En el Comunismo… ¿No habrá grandes plantas químicas y gigantescas fábricas de industrias pesadas?

9 de abril, 2021

Plantas químicas actuales.
El perfil típico de las plantas químicas actuales de gran escala.

Limitaciones de escala características de las plantas químicas y la industria pesada llevan a algunos lectores a cuestionar que en el comunismo la producción pueda distribuirse globalmente y la industria tener un consumo energético mucho menor si quieren satisfacerse las necesidades humanas.

En este artículo

La pregunta

Las grandes plantas químicas e industriales son un reflejo de la tendencia del capitalismo a concentrar grandes masas de trabajadores y capital fijo, pero muchos ingenieros insisten también en que ello responde a una característica básica de la industria pesada. ¿Es cierto que la concentración extrema de la industria pesada o química es una característica espontánea de este sector, una característica que la haría incompatible con la satisfacción general de las necesidades humanas?

Las plantas químicas de hoy y la lógica fabril del capitalismo

La producción de varios bienes vitales para las cadenas de producción mundiales se encuentra limitada a unas cuantas plantas enormes, todas ellas controladas por ciertos capitales nacionales. Todo esto se vuelve evidente cada vez que sanciones y bloqueos trastocan el acceso de la industria mundial a los semiconductores, el cuasi-monopolio actual de ciertos países con la producción de vacunas contra el covid, la escasez de oxígeno para los pacientes de covid o la falta de acceso de muchos países semicoloniales a fármacos o productos tan básicos como los fertilizantes.

Se trata de datos bien conocidos en ciertos ambientes: la inmensa concentración de la producción industrial de amoniaco a nivel mundial en unas cuantas plantas químicas causa graves problemas de suministro y precios de los fertilizantes altos en países con capitales nacionales débiles, mientras que los países con capitales nacionales fuertes aplican cantidades excesivas de los mismos fertilizantes. Lo mismo ocurre con muchos otros productos, como los farmacéuticos.

Algunas de estas plantas químicas, como las refinerías, pueden ocupar una superficie mayor que la de pequeñas ciudades y requieren de inversiones inmensas para establecerse y funcionar. Durante el siglo XIX y los primeros años del XX, el desarrollo y crecimiento de esta clase de planta química concentrada significó la liberación progresiva de la población mundial de varias de las limitaciones malthusianas.

Por ejemplo, la agricultura humana se emancipó de los depósitos minerales de salitre… si no se hubiese desarrollado el proceso de fijación industrial de nitrógeno atmosférico para producir nitratos, la capacidad productiva de hoy sería mucho menor. ¿Cuánto? El equivalente del consumo actual de un tercio de la población mundial.

Sin embargo, este tipo de plantas químicas no solo necesita concentraciones enormes de capital fijo sino que depende de un tipo específico de procesos químicos, procesos que se basan en usar grandes cantidades de energía e intermediarios altamente reactivos para llevar a cabo reacciones químicas y procesos de separación física rentables a gran escala. No hay duda de que son procesos rentables a la escala de las necesidades del capital, pero estos ni son realmente los únicos procesos químicos posibles ni son deseables para la satisfacción de las necesidades de la Humanidad.

Del alambique a los materiales avanzados

aip
Absorción por Inversión de Presión (AIP). Los sistemas AIP permiten entre otros superar las gigantescas plantas químicas de la actualidad.

Los procesos en las plantas químicas se pueden dividir en dos grandes clases: los físicos y los químicos. Los procesos físicos, usados principalmente para la separación de sustancias químicas a partir de mezclas, son fácilmente olvidados aunque sean de gran importancia industrial.

El ejemplo básico es la destilación, donde se separan los componentes de una mezcla de líquidos según sus puntos de ebullición, y es un ejemplo realmente importante hoy en día. No por su importancia en refinerías, sino porque la separación de gases es de donde viene el oxígeno que necesitan los pacientes covid. Y se está agotando en muchos países semicoloniales.

¿Cuál es la manera clásica de obtener oxígeno puro a partir del aire en las plantas químicas? Enfriando el aire hasta convertirlo en una mezcla de gases licuados y separar estos al calentarlos en una gran torre de destilación. Se trata de las torres de separación de aire y son el estándar de la industria para obtener oxígeno y nitrógeno para producir fertilizantes o eliminar el exceso de carbono en el acero. Un inmenso gasto energético sumado a una escala realmente enorme.

Pero la destilación no es la única manera de obtener gases puros a partir de una mezcla. Si en vez de usar grandes cantidades de energía y jugar con las propiedades físicas básicas de los compuestos uno se basa en conocimientos sobre la estructura de la materia, es posible crear plantas mucho más pequeñas y versátiles, como las plantas de absorción por inversión de presión (AIP), que pueden caber en una habitación y estar mucho más distribuidas.

En vez de gastar cantidades brutales de energía para enfriar la mezcla, se usa material filtrante que atrae a las moléculas de uno de los gases de la mezcla cuando esta se encuentra a una presión relativamente alta. Mientras la presión sea elevada, las moléculas de un gas pasan a través sin problemas mientras que las del otro son retenidas , y cuando la presión desciende de golpe, las moléculas del segundo son liberadas permitiendo separar ambos gases en una mezcla.

Supuestamente no conviene usar el AIP para ciertos usos porque la pureza no sería la suficiente para varios procesos. En realidad es perfectamente posible conseguir una pureza elevada, lo que ocurre es que no se invierte en ello porque no es necesario ni viable en términos de ganancia teniendo ya las grandes torres de destilación y plantas químicas enteras por amortizar.

