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Capítulo 13 — Industrias de valor añadido

Esta es la versión para lectura y consulta. El portal completo, con el recorrido narrado, las visualizaciones y el glosario interactivo, está en ecprym.org.

Introducción: un sistema metabólico antropogénico

El bloque industrial no es un polígono de plantas independientes, sino un sistema metabólico: cada línea se elige porque transforma una corriente que el clúster ya produce —salmuera, CO₂ de calcinación, fibra, cañamiza, lignina, kelp— y porque su calor residual o su producto alimentan a otra línea. Dos principios gobiernan su dimensionamiento. Ninguna capacidad se instala sin que su materia prima esté disponible en la fase correspondiente, y ninguna producción supera lo que su destino puede absorber.

Las líneas se ordenan en cuatro familias: la química mineral de la salmuera, los materiales de construcción, las líneas de fibra y la química fina.

Minería de salmuera: cristalización fraccionada

La ósmosis inversa devuelve 35,69 Mm³/año de salmuera a 63,64 g/L. En el distrito interior, con evaporación potencial superior a 3.200 mm/año, la salmuera fluye por gravedad a través de camas poco profundas (0,15–0,30 m) en cascada y se concentra por evaporación solar y eólica. Las sales precipitan en el orden que fija su solubilidad:

EtapaConcentración aproximadaPrecipitaDestino
1~100 g/LCarbonatos y sulfato cálcico (yeso)Construcción, retardante de fraguado
2~280–310 g/LCloruro sódico (halita)Halita lavada AG-10, salmuera saturada para Solvay
3Aguas madresSales de magnesio y potasioMagnesia, sulfato potásico

La halita lavada de calidad industrial AG-10 (nodo Q01) es el primer motor de caja del clúster: 47,86 MUSD/año de EBITDA con 34,76 MUSD de CAPEX, en operación desde el trimestre 12. Las aguas madres magnésicas se tratan con lechada de cal para precipitar hidróxido de magnesio, que se calcina a magnesia:

\mathrm{MgCl_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + CaCl_2}\qquad \mathrm{Mg(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} MgO + H_2O}

El potasio se recupera como sulfato potásico libre de cloro, fertilizante de alto valor.

La delicuescencia del cloruro de magnesio condiciona la operación: por encima del 33 % de humedad relativa absorbe agua del aire. Por eso las camas y el almacén de sales magnésicas se sitúan en el interior, donde la humedad diurna es inferior al 35 %.

Carbonato sódico por la ruta Solvay

La salmuera saturada, purificada de magnesio y calcio, se convierte en carbonato sódico con amoníaco en bucle cerrado y CO₂ de la calcinación de la caliza de la cantera propia:

\mathrm{NaCl + NH_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow NaHCO_3\downarrow + NH_4Cl}

\mathrm{2\,NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

\mathrm{2\,NH_4Cl + Ca(OH)_2 \rightarrow 2\,NH_3 + CaCl_2 + 2\,H_2O}

con la reacción global 2 NaCl + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaCl₂.

CorrienteValor
Carbonato sódico16.498 t/año
Cloruro sódico de salmuera saturada (75 % de aprovechamiento)24.259 t/año
Cal viva para regenerar el amoníaco11.219 t/año
CO₂ de calcinación disponible / exigido8.804 / 6.850 t/año
Amoníaco de reposición41,25 t/año (2,5 kg/t)
Cloruro cálcico en licor, a camas de evaporación17.275 t/año

La ruta no consume sosa cáustica. El amoníaco de reposición supone el 1,03 % de la capacidad de amoníaco verde del clúster. El licor de cloruro cálcico vuelve a las camas de evaporación, donde representa el 0,62 % del caudal.

Sosa, ácido y cloro de proceso

La sosa cáustica que requieren la extracción de alginato y otros procesos (3.409 t/año) procede de la electrodiálisis bipolar de salmuera, que desdobla el cloruro sódico en sosa y ácido clorhídrico sin generar cloro elemental (1.432 t/año de sosa), y de un suministro de proximidad declarado (1.978 t/año). El límite de la electrodiálisis es el destino del ácido: cada tonelada de sosa produce su equivalente de ácido, y su sumidero es el acondicionado ácido de las membranas de ósmosis inversa.

El cloro activo de desinfección, 72,48 t/año, se produce por electrocloración in situ como hipoclorito sódico, con 0,33 GWh/año de consumo eléctrico. No se almacena ni se transporta cloro gas.

Cal y cantera

El horno de cal (nodo S02), alimentado por la caliza de la cantera interna, es un nodo con muchos hijos: suministra cal al hempcrete, a la regeneración del amoníaco de la ruta Solvay, a la precipitación de magnesia y al Tecnosol. Sus humos generan vapor para el anillo, y su turbogenerador aporta inercia a la red eléctrica. Esa multiplicidad de consumidores es la razón por la que la producción de hempcrete se limita por contrato a la colocación: un exceso lo convertiría en el cuello de botella de todos los demás.

