1383 0 8.30 8.30 Refractarios 0.011 Tonelada 685 0 7.54 7.54 Transporte del carbón 0.892 Tonelada 4.22 0 3.76 3.76 Transporte de chatarra ferrosa 0.15 Tonelada 5 0 0.75 0.75 Capital 1 unidad 53.63 53.63 0.00 53.63 Subproductos 1 unidad -4.44 0 -4.44 -4.44 Energía térmica -7.769 GJ 4.35 0 -33.80 -33.80 Total 64.15 246.13 310.28 Tabla 3.3 Costo de producción por Convertidor Básico al Oxígeno 2016. Elaboración y traducción propia con datos de Steelonthenet.com (2016) De acuerdo con la tabla anterior (3.3) y los costos variables por insumo, se determina que, en mayor medida, el costo del acero por CBO (310.28 US$/t), es determinado por el precio del hierro, el carbón (posteriormente transformado en coque) y la chatarra ferrosa. En estos tres insumos variables se ubica el 50% 47 del costo total del acero, además de llegar al 80 % del costo agregando fundentes, gases industriales (combustibles), electricidad y mano de obra. Por otro lado, al establecer los costos para la producción por HAE de una tonelada de acero líquido de calidad comercial, la fuente Steelonthenet.com establece parámetros similares que se deben tomar en cuenta para la evaluación de los datos, la carga de chatarra es en un 100%, la productividad media, costos de amortización lineales durante la vida del activo a veinte años y finalmente un costo de mano de obra fijo del 25% (Steelonthenet.com, 2016). Costo de producción por Horno de arco eléctrico 2016 Concepto Factor Unidad Costo unitario (US$/unidad) Fijo Variable Total Chatarra ferrosa 1.113 Tonelada 160.65 0 178.80345 178.80 Electricidad 0.455 MWh 127 8.66 49.125 57.79 Electrodos 0.005 Tonelada 5790 0 28.95 28.95 Ferroaleantes 0.009 Tonelada 1383 0 12.447 12.45 Mano de obra 0.349 horas 30.56 2.67 7.99544 10.67 Otros costos 1 unidad 10.2 2.55 7.65 10.20 Refractarios 0.009 Tonelada 685 0 6.165 6.17 Transporte de chatarra ferrosa 1.113 Tonelada 5 0 5.565 5.57 Fundentes 0.031 Tonelada 118 0 3.658 3.66 Gases industriales 17 m3 0.07 0 1.19 1.19 Pig iron/ DRI 0 Tonelada 174.99 0 0 0.00 Pig iron/ DRI transporte 0 Tonelada 14 0 0 0.00 Capital 1 unidad 17.77 17.77 0 17.77 Energía térmica -0.396 GJ 4.35 0 -1.7226 -1.72 Total 31.65 299.83 331.48 Tabla 3.4Costo de producción por horno de acto eléctrico 2016. Elaboración y traducción propia con datos de Steelonthenet.com (2016) El costo del insumo de mayor impacto para producir acero por medio de HAE, es la chatarra ferrosa, cuya tonelada tiene el valor de 160.65 dólares, significando poco más de 50% del costo total por tonelada de acero líquido producido. Asimismo, el 80% implica la adición de gastos eléctricos y desgaste de los electrodos. Mientras que, para producir acero por este medio, se requieren menos insumos, el precio que se le otorga a cada uno tiene mayores consecuencias en la economía de las empresas. 48 3.2 Impacto social La importancia del acero en términos sociales resulta difícil de contabilizar debido a los escasos parámetros que se utilizan para determinar cuan benéfico o perjudicial puede ser un proceso o industria para la sociedad, pero a partir de ciertas estimaciones estudiadas en este capítulo, podemos conocerla. El impacto social para este análisis, será definido por cantidad de viviendas qué se construirán, el empleo que se genera por medio de esta industria y los efectos en materia de salud que afectan a las personas que laboran en plantas de generación de acero. En el capítulo 1 se dio a conocer la importancia del acero, donde uno de sus principales consumidores es la industria de la construcción con 50% del consumo a nivel mundial (WSA, 2016), la cual genera beneficios en términos sociales por medio de la construcción de viviendas. Con ello, la edificación depende directamente de la producción de acero. En la tabla 3.5, se presenta la proyección de la Sociedad Hipotecaria Federal hasta 2030, donde el número de habitantes seguirá en aumento y de igual manera se verá reflejado en la cantidad de viviendas que estas personas requerirán, sin embargo, a medida que pasan los años, la tasa de crecimiento anual de viviendas va disminuyendo ligada con la misma tasa anual de habitantes, de manera proporcional. Tabla 3.5 Crecimiento de viviendas y población 2011-2030, Sociedad Hipotecaria Federal (SHF, 2015) Con base en este efecto, se concluye que el crecimiento poblacional está ligado con la producción de acero, por medio de la construcción de las viviendas y nuevamente se reafirma la importancia de la construcción como indicador de desarrollo económico del país. El segundo componente a evaluar corresponde al personal empleado en la industria del acero y sus características laborales conforme a la Encuesta Anual de la industria Manufacturera (EAIM) de la cual se obtuvieron los datos de mayor relevancia para este estudio en la siguiente tabla (3.6). 49 Características laborales de la industria básica del hierro y del acero Periodo Personas por establecimiento Promedio anual de personal ocupadas Jornada de trabajo (horas) Días trabajados (días al año) Total de horas trabajadas (Miles de horas) 2010 821 21357 7.62 337 54876 2011 838 21798 7.63 331 55042 2012 887 23052 7.49 332 57303 2013p 902 23460 7.64 331 59324 2014 964 24106 7.84 325 61417 p, cifras preliminares Tabla 3.6 Características laborales de la industria básica del hierro y del acero. Elaboración propia con datos de INEGI (2016a) Con relación a la tabla anterior, se observa un crecimiento en la incorporación de personal a esta industria desde 2010 hasta el dato más reciente en 2014, además de contar con jornada promedio que están dentro de la ley, ya que la mayor parte del trabajo de esta industria se lleva a cabo por las noches. El último elemento presente en este análisis es el de seguridad y salud, el cual va ligado con el punto anterior pues se habla del ambiente donde se desarrollan las actividades productivas. Socialmente este factor tiene impactos negativos de pequeña y gran escala, los cuales son clasificados de acuerdo al sector al que pertenece la empresa y el riesgo que tienen asociado respecto al cuerpo humano o la situación a la que se está sometido, la Organización Internacional del Trabajo (OIT) es la que se encarga de determinar, evaluar y establecer los riesgos laborales, así como recomendar mejores prácticas en materia de seguridad e higiene. El siguiente cuadro (3.1) resume los riesgos generales sobre los que tiene injerencia el trabajar en la industria del hierro y del acero. 50 Cuadro resumen 3.1 Seguridad de las operaciones de producción de hierro y acero. Elaboración propia con datos de OIT (2005) Según datos de la misma organización en 2003, las cuatro enfermedades con mayores decesos en el mundo están asociadas con el cáncer (32%), enfermedades circulatorias (23%), accidentes de trabajo (19%) y enfermedades transmisibles relacionadas con el trabajo (17%) (OIT, 2003), las cuales pueden afectar al personal en la industria debido a los asbestos, radiaciones ionizantes, ambientes con gases tóxicos, ruido, químicos presentes en la manipulación de elementos, trabajo por turnos o la falta de equipo de protección durante el trabajo. El factor social es muy importante ya que refleja el compromiso que las empresas tienen con la población y que tan importante es la empresa cuantificada en beneficios para la misma. Peligros de orden físico •Ruido •Vibraciones •Estrés debido al calor o frío excesivos •Radiaciones ionizantes •Radiaciones no ionizantes Sustancias químicas peligrosas •Sustancias químicas en el lugar de trabajo •Agentes respirables (gases, vapores, polvo y humo) •Amianto •Lanas aislantes Peligros para la seguridad •Espacios cerrados •Control del suministro de energía •Equipo de trabajo y dispisitivo de protección de la maquinaria •Grúas y montacargas •Caída de objetos •Tropiezos resbalones y caídas Ergonomía 51 3.3 Impacto ambiental La intensidad energética es la base para realizar una valoración del impacto ambiental ya que a partir de ella se puede conocer la cantidad de energía consumida por actividad o producción entregada por sub-sector y uso final. (IEA, 2015). Esta energía está relacionada con el poder calorífico asociado a cada combustible con base en los enlaces químicos que los componen y que actuarán posteriormente en la combustión, a su vez se refleja en la cantidad de contaminantes asociados a la industria por consumo energético. El valor de intensidad energética puede variar dependiendo de diversos factores tales como la fuente que analiza los datos, el método utilizado para su cálculo, la estructura económica, la tecnología, el costo de los insumos, la disponibilidad, el comportamiento de la demanda, etc. CANACERO cuenta con algunos registros de eficiencia energética para el sector acero a nivel mundial, mismos que se muestran en la siguiente imagen (3.8). Ilustración 3.8 Intensidad energética en la producción de acero (PJ/t), CANACERO (2016b) La imagen muestra que México se encuentra por debajo de la intensidad energética promedio del mundo con una variación aproximada entre 9 y 15 PJ/t de acero líquido, misma que reportó en 2011 como el consumo energético más bajo con 9.33 PJ/t, seguido del reportado en 2012 con 11.12 PJ/t (CANACERO, 2014b). Pese a que el consumo energético está por debajo del promedio, la industria básica del hierro y el acero en México es una de las mayores consumidoras de energía en el país. El sector industrial es el segundo consumidor de energía en México según el BNE de la SENER en 2014. La rama industrial del hierro y del acero fue la de mayor intensidad energética con 212.47 PJ. En la siguiente tabla (3.7) se expone 52 la variación en el consumo de energía de esta industria desde 2012 hasta 2015, así como el consumo de los combustibles asociados a la producción de acero. Año 2012 2013 2014 2015 2016 Industria básica del hierro y el acero (PJ) 208.1352 208.0774 212.2746 222.3441 N/D Coque total (PJ) 66.80686 67.38958 