CARACTERÍSTICAS Y TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS DE CURTIEMBRES
JUAN GONGORA DEVA 117003015
Ing. P.H.D. ABELARDO PRADA MATIZ
UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL VILLAVICENCIO 2012
INTRODUCCION El tema ecológico tiene una singular significación desde que constituye uno de los componentes que recientemente ha sido incorporado para la evaluación de la competitividad internacional del sector. También forma parte de la explicación de la reubicación de la industria, en regiones donde las exigencias sobre el cuidado ambiental son relativamente moderadas o inexistentes. La industria de la curtiembre tiene un enorme impacto desde el punto de vista ambiental, dadas las características de los efluentes que elimina a los cursos de agua o a la atmósfera. Ello determinó que, en los últimos años, se hicieran importantes esfuerzos para el desarrollo en el área de los insumos químicos, para responder a la demanda creciente por productos menos agresivos y más compatibles con las pautas establecidas por la ecología. Esta consideración implica modificar el concepto de utilización de los recursos naturales y su cuidado. De allí la transformación que se está procesando desde las convencionales tecnologías - correctivas del desequilibrio ambiental provocado por una gestión productiva con escaso o ningún control- hacia las nuevas tecnologías preventivas y en el actual espacio común, donde coexisten ambas. Dadas las características del proceso productivo, éste es esencialmente agresivo a la naturaleza del cuero y en consecuencia lo es para el ambiente, puesto que exige revertir el natural proceso de degradación de la sustancia orgánica y, a su vez, otorgar propiedades tales al cuero que pueda asimilara y sustituir, en su función, a una tela tejida.
JUSTIFICACION Cada industria es particular en su manera de tratar el agua y los efluentes líquidos después del uso del recurso. Ni siquiera entre dos industrias que producen lo mismo, se puede hablar de una igualdad en términos de concentración de materia contaminante; por esta razón, no existe un tratamiento único para los Residuos Líquidos Industriales (RILES), aunque sí se pueden dar lineamientos generales para un tratamiento efectivo. Como resultado, el grado de la contaminación es diferente primero por caudales, concentraciones y después por el entorno y/o cuerpo receptor ó uso que se le va a dar al efluente es decir si se hará o no el tratamiento de aguas. La manera usual de referirse al grado de contaminación se da por la DBO5 que es la cantidad de oxígeno utilizada por los microorganismos para mantener estable la materia orgánica.
OBJETIVO El principal objetivo es, tener un conocimiento sobre las características de los residuos de curtiembres, así como también su respectivo tratamiento por el cual sean considerablemente reducidas en contaminantes nocivos para el medio ambiente y por sobre todo no sean dañinas para la sociedad.
DEFINICION DE AGUAS RESIDUALES EN CURTIEMBRES Al realizar el proceso de curtido, se extrae gran cantidad de grasa, carne y pelo, como resultado las aguas servidas contienen tierra, sal, sangre, estiércol, aceite, grasa, carne, pelo, etc. Los desperdicios tienen un alto nivel de alcalinidad, sulfuro, sólidos disueltos y suspendidos y emulsiones. El propósito del proceso de curtido es producir un material duradero que no esté sujeto a descomposición por mecanismos físicos o biológicos. Antes de curtirlas, es necesario ablandar las pieles en baños alcalinos y salados, produciendo aguas servidas con un alto contenido de ácidos y sales. El proceso de curtimientos se efectúa, lixiviando las pieles con cromo, tanino vegetal, alumbre, sales metálicas y formaldehido. Esta operación produce una gran cantidad de aguas servidas. La solución de curtimiento de cromo, luego de usarla, manifiesta poca demanda de oxígeno bioquímico o químico, y tiene pocos sólidos suspendidos, sin embargo, puede contener importantes concentraciones de cromo, que es un metal tóxico. 1. Residuos líquidos Desde siempre el proceso de curtición estuvo relacionado con la contaminación de las aguas, debido a que emplea grandes cantidades en todas sus etapas. Las aguas residuales se van cargando con proteínas solubles liberadas por los cueros y con remanentes químicos de los productos utilizados, que afectan el medio ambiente de distinta forma:
Proteínas y diferentes clases de sustancias orgánicas, tales como taninos sintéticos y vegetales, aceites y grasas y otras sustancias orgánicas que consumen oxígeno del medio a donde se descargan. Esta contaminación orgánica es expresada como DBO y DQO (demanda química de oxígeno) y si es muy elevada puede resultar en daño a la fauna del medio receptor. Afortunadamente estas sustancias orgánicas son relativamente fáciles de degradar biológicamente, por lo que técnicamente no hay problemas para reducir los valores de DBO y DQO a niveles aceptables.