Vidrio sódico-cálcico

El horno eléctrico de vidrio funde una mezcla vitrificable de sílice local, carbonato sódico de la ruta Solvay y carbonato cálcico crudo —caliza de cantera y conchas de molusco—, cargado sin calcinación previa: el carbonato se descompone dentro del fundido y su CO₂ forma parte del inventario de alcance 1. La arena del Namib se beneficia antes de su uso: lavado, clasificación granulométrica (200–600 µm), separación magnética y, si procede, ataque ácido suave, hasta el contenido de óxido de hierro que exige cada producto.

La producción es de 72,0 kt/año, ajustada a la demanda colocable: envase para los productos del propio clúster y para el mercado regional, que hoy importa sus envases desde más de 1.500 km, y lana de vidrio para el aislamiento de las viviendas bioclimáticas.

Hempcrete

La planta de prefabricados produce 96.277 m³/año de bloques de cañamiza y cal aérea, colocados contractualmente en 1.375 viviendas bioclimáticas al año (70,02 m³ por vivienda). Es un material de cerramiento masivo y aislamiento, no portante: alcanza 0,82 MPa a 90 días frente a los 2,0 MPa del uso estructural. Sus prestaciones declaradas son densidad seca de 400 kg/m³, conductividad térmica de 0,085 W/(m·K) y reacción al fuego B-s1, d0. La cal recarbonata en el muro y retiene 7.822,49 tCO₂e/año, con un descuento de permanencia del 30 %.

Papel técnico TCF

La papelera transforma la fibra liberiana del cáñamo y pulpa reciclada en 13,6 kt/año de papel técnico. La cocción es alcalina y el blanqueo, totalmente libre de cloro (oxígeno, quelación y peróxido), de modo que el efluente no contiene compuestos organoclorados. El vapor de cocción y secado procede del anillo de vapor. La lignina técnica del licor se precipita (2.438,69 t/año) y alimenta la línea de fibra de carbono.

Fibra de carbono de lignina

La lignina se hila y se carboniza con un rendimiento másico del 42 %: 1.024 t/año de fibra de carbono y 1.414 t/año de gas de proceso, con una demanda eléctrica de 8,7 GWh/año. La línea consume el 100 % de la lignina de la papelera.

Bioplástico PHA

La fermentación de los ácidos grasos volátiles del digestor anaerobio produce 461 t/año de polihidroxialcanoatos, biodegradables según EN 13432, destinados a acolchado agrícola y envase. La producción la limita la disponibilidad de sustrato.

Química fina y cosmética natural

La química fina transforma extractos del bloque agroindustrial y de la biología aplicada en productos de alto valor por unidad de masa: β-caroteno cristalino de Dunaliella salina (178,20 t/año), astaxantina de Haematococcus pluvialis en fotobiorreactores cerrados, gel certificado de aloe vera, hoja de moringa e hidrocoloides de kelp (alginato, fucoidano, laminarina). La biorrefinería de kelp (nodo F01) aporta 45,99 MUSD/año de EBITDA y utiliza como reactivo el carbonato sódico de la ruta Solvay.

Amoníaco verde y metanol

El amoníaco se sintetiza por Haber-Bosch con hidrógeno de electrólisis de agua y nitrógeno de separación de aire, con electricidad renovable del clúster. Abastece la reposición del bucle Solvay y la fertilización nitrogenada. La electrólisis es, además, la primera carga modulable del orden de mérito del despacho: absorbe el excedente renovable. El metanol se produce a partir del biogás excedente de la digestión.

Integración térmica

El anillo de vapor de 2,99 km a 12,0 bar recoge 7,01 t/h de vapor de los humos de los hornos de cal y de vidrio y lo entrega a la papelera, a los evaporadores de salmuera y a la digestión; una caldera de electrodos firme de 7,11 MW cubre el déficit de 10,70 t/h. En invierno austral, el mismo calor mantiene la temperatura de las naves de lombricultura e insectos.

Dimensionamiento del empleo

Las industrias de valor agrupan muchas líneas pequeñas y diversas, con manipulación y envasado, y son el mayor empleador industrial del clúster. El vidrio es la única línea con una referencia sectorial sólida —del orden de un trabajador por cada mil toneladas anuales en una planta de envase media— y opera en régimen continuo. El resto se estima por régimen de operación y tamaño de planta, y se señala como estimación de prefactibilidad.

LíneaDotación en régimen
Vidrio [referencia sectorial]≈105
Minería de salmuera y química mineral [estimación]≈43
Papel TCF y bioplásticos [estimación]≈43
Materiales de construcción [estimación]≈54
Química fina y cosmética [estimación]≈84
Líneas marinas [estimación]≈72
Procesado de la cosecha agrícola [estimación]≈216
Mantenimiento industrial y calidad [estimación]≈84

Conclusión

El bloque industrial convierte las corrientes residuales del clúster en productos: la salmuera en sales y carbonato, el CO₂ de calcinación en materia prima, la cañamiza en muros y la lignina en fibra de carbono. Su dimensionamiento no lo fija el mercado potencial sino la materia prima disponible y la capacidad de colocación, y sus acoplamientos —la cal, el carbonato, el vapor— son los que convierten un conjunto de plantas en un sistema.

Fundamento teórico y normativa de respaldo