69.58615 60.34986 N/D Coque de carbón 64.33514 65.12601 68.69772 58.63684 N/D Coque de petróleo 2.471719 2.263571 0.88843 1.713014 N/D Total de petrolíferos (PJ) 5.399032 3.821118 2.937961 2.849617 N/D Gas licuado 0.005774 0.006203 0.01 0.009246 N/D Querosenos N/D N/D N/D N/D N/D Diésel 0.882445 0.882611 1.097868 1.029298 N/D Combustóleo 4.510813 2.932304 1.830093 1.811073 N/D Gas seco (PJ) 112.5803 115.2849 119.896 139.923 N/D Electricidad (PJ) 23.34899 21.58173 19.85453 19.22161 N/D Nota: La suma de los parciales puede no coincidir con los totales debido al redondeo de las cifras. Los datos del año 2015 son preliminares y están sujetos a cambios sin previo aviso. Tabla 3.7 Consumo de energía en el sector industrial (PJ), Industria básica del hierro y el acero, SENER (2016) Según la tabla anterior, el consumo energético ha ido en aumento, donde el gas seco (gas natural) es el principal insumo utilizado e incluso es determinante en la valoración de este dato. En términos más específicos, la intensidad se puede medir de acuerdo al proceso que se esté analizando. Janjua (2014) a través de WSA establece la generación de acero por CBO y HAE evaluados en GJ/t de acero crudo producido, como se refleja en la imagen 3.9, se ha determinado que el horno de arco eléctrico tiene un consumo energético menor respecto al CBO, sin embargo, se debe recordar que esto es válido en una carga ideal de 100% chatarra. Esta misma ilustración toma en cuenta la eficiencia energética que se puede establecer respecto a los valores de referencia o el mejor valor de intensidad energética. 53 El consumo energético asociado con el horno de arco eléctrico funciona como una opción viable para reducir la demanda energética, encaminada de igual manera a reducir emisiones de gases de efecto invernadero. Con base en la intensidad energética se puede determinar la aportación de emisiones contaminantes de la industria por compuesto y posteriormente en términos de CO2eq (dióxido de carbono equivalente). Respecto a las emisiones, la industria básica del hierro y el acero está catalogada como una fuente estacionaria o fija de combustión de alta intensidad energética que libera gases de efecto invernadero y precursores del mismo. Como se había mencionado en capítulos anteriores, los gases considerados de efecto invernadero son CO2, CH4, N2O, entre otros (INECC-PNUD, 2012). A partir de esta información, entre las partículas primarias asociadas con la industria del acero se ubica principalmente al CO2, seguido del CH4 y finalmente en N2O, así como otras partículas secundarias precursoras del efecto invernadero. La industria del acero en México, en comparación con otras industrias de la misma rama a nivel mundial y según datos de CANACERO, está por debajo del promedio en emisiones de efecto invernadero y esto se ve reflejado en la siguiente ilustración (3.10), cuya aportación en emisiones de CO2 se ubica entre 1.3 y 1.38 tCO2/t de acero líquido. Ilustración 3.9 Intensidad energética y ahorro energético por tipo de producción. Modificación y traducción propia de Janjua (2014) 54 Ilustración 3.10 Emisiones de CO2 en la producción de acero (tCO2/t acero líquido (AL)), CANACERO (2016a) Las emisiones de efecto invernadero vinculadas a la producción de acero, según el BNE se pueden dividir en dos sistemas de cálculo, el primero corresponde a las emisiones originadas por la utilización de combustibles (combustión), mientras que el segundo es producto del proceso que se lleva a cabo en las fábricas. Las emisiones por quema de combustibles fósiles son la principal fuente de emisión de gases de efecto invernadero a la atmosfera, la gráfica 3.2 muestra la diferencia entre el CO2eq por combustión y el CO2eq relacionado con el proceso, cabe mencionar que el BNE prevé el cálculo de emisiones fugitivas, pero, para este análisis no son tomadas en cuenta debido a que no está especificada su contabilización dentro del proceso. Gráfica 3.2 Emisiones para la industria del hierro y del acero. Elaboración propia con datos de INECC (2012) 0.0 2,000.0 4,000.0 6,000.0 8,000.0 10,000.0 12,000.0 14,000.0 16,000.0 18,000.0 20,000.0 0.0 2,000.0 4,000.0 6,000.0 8,000.0 10,000.0 12,000.0 1 9 9 0 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 G g C O 2 e q . to ta l G g C O 2 e q u iv a le n te Año Emisiones para la industria del hierro y del acero Consumo de combustibles (Energía) Proceso CO2 eq. total 55 La combustión genera gases de efecto invernadero, estimados en términos de CO2eq, las emisiones del proceso han tenido una baja desde el primer registro de esta fuente en 1990. La suma de estas fuentes donde se incluyen de igual manera gases como el metano y el óxido de nitrógeno, está representada por la línea cuya variación se encuentra entre 11,000 y 19,000 Gg de CO2eq. Si se toma 2010 como el dato más reciente del estudio de energía por sector, el INECC da a conocer que la industria del hierro y el acero contribuyó con el 54.7% de las emisiones de CO2 dentro del sector industrial (INECC-PNUD, 2012), específicamente el CO2eq por combustión fue de 7,779.1 Gg, por proceso genero 5,111 Gg de CO2eq, se produjeron 15.5 Gg de CO2eq de N2O y 3.2 Gg de CO2eq de CH4 (INECC, 2012), en consecuencia, el valor que tiene la quema de combustibles fósiles impactó en aproximadamente 60% de las emisiones de CO2eq, seguido del proceso y finalmente con N2O y CH4 despreciable, el cual no alcanza ni el 1%. Para contabilizar las emisiones relacionadas con el CO2 es necesario conocer el contenido de carbono (masa atómica de carbono respecto al total) de los combustibles y el poder calorífico asociado a la quema de los mismos, expresado en términos de contenido de carbono por unidad energética, para ejemplificar este cambio en unidades energéticas que posteriormente genera los factores de emisión, está la tabla 3.8 y para mayor información respecto a factores de emisión, ir al apéndice, apartado 3. Factores de emisión por combustible para la industria del hierro y del acero Factores de emisión Tipo de combustible Comb. Densidad Líquido (kg/litro) Densidad gas (kg/m3) Conteni do de carbono (% Peso) PCN (MJ/kg) Contenido de carbono (kg C/GJ) kgCO2/TJ kg CO2/ TJ (Promedio IPCC, 2006) kgCO2/ kg comb. kgCO2/ l comb. kgCO2 / m3 comb Refinación de petróleo Diésel 0.826 - 85.8 43.18 19.9 72,850.77 74,100 3.145 2.596 - Combustóleo 0.999 - 84.6 39.03 21.7 79,450.29 77,400 3.1 3.097 - Coque de petróleo - - 72.1 33.46 21.6 78,991.12 97,500 2.64 - - Cadena de producción de carbón Coque de carbón - - 75.7 25.32 29.9 109,598.01 107,000 2.774 - - Gaseosos Gas natural - 0.844 71.2 46.74 15.8 57,755.93 56,100 2.69 - 2.27 Gas LP 0.525 1.96 82 46.16 17.8 65,082.90 63,100 3 1.58 - Tabla 3.8 Factores de emisión por combustible para la industria del hierro y del acero (IMP, 2014b) PEMEX con base en un muestreo de los combustibles que produce en diferentes entidades del país realizo un estudio de donde parte la tabla anterior, para efectos de este documento se tomaron los valores promedio calculados para cada combustible. Lo importante de esta información es conocer la relación que tiene el contenido de carbón, el poder calorífico neto (PCN) y la unidad de dióxido de carbono por tonelada de energía entregada (kg/TJ). El PCN entregado por el gas natural es más eficiente respecto a los otros combustibles, su contenido de carbón por unidad de energía es el menor y por ende las emisiones de CO2 que parten de la energía utilizada son menores. El gas natural resulta ser un combustible con reducidas emisiones de gases al 56 ambiente, respecto a los demás combustibles, México utiliza este recurso de forma permanente para la industria del hierro y del acero, debido a que su principal forma de producción es el horno de arco eléctrico. Si se compara la otra forma de producción (COB), cuya aportación calorífica se da en mayor medida por el coque de carbón se puede observar que su eficiencia es reducida en comparación con otros combustibles y además genera una alta concentración de emisiones al utilizarlo. La valoración de los diversos combustibles ayuda a conocer el impacto por unidad energética, este elemento puede no ser decisivo para conocer cuál es el mejor combustible, sin embargo, es un indicador de valor comparado con el método de producción para la industria acerera, cuyo uso se inclina por ciertos combustibles. El método de producción utilizado para producir acero, también tiene un rol importante en la generación de emisiones, ya que dentro del proceso se pueden tener actividades en las que se genere mayor emisión como se observa en la tabla 3.9. La tabla anterior muestra algunos contaminantes asociados al proceso que tienen que ver con la calidad del hierro, la chatarra para la fabricación de nuevo acero y la utilización de combustibles sólidos. Algunos de estos gases son precursores del ozono como gas de efecto invernadero en la atmosfera y respecto al dióxido de carbono, metano y óxido de nitrógeno parecen ser despreciables o fugitivos. Principalmente la fundición del acero y la interacción de la aleación con gases industriales (N2 y O2) generan mayor cantidad de emisiones de CO2, debido a las reacciones químicas asociados al proceso. CBO HAE Combustible principal Coque de carbón (Carbón queda entre 0.6% y 6.6% sin quemar). Factor de oxidación= 98% Gas natural (Menos de 1% queda sin quemar). Factor de oxidación=99.5% Proceso con mayor emisión Soplado de oxígeno y fundición Fundición y afino CO2 Quema de combustibles fósiles, soplado de oxígeno Quema de combustibles fósiles, consumo de electrodos de carbono CH4 Combustión ineficiente Combustión ineficiente N2O Disminución de temperatura Disminución de temperatura CO Combustión ineficiente y fundición Combustión ineficiente y fundición COVDM Combustión ineficiente Combustión ineficiente Restos sólidos Humo negro y hollín Hollín que permanece en la instalación o es arrojado al ambiente Otros contaminantes SOx, Óxido de hierro, metales pesados (Hg, Cr, Pb, Ni, Zn, Cd, Cu, As) fluoruros y partículas PM10 y benceno SOx, NOx, Óxido de hierro, metales pesados (Hg, Cr, Pb, Ni, Zn, Cd, Cu, As), partículas PM10 y benceno Tabla 3.9 Diferencia de emisiones por proceso de fabricación de acero. Elaboración propia con datos de GCE (2012), INECC-PNUD (2012) y DMAOTGV (2007). 