Pero, incluso cuando la industria instala sistemas AIP en plantas químicas para procesos que necesitan gases menos puros como la fabricacion de papel, lo hace jactándose de lo absurdamente enormes que son sus plantas. ¿Por qué? Porque para los dueños de una fábrica su capacidad de generar ganancia depende de la cantidad de capital que puedan absorber produciendo ganancias. Ese es el objetivo primario de cualquier industria en el capitalismo: colocar capital de manera rentable. Mayor tamaño de planta, más capital a absorber.

De las palas al flujo continuo

Reactores de tanque agitado característicos de las plantas químicas actuales.
Reactores de tanque agitado característicos de las plantas farmacéuticas actuales y varias plantas químicas.

Algo similar ocurre con los reactores químicos. Los dos modelos abstractos que aprende cualquier alumno de ingeniería son el reactor de tanque agitado y el reactor de flujo de pistón. El primero básicamente corresponde a un gran tanque agitado con palas o gas donde ocurren reacciones generalmente discontinuas, mientras que el segundo corresponde a un reactor tubular donde el flujo de entrada y salida es continuo y hay un gradiente de reacción de un extremo a otro del tubo.

Muchos reactores -como justamente aquellos en los que se produce la producción industrial de amoníaco para fertilizantes- no siguen realmente ninguno de los dos modelos, pero en general el tanque agitado se considera anticuado y lleno de desventajas. En realidad, una gran cantidad de procesos químicos se lleva a cabo precisamente en ese tipo de reactores discontinuos.

Las reacciones necesarias para la preparación de fármacos en la industria farmacéutica se llevan a cabo en grandes tanques agitados, a una escala y coste inalcanzable para muchos capitales nacionales menores, problema que ha sido denunciado numerosas veces.

Estas mismas reacciones se pueden llevar a cabo usando química de flujo, con reacciones que ocurren bajo flujo continuo y cuyos pasos se pueden controlar temporalmente y sin casi problemas de mezcla. Crucialmente, estos procesos se pueden llevar a cabo con éxito a mucha menor escala y localmente comparado con los grandes tanques de las plantas químicas actuales.

Varios de los problemas bien conocidos de los tanques, como su pésima relación superficie/volumen, los problemas para mantener la homogeneidad de las condiciones y reacción etc no ocurren con la química de flujo, que de hecho muestra ventajas debido a los mejores ratios superficie/volumen y el tiempo más corto de residencia de los intermediarios químicos potencialmente peligrosos o explosivos dentro del reactor.

Hoy en día la industria farmacéutica sigue usando la lógica del tanque agitado hasta para producir las vacunas del Covid, lo que ha causado retrasos enormes de producción debido a los problemas bien conocidos de estos reactores

No se trata de ninguna idea nueva, simplemente no encontró interés entre los grandes capitales hasta hace muy pocos años, y aun así solo para procesos puntuales. Hoy en día la industria farmacéutica sigue usando la lógica del tanque agitado hasta para producir las vacunas del covid, lo que ha causado retrasos enormes de producción debido a los problemas bien conocidos de estos reactores .

Naturalmente, los reactores tubulares se usan industrialmente… para procesos a gran escala, como en las refinerías donde los gasóleos pesados -formados por grandes moléculas de hidrocarburos- salidos de las grandes torres de destilación son rotos en moléculas más pequeñas gracias a un gran reactor tubular. En este, la mezcla de gasóleos se junta con un catalizador químico que las rompe en gasolinas más ligeras (y menos peligrosas para los motores). Como era de esperar, esto es lo opuesto a la lógica de los pequeños reactores de flujo de los que hablábamos antes, estas instalaciones son de las más grandes y caras de una refinería.

De modo similar, los intentos de modernizar o volver verde la producción de fertilizantes -que después de todo gasta hasta el 2% de la producción energética mundial- se topan con las necesidades del capital. Generalmente los procesos funcionan bien pero no se pueden construir plantas químicas lo suficientemente enormes para ser atractivas para los grandes capitales.

Los ejemplos son incontables, todos representan avances respecto a la vieja tecnologia de principios del siglo XX, dejan de lado el uso de cantidades obscenas de energia y altas presiones para enfocarse en nuevas técnicas químicas basadas en materiales, electroquímica o membranas… que permiten reducir la escala de las operaciones, pero esa es justamente una de las principales razones por las que no son interesantes para la acumulacion del capital.

Atisbos de una nueva industria para una nueva sociedad

esquema de una planta quimica de amoniaco e hidrogeno verdes
Esquema de una de las nuevas plantas químicas de producción integrada de amoniaco e hidrógeno verdes

En toda sociedad, la organización social del trabajo determina lo que es posible o no. Durante el feudalismo, sin un mercado integrado y una gran clase obrera, toda la industria pesada de hoy en día no hubiese parecido más que un sueño delirante…

Y ese mismo tipo de tenaza es la que impone la organización social del trabajo actual -el capitalismo- a las posibilidades futuras de desarrollo de la humanidad. El nivel técnico y social no es independiente del modo de producción, el carácter deforme de los medios de producción actuales no son el producto de sus características naturales sino de una clase dominante decadente y de su sistema de explotación ya anti-histórico.

La producción puede emanciparse de los restos de la vieja Química de los alquimistas, del análisis -separación- por el fuego y las transformaciones físicas y pasar a una nueva Química basada en interacciones moleculares y escalas más pequeñas. Puede basarse en el conocimiento acumulado sobre la materia en vez de las viejas glorias de la era moderna.

Hoy no solo es posible, es necesario pasar de un mundo de secretismo y restos ajados de técnicas artesanas a un mundo donde el objetivo sea la satisfacción de las necesidades generales y el conocimiento esté emancipado en manos de una clase universal.