Sulfuros que son potencialmente tóxicos por la posibilidad de generar sulfuro de hidrógeno a un pH bajo. Existen alternativas bajo la forma de recirculación de baños o sistemas de pelambre con bajo sulfuro. También existe la posibilidad de oxidar fácilmente los sulfuros durante el tratamiento de las aguas mediante el uso de aireadores. La eliminación del sulfuro en las aguas residuales no representa un problema desde el punto de vista tecnológico.
El Cromo, utilizado en curtiembres dentro de ciertos límites, es dudoso que sea nocivo para el medio ambiente. El principal problema reside en la posibilidad de transformación de éste en cromo hexavalente por oxidación. El Cr -6 es mucho más móvil y más tóxico. El cromo trivalente, que es utilizado en curtiembres, se convierte en hidróxidos insolubles en el agua y estas sales envejecen y se vuelven cada vez menos solubles, permaneciendo sólo una pequeñísima parte en solución. Además, sólo una pequeña parte de sales de cromo trivalentes puede ser absorbida por las plantas, por lo que el cromo no puede acumularse en la cadena alimentaria. Sin embargo, la tendencia general ha sido la de restringir cada vez más las regulaciones concernientes a este elemento, teniendo en cuenta el riesgo de oxidación a cromo hexavalente. La inquietud principal es que si bien se conocen los efectos del cromo a corto plazo, es muy difícil prever las consecuencias en un mediano y largo plazo.
Los Cloruros y Sulfatos, aunque son productos químicos relativamente inofensivos, están volviéndose cada vez más problemáticos para las curtiembres porque las cantidades que se descargan en el medio y el hecho de que es extremadamente costosa su remoción causan serios problemas en la forma de salinización de aguas superficiales.
El Nitrógeno ha puesto en evidencia en Europa el riesgo de la presencia de nitratos en el agua potable. Si bien la industria del cuero es responsable sólo de una pequeña cantidad de nitrógeno eliminado, en forma amoniacal o de nitrato, es posible que se restrinja cada vez más su uso.
2. Residuos sólidos 1) Residuos provenientes del cuero fresco (recortes) y de cuero en tripa. Los recortes de cuero crudo son un riesgo desde el punto de vista ecológico para las curtiembres, ya que constituye un elemento que entra rápidamente en putrefacción y que no puede ser procesado ni aprovechado por la curtiembre. Los recortes de cuero en tripa son comercializables, por lo que no conforma en principio un problema. 2) Los residuos sólidos cromados son los provenientes de recortes y rebajaduras de cuero curtido y el barro proveniente de las plantas de tratamiento de aguas residuales. La mayor parte de los residuos sólidos tienen un contenido de cromo tan elevado que son considerados tóxicos y deben descargar únicamente en sitios especialmente destinados a tales efectos.
¿Cuál es el problema que se presenta? De los aspectos centrales que preocupan en la temática de los efluentes de la curtiembre se destacan:
el Cromo, el Sulfuro
los sólidos en suspensión
el Nitrógeno 52
Una característica sobresaliente del impacto ambiental de la curtiembre es el enorme volumen de agua que demanda y, en consecuencia, las descargas no son sólo abrumadoras sino que transportan una carga contaminante muy alta. A lo largo de todo el proceso se están vertiendo a los cursos de agua volúmenes importantes que contienen la carga de cada una de las operaciones que se han completado. Se estima que, por cuero, se utilizan, para el caso de ovinos, alrededor de 200 a 300 litros y para vacunos de 750 a 1000 litros de agua. Dependiendo naturalmente del tipo de artículos que se procesen, hay casos en que pueden llegar a utilizarse hasta 2,5 m3/cuero. A nivel mundial, varios factores reflejan el interés por reducir estas tasas de consumo de agua: 1. el volumen físico que significa para una curtiembre 2. el costo del insumo 3. la posible reducción del consumo de insumos químicos 4. el costo que demanda el procesamiento para la escala de la planta de tratamiento de efluentes. En la actualidad se valoriza el agua como el producto químico más caro, lo que explica el dinámico proceso de desarrollo de productos menos contaminantes. Cada etapa del proceso hace su aporte a la carga contaminante total del efluente. Según surge de algunas publicaciones la carga contaminante parcial expresada en % de la DQO total del efluente para dos procesos habituales de la curtiembre el wet-blue y el crosta, es el siguiente:
ETAPA
WET BLUE CROSTA
Remojo
10
12
Pelambre y Lavado
62
42
Desencalado
8
5
Piquelado y Curtido
10
7
Neutralización, Recurtido y Lavado
--
5
Teñido
--
7
Engrase
--
12
Lavado Final
--
3
TOTAL
100
100
A partir del cuadro se observa que el mayor aporte a la carga contaminante total está concentrado en las etapas de pelambre y lavado. En esta etapa se encuentra un alto contenido de sólidos, proteínas del pelo y de la piel hidrolizadas, grasas saponificados, restos de Sulfuro de Sodio sin reaccionar (uno de los componentes más tóxicos que utiliza la curtiembre).
PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES
Hay gran variedad de tratamientos que abarcan un amplio abanico de técnicas, desde las estrictamente mecánicas utilizadas en plantas convencionales hasta las de conducción de complejas reacciones bioquímicas utilizadas en plantas industriales. La necesidad de eliminación de sulfuro y cromo son la mayor singularidad que presentan los RILES (Residuos líquidos industriales) de curtiembre para su tratamiento, ya que una vez eliminados estos dos componentes, la metodología para emplear para la depuración del efluente es más bien convencional:
DESULFURACION DE PELAMBRES Y CALEROS Para conseguir una adecuada desulfuración de pelambres y caleros existen varios procedimientos: Llevar los baños de pelambre, por canal aparte, hasta un gran depósito de homogeneización de todas las aguas de la fábrica, provisto de hélices de agitación sumergidas y difusores de aire. La oxidación catalítica con sales de manganeso, es el sistema más empleado y consiste en inyectar micro burbujas al efluente en presencia de sulfato de manganeso como catalizador esto facilita la decantación de algunas sustancias.
TRATAMIENTO DE (RILES) Una vez eliminados del efluente el sulfuro y cromo, el ril resultante tiene características asimilables al agua residual de origen doméstico, no significando esto que los parámetros del ril de curtiembre sean similares en orden de magnitud a los de origen domiciliario, sino que debido a la ausencia de tóxicos pueden ser tratados en forma similar, y más aún, en forma conjunta. Se agrupan en dos principales apartados: tratamientos biológicos.
fisicoquímicos y
Ahora bien, si con el tratamiento primario no se alcanza a dar cumplimiento a la normativa de evacuación, será necesario realizar un tratamiento biológico después del físico-químico.
TRATAMIENTOS FISICO - QUÍMICOS Por métodos físico-químicos se entienden los basados en la dosificación de productos coagulantes y floculantes a las aguas a tratar con el objetivo de reducir, en lo posible, los parámetros de contaminación, fundamentalmente por filtración, decantación o flotación. Dentro de los tratamientos físico-químicos, las operaciones iníciales más frecuentes son: desbaste (grosero y fino), desarenado, desengrase, homogenización y sedimentación primaria (con los cuales se habrá alcanzado una limpieza de las sustancias más difíciles de tratar).
TECNOLOGIAS SOLIDOS
PARA EL
TRATAMIENTO
DE RESIDUOS
En el rubro curtiembres se produce una cantidad considerable de residuos sólidos, para los cuales existe una serie de técnicas o tecnologías para su aprovechamiento, reciclaje y disposición. Estas, se pueden presentar de acuerdo al tipo de residuo sólido generado, ya sea antes o después del curtido, y los provenientes de la planta de tratamiento de riles, es decir, los lodos. Uno de los estudios que se han estado realizando es con respecto al tratamiento del pelo inmunizado que se obtiene del proceso de apelambrado en donde se ha encontrado que una vez tratado químicamente contiene un alto porcentaje de nitrógeno que es uno de los elementos principales que conforman los fertilizantes. Por lo que este tipo de residuos una vez tratados pueden tener aplicación como materia prima para la elaboración de regeneradores de campo.