57 Las acciones que la industria del acero está tomando, tienen que ver con la reducción del consumo energético, manifestadas en la mejora de la eficiencia de las plantas y una mayor utilización del horno de arco eléctrico por su baja intensidad energética respecto a otros procesos. Poco a poco la industria ha ido migrando a métodos más eficientes que impacten en una representativa disminución en la intensidad, por ejemplo, en 2008 a nivel mundial se produjo acero por HAE en un 38%, mientras que en 1990 solo se producía el 28% por este mismo método (World Energy Council (WEC), 2010). Como se pudo observar durante el capítulo, la industria del acero depende de factores de gran alcance como lo son la economía mundial y de México, la sociedad y su desarrollo y el impacto ambiental. El acero como mercancía de importancia económica puede determinar el rumbo de la industria, ya que a partir de ella se crea un eje, donde tanto productores de hierro como consumidores para el desarrollo social, se ven inmersos en el crecimiento de esta industria de forma global. México debe reconocer su potencial, recursos y estrategias, en caso de buscar un desarrollo a favor de la industria del hierro y del acero que permitan competir en una rama industrial dominada por una superpotencia como China. Por el lado social, el acero es la base de grandes edificaciones y refugios que benefician a la humanidad, aunque también los efectos contra la salud son diversos para el personal que labora en las plantas acereras, como se analizó, pueden existir tanto accidentes, como enfermedades a largo plazo, producto del trabajo con acero. En este ámbito existen grandes beneficios materiales a un costo humano, por lo que las industrias deben ver por el personal de forma permanente. Finalmente, como se estudió, los esfuerzos respecto al impacto ambiental en la fabricación de acero en México han generado una disminución de gases de efecto invernadero en el proceso, pero no es suficiente, si la quema de combustibles es el elemento con mayores emisiones. La reducción en el impacto ambiental tiene que ver con una clara disminución en la intensidad energética donde aún queda mucho por hacer en materia de quema de combustibles fósiles. La sustitución tecnológica y el cambio de combustibles de menor impacto, es clave en la disminución de emisiones de efecto invernadero en la industria del acero, sin embargo, para lograr estas adecuaciones, México ha elegido ciertas medidas financieras para favorecer este cambio. En el capítulo final se darán a conocer las posibles alternativas que se tienen para disminuir las emisiones por medio de la intensidad energética y qué medidas se han tomado para contrarrestar este efecto. 58 Capítulo 4. Marco regulatorio fiscal Este capítulo se centrará en la importancia de los impuestos ambientales y de qué forma trascienden económicamente en industrias como la del acero, pues como se analizó en las secciones anteriores, esta industria requiere de importantes cantidades de la energía contenida en los combustibles fósiles para su producción. 4.1 Impuestos ambientales En el mundo se han establecido acuerdos mediante los cuales los países se comprometen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a través de la firma de un documento oficial, donde se plantean las condiciones de los países actualmente y se generan propuestas en forma de compromisos de mitigación de emisiones, ejemplos de estos acuerdos es el Protocolo de Kioto y la firma del acuerdo de reducción de emisiones de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), mismos que obligan a los países a disminuir sus niveles de dióxido de carbono para mejorar el medio ambiente y combatir el fenómeno del cambio climático, mientras que al mismo tiempo se generan incentivos en forma de bonos de carbono para aquellas empresas que disminuyan sus niveles de CO2 respecto a los establecidos por el protocolo (Muñoz, 2013). Por otro lado, como se planteó en la Ley General de Cambio Climático, México tiene el compromiso de reducir las emisiones de efecto invernadero para el año 2020 como fecha límite (Callejas, 2013). En generar, la reducción de estas emisiones tiene que ver con la disminución de la intensidad energética de las economías de los países y una mayor eficiencia en el uso de la energía en los sectores productivos de un país; para este análisis se tomará en cuenta la rama manufacturera y específicamente, la industria del acero. Como se estudió en capítulos anteriores la industria del acero tienen una importante intensidad energética, de las más altas en México, ligada a la emisión de gases de efecto invernadero de forma proporcional. De esta manera, la búsqueda de las industrias por generar una disminución en el impacto ambiental y económico, significa una modificación respecto a sus emisiones de gases de efecto invernadero, traducidos en CO2eq y a su vez en la reducción de la intensidad energética. El impacto generado por la contaminación o generación de emisiones de origen antropogénico tiene costos calculables respecto al PIB, la ilustración 4.1 generada por el INEGI muestra cifras preliminares de 2014 e ilustra la situación en México. 59 Ilustración 4.1 Costos totales por agotamiento y degradación, INEGI (2016b) Respecto a la información obtenida en la tabla y la gráfica anterior, se dice que los costos por contaminación ambiental son equivalentes a un 5.3% del PIB total generado en 2014, es decir que esta cantidad debería cubrir los costos por agotamiento y degradación en temas ambientales. La contaminación atmosférica fue la que generó mayor costo, con 59.5% del total y 71.3% en costos ambientales por degradación para 2014. Específicamente para este estudio, las emisiones producto de fuentes fijas entre 2007 y 2011 representaron el 8% contra las fuentes móviles y de área con un 92% (INEGI, 2013b), estas emisiones son producto de la quema de combustibles e intensidad energética, en industrias como el cemento y la industria básica del hierro y del acero. Estas cifras demuestran que existe un costo vinculado con la contaminación ambiental y a su vez se deben tomar medidas de mitigación para limitar el daño provocado sobre el entorno. 60 Respecto a este tema, INEGI dio a conocer el registro desde 2003 hasta 2014 de costos totales de agotamiento y degradación, costos por mitigación de emisiones a la atmosfera y la inversión que el gobierno destina para la protección ambiental, donde cabe destacar que la atención en temas medioambientales en México no está cubierta totalmente, debido a que se destina muy poco presupuesto para la atención oportuna de los mismos, como se observa en la tabla 4.1. Año PIB a precios de mercado (MMdp) Costos totales por agotamiento y degradación ambiental(CT ADA) (MMdp) Costo por mitigación atmosférica (CMA) (MMdp) Gastos en protección ambiental (GPA) (MMdp) CTADA /PIB (%) CMA/PIB (%) GPA/PIB (%) GPA/C TADA (%) GPA/CMA (%) Déficit entre (CTADA y GPA) (%) 2003 7,696,035 648,418 434,222 44,807 8.4 5.6 0.6 6.9 10.3 93.1 2004 8,690,254 700,213 448,256 50,177 8.1 5.2 0.6 7.2 11.2 92.8 2005 9,424,602 753,166 459,564 57,009 8 4.9 0.6 7.6 12.4 92.4 2006 10,520,793 794,513 465,955 64,796 7.6 4.4 0.6 8.2 13.9 91.8 2007 11,399,472 852,445 477,756 80,256 7.5 4.2 0.7 9.4 16.8 90.6 2008 12,256,864 916,780 467,156 97,066 7.5 3.8 0.8 10.6 20.8 89.4 2009 12,072,542 836,143 498,208 121,004 6.9 4.1 1.1 14.5 24.3 85.5 2010 13,266,858 884,826 503,139 126,176 6.7 3.8 1 14.3 25.1 85.7 2011 14,527,337 942,829 511,802 145,941 6.5 3.5 1 15.5 28.5 84.5 2012 15,599,271 1,003,015 546,744 146,936 6.4 3.5 1 14.6 26.9 85.4 2013 16,077,059 929,430 548,595 143,291 5.8 3.4 0.9 15.4 26.1 84.6 2014 17,209,663 910,906 542,283 147,666 5.3 3.2 0.9 16.2 27.2 83.8 Tabla 4.1 Principales datos e indicadores respecto al ambiente 2003-2014. Elaboración propia con datos de INEGI (2016b) En primer lugar, se observa de la tabla anterior que los costos por agotamiento y degradación ambiental han ido aumentando a razón del crecimiento del PIB, lo que demuestra que la contaminación esta acoplada a la producción y desarrollo económico del país, de igual manera, los costos relacionados con la mitigación, requieren de una mayor inversión, al igual que el valor ligado a la protección ambiental, sin embargo al relacionar estos conceptos en forma de indicadores, demuestra una realidad muy diferente. El indicador de CTADA/PIB disminuye debido a dos situaciones que se pueden plantear, que hayan bajado los costos relacionados con el agotamiento y degradación ambiental (la contaminación disminuya) o un aumento en el PIB total conectado al crecimiento de algunas ramas. Si se compara lo anterior descrito con el CTADA, se demuestra que han aumentado los costos por contaminación ambiental. Después, el indicador CMA/PIB demuestra que los costos relacionados con la contaminación atmosférica han disminuido respecto al PIB total, por otro lado, el GPA/PIB ha sufrido variaciones durante el periodo registrado entre 2003- 2014, lo que podría reflejar que no se tiene un porcentaje del PIB específico para 61 tratar temas a favor del medio ambiente, los cuales están variando entre 0.6% y 1.1% de los ingresos anuales del PIB. El dato de mayor relevancia tiene que ver con el indicador GPA/CTADA que mide cuanto del costo total por agotamiento y degradación se están cubriendo por medio de la protección al ambiente, en la tabla se muestra que este valor en porcentaje no alcanza a compensar ni una cuarta parte del daño generado al ambiente a lo largo de los años, ni siquiera en el año de mayor aportación, en 2014 donde solo represento el 16.2%. La siguiente columna GPA/CMA, es una estimación sobre cuánto del costo por mitigación atmosférica se podría cubrir con el escaso presupuesto destinado a protección ambiental, para el caso del 2014, el costo en protección ambiental solamente pudo haber cubierto el 27.2% de los costos totales para mitigación de emisiones que contaminan el aire. Finalmente, se calcula el déficit que se tiene entre el daño generado al ambiente, CTADA y la disposición de recursos económicos que lo protegen, GPA, donde lo más relevante es que está por encima del 80% pues únicamente se ha disminuido este valor en un 9.84% entre 2003 y 2014, demostrando que aún queda mucho por hacer en temimos ambientales y específicamente atmosféricos, pues el daño al entorno es muy superior a la inversión que destina el gobierno. Por otro lado, la disminución en las emisiones de efecto invernadero que provocan degradación atmosférica y un costo ligado a ello, están relacionadas con la reducción de la intensidad energética en las industrias. Es por ello que para generar un cambio que impacte en la intensidad energética industrial, esencialmente en la industria del acero, se tienen dos alternativas (Economics for energy (EFE), 2010): 1. Una reducción en la demanda de las actividades consumidoras de energía 2. Aumentar la eficiencia en el uso de energía La primera corresponde a establecer un límite en el requerimiento energético por parte de las industrias, basado en mejoras en el proceso y cambios en la tecnología utilizada para la producción. Esto puede traer consigo una disminución de los costos de operación para la rama, pero también tiene implicaciones con la competitividad del sector debido a los costos de implementación. Mientras que la segunda busca establecer medidas de ahorro energético y de productividad en las industrias con la finalidad de generar mayor producción con la menor cantidad de energía, impactando de igual manera en las emisiones de efecto invernadero. La tendencia de las industrias acereras en el mundo, busca una eficiencia energética, que no afecte su volumen de producción, con el menor impacto ambiental posible y sin establecer un gasto significativo. Sin embargo, las decisiones que marcan la disminución en la intensidad energética y las emisiones de efecto invernadero requieren de inversiones importantes que deben ser analizadas a profundidad. 62 Las alternativas más importantes para este estudio, que pueden provocar un cambio en la intensidad energética según EFE (2010) son: Tabla 4.2 Factores que afectan la intensidad energética en los países. Elaboración y redacción propia con datos de EFE (2010) Para el caso de México, la medida aplicada para recaudar impuestos al tiempo que se incentiva al sector industrial para reducir emisiones, fue establecer precios y regulaciones (impuestos) para los combustibles desde 2014, las cuales incrementan su costo en cierta cantidad adicional respecto de su costo original, debido al contenido de carbón presente en ellos. A este tipo de impuestos que buscan generar un cambio en materia ambiental para favorecer el entorno o evitar mayor contaminación y degradación, al mismo tiempo que generan una recaudación monetaria para la nación, se les conoce como impuestos ambientales o impuestos verdes. Los impuestos ambientales son instrumentos económicos que modifican los precios relativos de los bienes y servicios que se observan en el mercado (INE, 2002), estos pueden ser tanto directos (se incorpora al costo) como indirectos (se transfieren) y funcionan como instrumentos de protección y fomento ambiental. La OCDE en cuanto al diseño de impuestos de este tipo precisa que estos deben recaer en los contaminantes o en las acciones dañinas al medio ambiente; su cobertura debe ser tan amplia como lo es el contaminante en sí y debe tener la magnitud del daño que causa, a fin de acarrear mejoras en el entorno. (Fernández, 2014). Cambios estructurales •La industria se inclina para apoyar a ramas con menor intensidad energética y mayor valor añadido. •La energia que se deja de consumir en una industria puede perjudicar a otra (electricidad). Cambios tecnológicos •Pueden reducir la cantidad de materiales necesarios para producir un mismo bien, así como procesos con menores impactos ambientales, siempre y cuando la demanda del producto no supere las mejoras en eficiencia. Sustitución de combustibles •Puede generar más valor económico por su calidad energética. •Puede modificar su diferente nivel de eficiencia con base en los combustibles y sus propiedades. Precios y regulación •Un alza en los precios (por el mercado o por un cambio en la regulación), puede promover el ahorro energético mediante la contracción del consumo, generando la sustitución de insumos y avances tecnológicos hacia procesos menos intensivos. •Impuestos a la energía, combustibles y a emisiones de carbono. Preferencias del consumidor •Una vez que se alcanza un determinado nivel de ingresos, la elección entre bienes y servicios y sus requerimientos energéticos o calidad ambiental cambia, de forma que se puede decidir consumir más calidad ambiental, aunque sea a costa de consumir menos de otros bienes y servicios. •A medida que un país crece económicamente es probable que el aumento en ingresos haga disminuir la contaminación. Otros factores •El grado de dependencia energética o la disponibilidad de recursos (consumos elevados en paises productores de petroleo) 63 Los impuestos ambientales tienen estas funciones básicas (Callejas, 2013):  Recaudatoria: esencialmente como fuente de ingresos para el Estado a partir de acciones negativas contra el ambiente  De Comparación: los ingresos percibidos por empresas o individuos y los costos ambientales de su ejercicio económico  Instrumento de políticas fiscales: favorecen, desincentivan o protegen algún sector objetivo  Favorecer el cambio de tecnología: uso de energías de bajo impacto ambiental y promover la eficiencia energética  Bajar emisiones en el futuro: tener como perspectiva una economía de bajas emisiones de carbono, modificando practicas productivas y de consumo en materia energética De esta manera el impuesto ambiental establecido específicamente a los combustibles fósiles de acuerdo a su contenido de carbono y por ende a su intensidad energética, busca la integración de combustibles con menor impacto ambiental y como objetivo final la migración a nuevas tecnologías (cambios en el proceso productivo) más limpias en un mediano y largo plazo (Fernández, 2014). Para efectos de este estudio, la industria del hierro y del acero es parte importante de los sectores de mayor generación de gases de efecto invernadero, debidos a la quema combustibles fósiles para la producción y por ello es susceptible de pagar dicho impuesto conocido como IEPS (Impuesto Especial sobre Producción y Servicios). Este impuesto desde su implantación ha traído ingresos importantes para México, quien antes era un país con escaza recaudación en estos temas. Para ilustrar esta variación esta la imagen 4.2. Ilustración 4.2 Evolución de los Impuestos Ambientales en México, 2010 - 2015. Centro de Estudios de las Finanzas Públicas (CEFP, 2015) 64 La elección de un incremento al precio de los combustibles como primera instancia puede tener su justificación en los siguientes ejemplos, los cuales están asociados directamente a la intensidad energética que significa un menor impacto ambiental; en el caso de EEUU, una cuarta parte de la mejora de eficiencia energética se produjo por el efecto de los precios altos, mientras que otra cuarta parte de la reducción fue motivada por la regulación del Gobierno sobre etiquetado energético (EFE, 2010) y de acuerdo al Eurostat, en el año 2012, se recaudaron €5,909 millones en impuestos ambientales, del cual el 40% se cobró a combustibles; en 2012, el impuesto contribuyó con el 6.5% de los ingresos tributarios de Finlandia. El impuesto para 2015 fue de €18.05 por tonelada métrica de CO2 (CEFP, 2015). Para el caso de Estados Unidos, gracias al alza en los precios de los combustibles fósiles se generó el cambio de tecnologías, este hecho fue posible, pues además de los impuestos, se creó un incentivo en materia de tecnología ambiental soportado por los mismos previamente cobrados (EFE, 2010). Mientras que en Finlandia se ha convertido en una opción ejemplar para recaudar impuestos que ha tenido buenos resultados monetariamente hablando y también favoreciendo al medio ambiente. Para ambas situaciones existe un común denominador, que es el cobro de algún incentivo fiscal en respuesta a la contaminación atmosférica, sin embargo, a diferencia de México, esta recaudación monetaria es utilizada para incentivar y buscar medidas para la conservación y protección del ambiente. 