PLANTA DE TRATAMIENTO Una breve descripción del tratamiento sería: Tamizado Se eliminan las partículas en suspensión por medio de rejas de diferentes distancias de separación. Desulfuración Es la eliminación del Sulfuro de Sodio, que puede realizarse sobre el efluente del pelambre y del lavado o bien, sobre el efluente previamente homogeneizado, lo que depende de la alternativa de tratamiento adoptada. Los métodos utilizados son:
oxidación catalítica por el aire (más difundido)
precipitación con sales de Hierro
oxidación química con Peróxidos
recuperación del Sulfuro para ser reciclado
Homogeneización Se trata de regularizar las características del efluente, dado que hay aportes de etapas distintas que general efluentes diferentes. En particular, permite homogeneizar el pH por auto-neutralización del efluente y también ocurre la autofloculación de los productos en suspensión en esta etapa. A su vez, debido a la frecuencia irregular de vertido de efluentes, este permite regular el caudal descargado. Sedimentación primaria Los sólidos decantables se depositan en el fondo del decantador, previo ajuste del pH. Por acción de la gravedad son separados, denominándose barros primarios, junto con los cuales se pueden extraer grasas. Este es uno de los aspectos más difíciles de resolver, dada la magnitud del volumen de barros. Para dar una idea del volumen que genera una curtiembre de 500 cueros/día, puede calcularse en el orden de 30 m3/día que no deben mantenerse como tales. Para eso se espesan y se escurren. El cromo se precipita aquí y se extrae junto con los barros. Espesador Se depositan los barros en un recipiente (con o sin raspador) se concentran y se reduce el volumen de los barros sensiblemente. El sobrenadante de esta etapa recircula al tanque de homogeneización.
Deshidratación Los barros pasan a los lechos de secado donde alcanzan el contenido de humedad que permita su posterior deposición. Los líquidos que escurren pasan a las piletas de tratamiento biológico. Piletas de tratamiento biológico Cuando el espacio lo permite, se dispone de dos o más estanques en serie donde se vierte el efluente. Una de ellas es de carácter anaeróbica-aeróbica llamada facultativa y las otras aeróbicas. Esto está en relación directa con el tipo de población bacteriana predominante en cada laguna y depende además de la concentración de Oxígeno disponible. El efluente permanece en cada una de ellas un tiempo predeterminado, llamado tiempo de residencia, que es uno de los aspectos fundamentales del diseño del tratamiento. Transcurrido ese plazo el efluente se desagota en el curso de agua. Este sistema de tratamiento conocido como secundario, está en estrecha relación con el tamaño de la curtiembre, es decir con los cueros/día y también con las características de los efluentes.
IMPACTOS AMBIENTALES En las corrientes superficiales los efluentes afectan a la vida acuática por que disminuyen el oxigeno disuelto, letales para ciertas especies y el agua se torna no apto para el consumo humano por efecto de los tóxicos que conlleva, como consecuencia los costos el tratamiento se elevan. En las aguas subterráneas, los efluentes de curtiembres producen un aumento de la salinidad. Los afluentes provocan incrustaciones de carbono de calcio y sedimentación de sólidos en las redes de alcantarillado. Los olores emanados de los afluentes producen contaminación atmosférica y provocan que los trabajadores pierdan parcial y gradualmente el olfato. Por consecuencia de los insumos químicos que contienen cromo y sulfuro y que también produce intoxicaciones y accidentes en los empleados.
CONCLUSIONES La aplicación de un programa de esta naturaleza conduce a una serie de beneficio s económicos para la industria: ahorro de agua e insumos químicos principalmente otros beneficios son la protección ambiental, la protección de la salud ocupacional y la capacitación de técnicos y trabajadores de la planta. El uso racional del agua y de los insumos químicos; la recuperación y rehúso de los baños de pelambre y curtido; las modificaciones del proceso productivo tendientes a la aplicación de tecnologías más limpias; así como las medidas de control de proceso productivo al interior de la planta industrial.
BIBLIOGRAFIA
Manual de tratamiento de aguas (Limuza Noriega) Guía Técnica para la Minimización de Residuos en Curtiembres (Ing. María Mercedes García) Química Técnica de Curtición J.M. Morera Escola Superior d'Adoberia d'Igualada 2000 Química técnica de tenería Igualada Adzet Adzet J.M.- 1965