65 4.2 Impuesto Especial sobre Producción y Servicios En México, el IEPS y específicamente el impuesto a los combustibles fósiles fue una modificación elaborada al impuesto desde 2014, artículo 2, facción I, inciso H, que según la Ley de Ingresos de la Federación para el Ejercicio Fiscal de 2012 (LEFEF) tiene como objetivo desincentivar conductas que afectan negativamente al medio ambiente (LIFEF, 2012) y que concierne a la industria del acero, tanto por la generación de emisiones de efecto invernadero, como por la economía. Existe una gran controversia por el precio agregado a los combustibles, sin embargo, el poder ejecutivo al realizar esta propuesta argumentó una mejora en la calidad atmosférica, reducir costos en salud al disminuir las enfermedades respiratorias y generar un mejor aprovechamiento de recursos, la inversión de estos costos adicionales en materia industrial está encaminados a mejorar la eficiencia energética y la integración de tecnologías vedes, entre otras. Básicamente, con este impuesto, el gobierno establece el precio del carbón que varía año con año, dependiendo del Índice Nacional de Precios al Consumidor (INPC) por lo que las fuentes generadoras de emisiones establecerán la cantidad de energía traducida en combustibles que requerirán y las emisiones que estas traerán. La base que se estableció para este impuesto parte un estudio realizado por el Centro Mario Molina, quien creó un índice al evaluar los mercados internacionales europeos, de Nueva Zelanda y de California entre octubre del 2012 y junio de 2013, generándose así el precio promedio de 5.70 dólares americanos por tonelada carbono. A su vez, se tomaron como referencia los factores de emisión del IPCC de la ONU (LIFEF, 2013), también citada en el capítulo 3 y el apéndice, apartado 3 de este documento. Inicialmente, esta propuesta del impuesto a combustibles fósiles por el ejecutivo tenía la siguiente estructura: Tabla 4.3 Propuesta de impuesto a combustibles fósiles por el poder ejecutivo, LIFEF (2013) 66 Como se puede observar en la tabla anterior, se toman en cuenta las emisiones de CO2 ligadas a cada combustible por unidad de volumen y a cada uno se le asigna un impuesto, es decir que se está tomando en cuenta el costo adicional asociado con la cantidad de carbono por combustible en términos de emisiones, aunque parece una propuesta justificada, la aprobación del poder legislativo ajustó los incrementos y estableció que este impuesto debe ser pagado según la ley por fabricantes, productores o importadores que utilicen estos combustibles, como se muestra en la tabla 4.4 aprobada para el año 2016. Combustibles Fósiles Cuota Unidad de medida 1 Propano 6.29 centavos por litro 2 Butano 8.15 centavos por litro 3 Gasolinas y gas avión 11.05 centavos por litro 4 Turbosina y otros kerosenos 13.20 centavos por litro 5 Diésel 13.40 centavos por litro 6 Combustóleo 14.31 centavos por litro 7 Coque de petróleo 16.60 pesos por tonelada 8 Coque de carbón 38.93 pesos por tonelada 9 Carbón mineral 29.31 pesos por tonelada 10 Otros combustibles fósiles 42.37 pesos por tonelada de carbono que contenga el combustible Tabla 4.4 Impuesto para combustibles fósiles. Elaboración propia con datos de Ley de Impuestos Especiales sobre Producción y Servicios (DOF, 2015). Tratándose de fracciones de las unidades de medida, la cuota se aplicará en la proporción que corresponda a dichas fracciones respecto de la unidad de medida de que se trate. Cuando los bienes a que se refiere este inciso estén mezclados, la cuota se calculará conforme a la cantidad que en la mezcla tenga cada combustible. Las cantidades señaladas en el presente inciso, se actualizarán anualmente y entrarán en vigor a partir del 1 de enero de cada año, con el factor de actualización correspondiente al periodo comprendido desde el mes de diciembre del penúltimo año hasta el mes de diciembre inmediato anterior a aquél por el cual se efectúa la actualización, mismo que se obtendrá de conformidad con el artículo 17-A del Código Fiscal de la Federación. La Secretaría de Hacienda y Crédito Público publicará el factor de actualización en el Diario Oficial de la Federación durante el mes de diciembre de cada año (DOF, 2015). Como se mencionó anteriormente, la variación de este impuesto se modifica año con año desde su instauración en 2014, y afecta directamente a los costos de producción en la industria del acero. Si se toman en cuenta los combustibles que esta industria requiere para la producción, se estaría enfocando a gas natural, diésel, combustóleo, coque de petróleo, coque de carbón y gas LP, principalmente. El cambio en los costos de los combustibles en estos tres años se comporta de la siguiente manera, tabla 4.5: 67 Combustibles fósiles 2014 2015 2016 Propano 5.91 6.15 6.29 Butano 7.66 7.97 8.15 Diésel 12.59 13.11 13.4 Combustóleo 13.45 14 14.31 Coque de petróleo 15.6 16.24 16.6 Coque de carbón 36.57 38.09 38.93 Incremento - 1.04168 1.022149 Incremento en % Valor establecido 4.17% 2.21% %Acumulado - 4.17% 6.38% Tabla 4.5 Modificación de precios e incremento a combustibles a partir del 2014. Elaboración propia con datos del Diario Oficial de la Federación (DOF, 2013, 2014, 2015) Dentro de la tabla anterior se excluye el gas LP ya que no está considerado en el IEPS pues su incremento puede variar durante todo el año. Por otro lado, el gas natural no tiene cabida en esta clasificación, ya que es una mezcla a la que este impuesto favorece y promueve su utilización como combustible, pues según la hoja de seguridad de PEMEX tiene un porcentaje de 88% de metano (CH4), seguido de 9% etano, 3% propano y etil mercaptano 17-28 ppm (partes por millón), respecto a estos compuestos, el incremento en el costos de gas natural al considerarse una mezcla sería aplicable únicamente al 3% de propano, lo que equivale a 0.1887 centavos por metro cúbico, en términos supuestos. El incremento anual del siguiente año para este impuesto se calcula con el INPC del año más reciente entre el INPC del año anterior, ambos tomando en cuenta el mismo mes (noviembre), el incremento es acumulable porque se construye a partir del incremento hecho durante el año más un cierto porcentaje, por ejemplo, para el año 2016 la adición fue del 1.022149, es decir el impuesto aprobado para 2015, más el 2.21% y desde 2014, año de la implementación, hasta 2016 el aumento ha sido de 6.38%. En términos económicos de la rama industrial del acero, este impuesto eleva los costos para producirlo, específicamente en este estudio se considera la cantidad de insumos que emplea la industria del hierro y del acero con la finalidad de conocer cuánto se ha elevado el precio total por rama y por tipo de producción de acero en México. Respecto a la industria básica del hierro y del acero, se puede conocer el consumo por combustible para el año más reciente de registro, que en este caso es 2014, con ayuda de los datos contenidos en la tabla 2.5 del capítulo 2 (PJ) y 3.8 del capítulo 3 (poder calorífico y sus propiedades físicas) se puede generar una estimación como la reflejada en la siguiente tabla (4.6), donde se crea el supuesto, en el que si se requiriera la misma cantidad de insumos que 2014, se estaría elevando el costo asociado con los impuestos, sin considerar que el costo de los combustibles en el mercado se modifica año con año. 68 Combustible PJ Consumo Unidades 2014 ($) 2015 ($) Total ($) Coque de carbón 68.89 2,720,774.092 t 99,498,708.53 103,634,285.15 203,132,993.68 Coque de petróleo 0.89 26,598.92 t 414,943.22 431,966.53 846,909.74 Diésel 1.1 30,841,109.97 l 3,882,895.74 4,043,269.52 7,926,165.26 Combustóleo 1.83 46,933,943.94 l 6,312,615.46 6,570,752.15 12,883,367.61 Gas seco 119.9 3,039,401,184.73 m3 5,388,858.30 5,607,695.19 10,996,553.49 Total 192.61 115,498,021.25 120,287,968.53 235,785,989.78 Tabla 4.6 Incremento en impuestos a partir del supuesto de producción equivalente al 2014. Elaboración propia con datos de IMP (2014b), SENER (2014a) y DOF (2013, 2014, 2015) El costo por consumo de coque de carbón con la aplicación del IEPS para combustibles fósiles es el de mayor aumento para la producción de hierro y acero en la rama, de acuerdo con la tabla. Si únicamente se toma en cuenta el incremento por la aplicación del IEPS, el coque hubiese tenido un valor adicional de $103, 634,285.15 en 2015, este dato resulta relevante puesto que es el segundo insumo de mayor importancia para la producción de acero, después del gas natural. El incremento a los costos por producción de acero se puede dividir por la forma de producción y cuanto es que estos afectan al generarse una tonelada de acero utilizando coque de carbón. Retomando los datos proporcionados en el capítulo 2, se llega a la siguiente tabla (4.7): Proceso Coque de carbón (Kg) Gas natural (Kg=m3) 2014 ($) 2015 ($) 2016 ($) AH-CBO 800 $29,256.00 $30,472.00 $31,144.00 RDH-HAE 16 5.09=6.031 $ 586.19 $ 610.55 $ 624.02 Tabla 4.7 Análisis del consumo de coque de carbón por proceso. Elaboración propia y modificación con datos de WSA (2014a), IMP (2014b) y Lizcano (1996) La tabla anterior señala que el costo adicional por la aplicación del IEPS para producir una tonelada de acero líquido por AH-CBO, elevaría el costo en $31,144.00 para 2016, contra el costo de producir la misma cantidad de acero por RDH-HAE con $624.02 de incremento con el mismo impuesto ambiental. Con base en esto se puede decir que la tecnología de producción por horno de arco eléctrico en comparación con la producción por medio del convertidor básico al oxigeno resulta más barata después de la aplicación del IEPS y genera un menor impacto ambiental en el uso de combustibles, es importante mencionar que, en este cálculo, se excluyen otros insumos que puedan elevar el costo para producir acero, como es el caso de la energía eléctrica. El establecimiento de impuestos ambientales como el IEPS resulto ser una medida rápida para limitar los efectos al ambiente y promover el cambio a nuevas tecnologías y combustibles de menor impacto, sin embargo no se puede calcular aun el resultado en materia de migración a nuevas tecnologías a partir de la implementación de este incremento, ni tampoco la reducción de gases de 69 efecto invernadero, ya que su aplicación lleva poco tiempo y existen limitaciones tecnológicas ante el cambio de combustibles. Según el Programa de Desarrollo de Bajas Emisiones para México (MLED, por sus siglas en inglés), el potencial global de reducción para el sector industrial es de aproximadamente 19 MtCO2e para 2020. En términos que corresponden a la industria del acero, el 39% (7 MtCO2e) de esta reducción se debe hacer mediante la eficiencia energética en las industrias y otro 11% (2 MtCO2e) corresponde al cambio de tecnología de AH-CBO a RDH-HAE en la industria del hierro y el acero, ya que tiene como principal combustible el gas natural (MLED, 2013). Esto implica que los precios de los combustibles derivados del IEPS podrían orientar un cambio tecnológico. Además de estos impuestos, existen otros cambios que se pueden establecer específicamente para la industria del hierro y del acero, que promueven una reducción en la intensidad energética y las emisiones de gases de efecto invernadero, entre ellos se encuentra:  Cogeneración  Captura y almacenamiento de carbono (INECC, et al, 2012)  Mantenimiento preventivo, mejoras en los procesos de flujo, motores eficientes, quemadores nuevos, sistemas de bombeo, recuperación de calor, control de humedad del carbón, o inyección de carbón pulverizado (INECC, et al, 2012)  Mejoras en la integración del proceso La implementación de impuestos ambientales como medida para la reducción de la intensidad energética y posteriormente la disminución en gases de efecto invernadero ha tenido éxito en países donde el impuesto recaudado es utilizado para resolver problemas relacionados con el ambiente, incentivar un cambio tecnológico en toda la industria o rama y favorecer los programas de protección al ambiente. Sin embargo, para el caso de países de Latinoamérica y particularmente México, esto no es posible por diversas razones: la escasa cultura de pago de impuestos y el reparto no direccionado de los ingresos que fueron cobrados por la federación (etiquetado de impuestos), es decir que el dinero recaudado no es necesariamente utilizado para temas medioambientales, pues entra al monto total recaudado junto con otros impuestos, que pueden ser utilizados para cualquier otro requerimiento nacional. Para este estudio, la coexistencia de los impuestos ambientales y la producción de bienes como el acero, debe existir un equilibrio sustentable, donde no se comprometa el desarrollo económico y se establezcan verdaderas políticas de protección al medio ambiente que consideren un porcentaje considerable y constante para la mitigación de daños y protección total del ambiente. El impuesto además de cobrar por cantidad de combustibles fósiles para la producción, debe considerar la transformación tecnológica de los sectores con mayor potencial para mitigar la generación de emisiones. 70 Discusión Respecto al tema del acero en México existe una controversia que desencadena diversos enfoques desde el punto de vista sustentable, donde los factores de mayor importancia para este estudio se conjugan. Por un lado, las empresas quienes creen estar en desventaja a partir de la aplicación de este impuesto, por otro lado, el ambiente, que sufre degradación sin que se tomen decisiones adecuadas en su beneficio, la sociedad, que requiere de este acero para su desarrollo, pero no paga todos los costos asociados a su producción y los efectos ambientales y finalmente el gobierno, quien debe equilibrar los puntos de vista respecto a la posición nacional. A partir de la adopción de este impuesto con base en estándares internacionales, estos sectores, han tomado algunas posturas. Para cualquier industria, el objetivo primordial es ofrecer un bien o un servicio a cambio de una remuneración que lleva implícita la ganancia. Con la aplicación del IEPS a combustibles fósiles, las ganancias se ven reducidas por un incremento en la compra de estos insumos. La industria del acero se sabe contaminadora por medio de emisiones que provocan calentamiento global, pero no está de acuerdo con la implementación de un impuesto que afecte sus ganancias y que tenga como finalidad la sustitución tecnológica a largo plazo. Por un lado, argumentan que la posición de México a nivel mundial como productor de acero no es la más conveniente en términos de competitividad y al aumentar el costo del producto por la aplicación del impuesto, los apartaría del mercado puesto que, se estarían incrementando los precios para los clientes finales. Por otro lado, la finalidad de este impuesto en términos de migración a nuevas tecnologías, requiere una inversión no prevista en el presente para las industrias, por lo que buscan que la recaudación de los impuestos a los combustibles sirva como un fondo de incentivo para agilizar ese cambio o mitigar daños provocados al medio ambiente. Finalmente, la industria no tiene opciones de compra de combustibles a menor precio por el cierre de competencia en este sector, además de la poca susceptibilidad a cambios por la infraestructura. Dentro de las formas de producción en México se encuentran dos métodos, el primero AH-CBO, este tipo de producción se lleva a cabo en un 30% de la producción nacional y es la que genera mayor cantidad de emisiones por quema de combustibles como el coque. El segundo método es a partir de RDH-HAE, que utiliza mayormente gas natural y energía eléctrica (con aumentos a la tarifa por los combustibles) para su producción. Para la industria del acero el cambio a nuevas tecnologías basadas en combustibles como el gas natural, representa una gran inversión, así como la reestructuración de procesos, donde el costo se vería reflejado en el producto. En un inicio, la producción por AH-CBO generaba los aceros de bajo costo, aunque, con la aplicación del IEPS podría estar considerándose un precio similar al de reducción directa del hierro y horno de arco eléctrico, cuyos aceros tienen una mayor calidad y concentraciones más específicas. 71 En cuanto al país, se tiene establecidos acuerdos globales, en los que se compromete a la reducción de emisiones contaminantes con una revisión de los mismos cambios para 2020, estos únicamente establecen la disminución de emisiones. México debe conocer las industrias que causan este efecto y estudiar la forma en la que la reducción de emisiones se ejercerá de forma efectiva. Por la parte gubernamental, este impuesto verde fue una medida de adopción, principalmente de países de Europa con mercados estables, que ha tenido recaudaciones importantes. Este elemento ejerce una influencia sobre el cambio a nuevas tecnologías sin necesariamente evaluar la situación económica del país. El objetivo principal de este impuesto es la disminución de emisiones contaminantes, que a su vez tiene alcances asociados, uno de ellos es la reducción en la intensidad energética de los procesos productivos, tales como la generación de acero, otro es la sustitución de combustibles fósiles por los de menores impactos ambientales, tales como el coque a gas natural, y finalmente la sustitución por tecnologías más limpias, de CBO a HAE. La diferencia en el éxito de la aplicación, es la utilización de estos impuestos para la atención de problemas ambientales, en este caso, la mitigación de daños al ambiente y la disminución de gases de efecto invernadero por sustitución tecnológica. La falta de conocimiento en el mercado y el limitado ejercicio de reinversión en temas ambientales, por parte del gobierno, puede tener un rol importante que impacte en la estabilidad económica del país y la degradación de recursos. En temas mucho más específicos que conciernen a este estudio, la aplicación del impuesto para la utilización de combustibles fósiles en la producción de bienes como el acero, ha sido una decisión cuyo objetivo busca desincentivar el uso de estos combustibles en industrias de alta intensidad energética comparable con las emisiones de efecto invernadero señaladas como CO2eq, implícitamente la aplicación de este impuesto se basa en la modificación tecnológica en las industrias y mejores prácticas de producción, empero este impuesto se está llevando a cabo con el principal objetivo de recaudación en el país, cuyos ingresos funcionan para la atención de otros sectores. El impuesto debería incentivar el cambio por medio de la inversión, que prevea la adquisición de tecnologías de producción más limpias de forma rápida. Se requieren conocer todos los factores a corto y largo plazo implícitos en la aplicación de un impuesto y buscar un equilibrio entre ellos, de forma que no afecte el desarrollo productivo del país y con bajas repercusiones al ambiente, que continúen permitiendo el desarrollo social de la nación. Pareciera que el IEPS a combustibles fósiles solo se queda en un ámbito productivo y de gobierno, sin embargo, la sociedad indirectamente está comprando un acero más caro por los costos asociados de producción que afectan su economía y disminuyen su poder adquisitivo. Las personas requieren este material para un desarrollo propio y colectivo por medio de las construcciones, automóviles y aparatos de uso diario, los cuales cada día crecen por su demanda en el mercado. 72 En materia ambiental, las emisiones de gases de efecto invernadero y precursores de ozono, están teniendo efectos en el calentamiento global, por ello los acuerdos a nivel mundial buscan su reducción. Las inversiones por mitigación ambiental y prevención de gases deben cubrir el daño medioambiental para evitar efectos adversos en el futuro. El planteamiento del IEPS, como impuesto verde a beneficio ambiental es una idea interesante si la ejecución de los objetivos se llevara a cabo, tal es el caso de la inversión para resarcir el daño medioambiental y la modificación de tecnologías amigables con el medio ambiente como medida de prevención. El hecho de modificar el método de producción, el cual se ha ejecutado por más de un siglo en el mundo, requiere una inversión considerable, restructuración de los procesos, atención en los insumos utilizados y el apoyo gobierno-empresa de forma mutua, pues todo ello compone los sectores productivos de un país. 73 Conclusiones La industria del acero en México ha tenido grandes avances en temas de producción, productividad e integración de insumos, sin embargo, en la actualidad el tema medio ambiental demanda una mayor atención por parte de esta industria, esencialmente en la disminución de gases de efecto invernadero y eficiencia energética. Por un lado, la importancia del acero para la evolución para las civilizaciones y su versatilidad lo posiciona como uno de los materiales de mayor uso a nivel mundial por otros sectores productivos, basado en sus propiedades tanto físicas como químicas únicas, así como la importancia como material commodity a nivel mundial. En México la trascendencia de este metal se refleja en el PIB, cuya aportación representa entre 0.2%-0.5% a nivel nacional. En la industria de la construcción, su papel está asociado al índice de desarrollo económico y social en el país, donde el acero es su principal proveedor. Además, Coahuila y Nuevo León producen alrededor del 50% de la producción nacional de este metal. Por otro lado, la industria del acero se caracteriza por una alta intensidad energética en su producción, asociado a un requerimiento importante de combustibles y a la emisión de contaminantes a la atmosfera. El presente trabajo se enfocó al tema del medio ambiente asociado a la producción de acero y el uso de combustibles como forma de obtención de energía y posteriormente a su regulación por medio de la implementación del impuesto conocido como IEPS. Como parte del análisis de la información se identificó, que el daño ambiental además de representar un riesgo al entorno, es una oportunidad de transformación para países con alta intensidad energética asociada a su producción. Tal es el caso de México, específicamente para la rama de producción de acero, donde los nuevos impuestos al precio de los combustibles generan incrementos en los costos de producción e implican cambios en la competitividad, pone en evidencia una capacidad de producción desaprovechada y pocos incentivos para la migración a nuevas tecnologías. El tema ambiental en algunas industrias presenta rezagos, probablemente porque inicialmente no se identifican beneficios económicos u otros adicionales debidos a un mejor aprovechamiento de los recursos en el corto plazo, sin embargo, tal parece que el costo por degradación al medio ambiente que contabiliza INEGI podría ser mayor en un futuro próximo si no se atiende de forma inmediata. Por ello la prevención y mitigación de efectos al medio ambiente ha cobrado importancia mundial para todos los sectores de la sociedad. 74 Como se estudió, las políticas a nivel mundial se están modificando para penalizar las prácticas que tengan efectos adversos para el medio ambiente, es por ello que la industria del acero requiere destinar recursos para hacer más eficientes sus procesos y cumplir con las políticas medioambientales impuestas en México. En términos más específicos, el origen del impuesto a los combustibles fósiles en México, se orientó a la reducción de emisiones de efecto invernadero a partir de la sustitución de combustibles considerados como contaminantes por otros de menor impacto. Este impuesto afecta a la industria del acero porque significa la necesidad de modificar procesos, es decir generar cambios de tecnología orientados a formas de producción menos costosas y más eficientes en el uso de la energía, por ejemplo, basada en el horno de arco eléctrico. A su vez, la medida establecida por los impuestos ambientales podría generar un cambio en la conducta de estas empresas, con el establecimiento de un costo adicional calculado año con año para los combustibles fósiles utilizados en la producción. Esta medida, representa para las empresas pagar el IEPS por consumo de combustibles fósiles y buscar modelos de cambios tecnológicos. El impuesto a los combustibles podría ser un incentivo al cambio tecnológico de AH-CBO a RDH-HAE y la utilización de combustibles de menor impacto ambiental, tales como el gas natural. También resulta importante que el proceso de producción incorpore el aprovechamiento de chatarra al ciclo de producción de acero por HAE. Finalmente, mi interés como futura profesional de la ingeniería surgió a partir de enfocarme en entender la relación que puede existir entre los medios de producción de bienes de primera necesidad como el acero y el impacto ambiental que estos generan por sus emisiones asociadas. El desarrollo de la problemática de esta investigación se limitó al estudio del impacto atmosférico del proceso para producir acero y la aplicación del IEPS sobre los combustibles. Este tema multidisciplinario requirió de conocimientos en diversos temas no solo de ingeniería sino también de impuestos, medio ambiente, economía y sustentabilidad. En el campo de la ingeniería industrial los criterios medioambientales han cobrado cada vez más relevancia, en particular cuando las empresas deben cumplir con regulaciones ambientales, reducir costos y mantener la competitividad. La aportación de este estudio para la ingeniería industrial radica en crear conciencia sobre la importancia de generar valoraciones integrales, en términos ambientales, sociales y económicos, enfocado a las emisiones del sector productivo de acero y sus repercusiones en términos económicos. Este estudio representa un ejemplo del análisis del establecimiento de regulaciones fiscales, con impactos ambientales asociados, enfocado al sector del acero. Sin embargo, los impactos de un impuesto a los combustibles pueden valorarse para otros sectores productivos del país. 75 Resulta evidente que queda mucho por hacer en temas de medio ambiente y lo principal es concientizar al sector empresarial de los efectos que sus procesos pueden generar sobre el entorno, el reto es modificar prácticas productivas o productos encaminados a una mejora continua del tipo ambiental al tiempo que se buscan mejoras tecnológicas y beneficios económicos. 76 Apéndices 1°Propiedades Fisicoquímicas (IMP, 2014a) 1. Propiedades fisicoquímicas del combustóleo 2. Propiedades fisicoquímicas del diésel industrial 77 3. Análisis de coque según su lugar de producción (% peso) 4. Especificaciones del gas natural 78 5. Especificaciones del gas LP 2° Descripción gráfica de la producción de acero con materiales Descripción gráfica de paso de hierro a acero. Elaboración propia con imágenes de TSI (2016) FACTORES DE EMISIÓN POR DEFECTO PARA LA COMBUSTIÓN ESTACIONARIA EN LAS INDUSTRIAS MANUFACTURERAS Y DE. LA CONSTRUCCIÓN (kg de gas de efecto invernadero por TJ sobre una base calórica neta) co ca No. Factor de Factor de Combustible — | acorde emisión | terior | peto | O pero | SDE | ma agro | apeior por detecto. defecto defecto. rerdicocmdo | 73300 | 71100 | 7550 |. 3 [1 1 [os | o2 2 Orimalsión 100 | 69300 | 85400 | + 1 1 [os 02 2 Gs nara 3 Cas rów200 | sex | 140 |. 3 | 1 | 10 [06 02 2 Gana qua reso | ers | om [eo 3 | 1 | 10 | 06 02 2 Gana O E A O 02 2 Even Gana paramotor | 70000 | 67500 | 73000 | e TN O 02 2 reci Querer ems00 | 690 | [ao [os 02 2 Ou queroseno | 71900 | 7000 | mo | eos [ 1 [| w [os 02 2 ET 7300 | oro | mam]. 3 [1 [wm | 06 | o2 | 2 Gil On m0] 200 | so es] po fs 92 2 Fuelatcoresidnal | 7700] 35500] rs Jrs poa po [os 92 2 Gaseslicuadosde | 43 > a 5 a s r 3 a y o 6310 | ó100 | 056m po 01 | 00 o Fano sr] so | epa po 01 [o pos Nañe m0] 000] re pros Jo po fos 92 2 Biumen somo] 75000 | 5990 ros Jo poo fos 92 2 Lubricantes 73300] 900] aso ros Jo po fos 92 2 Coque de pewóleo | ro7so0 | 82900 |] 1500 | eos [1 [w [os 02 2 Alimentación procesos de 73300 | 6800 | 660 |. 3 [| 1 | 1w0 | 06 02 2 refners Di msTó00 | 4820 | 6900 |. 103 3 o 003 0 Comade > 3 [sm | tao | mao | ww | 0 3] 1 [wo] os 02 2 Espa E [er | mo mam no ra [or to | os 02 2 see Om A O O 02 2 deiperaeo Aci ss3w0 | ose | 10100 | 10 3 [ao [ros] os 5 Cartón de coque | 94600 | 87300 | 10100 | 10 3 ao frisos 5 on 9460 | $9s0 | 9970 10 3 30 [ro 1s | os 5 Estima 3610 | 92w0 | 100 | 10 9 ras [os |os Liga sore [9090 | 11500 | 10 0 pr is [os Esquisobtumiroso | 107000 | 9020 | 12500 | 10 3 [os [e 15 | os 5 Emeemsóecón | mo1rso0 | srzo0 | 1o90m | nu 19 | 3 | 30 [0 1s| os 5 sb 970 | 87300 | 10900 10 3 30 [ro 1s | os 5 Cos ur pomo de comes | eioro0 | 9570 | 11900 | 10 3 [oso | roas os 5 E | use $ | tiemio Cue | rom | osm | 190 [+ 1 [o 1 [os [o 79 3° Factores de emisión por defecto para la combustión estacionaría en las industrias manufactureras y de la construcción (kg de gas de efecto invernadero por TJ sobre una base calórica neta) (IPCC, 2006) FACTORES DE EMISIÓN PORDEFECTO PARA LA COMBUSTIÓN ESTACIONARIA EN LAS INDUSTRIAS MANUFACTURERAS Y DE, LA CONSTRUCCIÓN (kg de gas de efecto inver ¡dero por TJ sobre una base calórica neta) perenacien- leala añ an o raaorse racorse Combustible | cards cui | autor | sopeñor. | ón | are Se | il | pr | spero por detecto. defecto defecto quando | o | a ao a a pos ps ase cbcasde | maaoo | 37300 | seno | ra poa a or a o pe Gasde homode | miaaoo | 7300 | seno [rr | oos | 3 [oos [om | 03 coque Suse meso | 2900 | sos00 | e 1 | os [a [or [om [03 da tomode oxgeno | miszooo | 1esono | 20200 | e 1 | os | 3 | or om os para O nara 550] 300 a aia | pao jaa jo Descos mauciples dano moran | 3300 | roo ao o oo as as perenesiene la Ena) Discos ; ; , Dsesos mazo | 100000 | 13000 | so o ao | as as Oleo deseo) ama] rra] a po pp a as pos ur oso [1000 [10800 | a 2 | o06 | 6 japos] mada De | zoo | 95000 132000 0 o o as ma Silos | mos300 | 5070 100000 a a a a mo om e : , biomas | mono | semo | amooo | o o oo as as EM cur — | mpizowo | oso | 152000 | 20 [7 [am] [is [os osea [ao | 30 a papi pa ps pap maca [aros | 59m | pea pi po pos pop AR AO E | ao [ro | a 10 06 02 2 Vito Sei | só [só | 00 | os os Jo o os e Send | a , E seco | óm0 | có0 | 03 a a oa A Le Orbea | | RR] | GS a pa Dedos Cacción 100000 84700, 117000 30 10 100 4 1 15 biomas) "Incluye el CO; derivado de la biomasa emitido desde la unidad de combustión de licor negro y el CO; derivado de la biomasa emitido desdeel homo de cal dela planta debera 1 Indica un factor de emisión nuevo queno estaba presente en las Direavics del IPCC de 1996 Indica un factor de emisión que se revisó a partir delas Directrices del [PCC de 1996 80 81 Siglas y unidades AH Alto Horno (BF, Blast furnace) AISI American Iron and Steel Institute Alacero Asociación Latinoamericana del Acero ASTM American Society for Testing of Materials BNE Balance Nacional de Energía CANACERO Cámara Nacional del Hierro y del Acero CBO Convertidor Básico al Oxígeno (BOF, Basic Oxygen Furnaces) CEFP Centro de Estudios de las Finanzas Públicas CESOP Centro de Estudios Sociales y de Opinión Pública CFE Comisión Federal de Electricidad CH4 Metano CESPEDES Consejo Empresarial para el Desarrollo Sostenible CMA Costo por mitigación atmosférica CO Monóxido de carbono CO2 Dióxido de carbono CO2eq Dióxido de carbono equivalente COVDM Compuestos Orgánicos Volátiles Distintos del Metano CTADA Costos totales por agotamiento y degradación ambiental DLE Diccionario de la Lengua Española DMAOTGV Departamento de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio del Gobierno Vasco DOF Diario Oficial de la Federación EAIM Encuesta Anual de la industria Manufacturera EFE Economics for energy EMIM Encuesta Mensual de la Industria Manufacturera GCE Grupo Consultivo de Expertos GEI Gases de efecto invernadero GPA Gastos en protección ambiental HA Hogar abierto (OH, Open Heart) HAE Horno de Arco Eléctrico (EAF, Electric Arc Furnaces) IEA International Energy Agency IEPS Impuestos Especiales sobre Producción y Servicios IGES Instituto para las Estrategias Ambientales Globales (Institute for Global Environmental Strategies) IIMA International Iron Metallics Association IMP Instituto Mexicano del Petróleo INE Instituto Nacional de Ecología INECC Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático INEGEI Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero INEGI Instituto Nacional de Estadística y Geografía INPC Índice Nacional de Precios al Consumidor IPCC Panel Intergubernamental de Cambio Climático LCE Ley de Comercio Exterior LIFEF Ley de Ingresos de la Federación para el Ejercicio Fiscal 82 MGMI MGM Innova MLED Programa para el Desarrollo Bajo en Emisiones de México (MLED Program, Mexico Low Emission Development Program) MTU Michigan Technological University NAFTA North American Free Trade Agreement (Tratado de Libre Comercio de Norte América) N2O Óxido nitroso u óxido de nitrógeno NOX Óxidos de nitrógeno OCDE Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos OIT Organización Internacional del Trabajo ONU Organización de las Naciones Unidas PCN Poder calorífico neto PEMEX Petróleos Mexicanos PIB Producto Interno Bruto PNUD Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo RDH Reducción directa del hierro (DRI, Direct Reduction Iron) SAE Society of Automotive Engineers SE Secretaría de Economía SEMARNAT Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales SENER Secretaría de Energía SGM Servicio Geológico Mexicano SHCP Secretaria de Hacienda y Crédito Público SHF Sociedad Hipotecaria Federal SIE Sistema de Información Energética SO2 Dióxido de azufre TSI The Steel Index USSC United States Steel Corporation WEC World Energy Council (Consejo Mundial de la Energía) WSA World Steel Association [Å] Ångstroms, Angstroms GJ Giga joule Gg Giga gramos MMdp millones de pesos MMpcd millones de pies cúbicos diarios MMt millones de toneladas MMtOe millones de toneladas de petróleo equivalente MMMtOe mil(es) de millones (de) millones de toneladas de petróleo equivalente MWh Mega watt por hora ppm partes por millón t Tonelada TWh Tera watt por hora US$ dólar(es) 83 Glosario  acero wootz: Uno de los primeros aceros fabricado en India, a partir de la fundición de hierro puro con carbono y madera en tozos en un crisol.  aleación: Un material que exhibe propiedades de un material metálico y está conformado por múltiples elementos.  alotrópico: Cuando un metal (u otro material) cambia su estructura según lo descrito.  alto horno: Se refiere al hecho en el que las paredes del horno en el que se hacia la fusión se levantaron como una chimenea elevada.  antropogénico: de origen humano o derivado de la actividad del hombre.  arrabio: Producto líquido que se obtiene a partir del proceso de alto horno y está disponible para ser transportado al proceso de horno abierto o convertidor básico al oxígeno.  carbón vegetal: Sólido combustible resultado de la combustión incompleta de restos orgánicos, principalmente madera.  cementación o carburación: Proceso de endurecimiento de superficies que consiste en someter el metal a una atmosfera potencial de carbono, buscando la absorción por difusión de este en la superficie.  commodities: Palabra que proviene del inglés, que hace referencia a los productos que se comercian a granel a nivel mundial y que son utilizados para procesos de transformación.  Consumo nacional aparente: El Consumo Nacional Aparente es una forma de medir la cantidad de producto de que dispone un país para su consumo.  diagrama de fases: medio gráfico que representa las fases de un sistema de aleación metálica como una función de la composición y la temperatura.  dióxido de carbono equivalente: es una medida universal de medición utilizada para indicar la posibilidad de calentamiento global de cada uno de los gases con efecto invernadero. Es usado para evaluar los impactos de la emisión (o evitar la emisión) de diferentes gases que producen el efecto invernadero.  dumping: práctica desleal que afecta al precio de venta del producto.  Efecto invernadero: Acenso gradual en la temperatura terrestre, producto de la absorción de calor de ciertos gases al interior de la atmosfera terrestre, que a su vez impiden su escape al espacio.  emisión fugitiva: incluyen las fugas de los equipos, las pérdidas por evaporación en el almacenamiento de hidrocarburos y las pérdidas de gas natural cuando éste se usa como medio de propulsión en los sistemas de control, en las bombas de inyección de aditivos y en el arranque de los compresores.  exportación: Salida legal de una mercancía de un territorio, hacia otro país extranjero.  ferrería: Taller que regularmente estaba cerca de los yacimientos.  ferroso(a): Viene de la palabra Ferrum que los romanos empleaban para el fierro o hierro. Por lo tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal.  fuente: Es cualquier proceso o actividad que libera un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero en la atmósfera. Esta liberación de gases se denomina emisión.  ganga: sinónimo del hierro esponja generado por reducción directa, contiene 90%-94% y es obtenido por medio del proceso de reducción directa.  importación: la entrada legal de mercancías de procedencia extranjera para consumo en un territorio aduanero. 84  Impuesto directo: Aquellos que agravan la obtención de renta o tenencia de riqueza.  Impuesto indirecto: Aquellos que agravan el uso de la renta, son divididos en dos grupos, los impuestos sobre el consumo y el impuesto que grava las importaciones.  Industria básica del hierro y del acero: Comprende los establecimientos que se dedican a la fabricación de productos primarios de hierro y acero, incluyendo todo el proceso de transformación desde la reducción del mineral y la fundición, hasta la fase de obtención de productos vaciados, laminados forjados y laminados soldados.  mitigar: Acción de moderar, aplacar o disminuir.  opacidad: Impenetrabilidad al paso de la luz.  partículas primarias: son aquellas que se emiten directamente a la atmósfera por diversas fuentes.  partículas secundarias: son aquellas que se forman en la atmósfera como resultado de reacciones químicas a partir de la presencia de materiales gaseosos, llamados precursores.  pig iron: Producto a partir del proceso de alto horno con un promedio de 92% Fe que se deja enfriar en moldes rellenados por un canal de tal manera que rellena formas ovaladas de las que proviene el nombre pig.  poder calorífico: propiedad química relacionada con la masa de átomos de carbono del total de un combustible de manera que otorga la cantidad de energía presente en la materia.  prueba metalográfica: preparación de una muestra metálica sometiéndola ha pulido y lijado, de tal manera que la estructura pueda examinarse utilizando un microscopio.  punto eutectoide: Se refiere a la temperatura en el punto de fusión más bajo para un sistema de aleación (el término eutéctico se deriva de la palabra griega eutektos, que significa que se funde con facilidad).  recocido: Tipo de tratamiento térmico que consiste en calentar el metal a una velocidad moderada en tiempo y temperatura especificados y posteriormente dejar enfriar lentamente, reduciendo la dureza para el maquinado.  reflectividad: Capacidad de reflejar la luz.  regeneración: Para el caso de producción de acero, los humos que escapaban del horno, luego servían para calentar el aire de combustión.  reverbero: tipo de horno generalmente rectangular, cubierto por una bóveda de ladrillo refractario, que refleja (o reverbera) el calor producido en un sitio independiente del hogar donde se hace la lumbre.  Revolución industrial: Periodo histórico entre 1760 y 1840 en Inglaterra que trajo cambios tecnológicos, socioeconómicos y culturales. Pasando de una producción artesanal a la producción industrial y mecanizada.  subsidio: Son los ingresos sin contraprestación que la unidad económica recibió de los diferentes niveles de gobierno, en dinero o en especie, destinados a sufragar los gastos corrientes de operación.  templado: Tipo de tratamiento térmico que consiste en enfriar el metal rápidamente con ayuda de algún medio en una fase austenítica adecuada. 85 Bibliografía  American Iron and Steel Institute (AISI). 2016. Portal de internet. Disponible en http://www.steel.org/making-steel/how-its-made.aspx (03/07/2016)  Askeland D., Fulay P., Wright W. 2011. Ciencia e ingeniería de materiales, 6°ed., Cengage Learning, México.  Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero). 2015. América Latina en cifras 2015. Santiago de Chile. Disponible en http://www.alacero.org/sites/default/files/publicacion/america_latina_en_ci fras_2015.pdf (24/02/2016)  Breña G. 1996. 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