PML CURTIEMBRE

Guía Técnica de Producción Más Limpia para Curtiembres CNI – CILP – CPTS

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Capítulo 8 Medidas complementarias de producción más limpia

para reducir / eliminar la generación de residuos En una curtiembre típica, por cada 1,000 kg de pieles saladas húmedas que entran al proceso, se requiere, en promedio, 450 kg de diferentes reactivos químicos. Como resultado, se obtiene cerca de 255 kg de cuero acabado, 40 kg de solventes emitidos a la atmósfera, 640 kg de residuos sólidos, 380 kg de residuos (sólidos y líquidos) conteniendo reactivos químicos /11/ y, el resto, 138 kg, es agua que pierde la piel. Si bien varios de los problemas ambientales causados por los residuos que generan las curtiembres pueden ser satisfactoriamente resueltos con la aplicación de medidas de producción más limpia (PML), existen problemas para los cuales dichas medidas son solamente una solución parcial, por lo que puede ser necesario adoptar algunas medidas complementarias para reducir la cantidad de aguas residuales, residuos sólidos y emisiones atmosféricas. Estas medidas complementarias están basadas en métodos simples y accesibles de pretratamiento y/o valorización de los residuos en forma segregada, aplicables a curtiembres de todo tamaño. El pretratamiento segregado de residuos, antes de que éstos se mezclen con el efluente industrial, tiene la virtud de reducir el tamaño de los sistemas de tratamiento final, con la consecuente disminución de la inversión requerida para su construcción y del ahorro en costos de operación y disposición final de lodos (se estima que el costo de operación de una planta de tratamiento final está en el orden del 10 a 15% del monto invertido en su construcción). Por otra parte, la valorización de residuos segregados, con o sin pretratamiento, es una forma económicamente atractiva de aprovechar materiales y, al mismo tiempo, disminuir significativamente la cantidad de residuos que se descarga o conduce a una planta de tratamiento final, con las mismas ventajas económicas señaladas en el párrafo anterior. Por lo tanto, antes de implementar cualquier sistema de tratamiento final, se debe agotar todas las opciones de producción más limpia relacionadas con el pretratamiento y/o valorización de residuos en forma segregada. 8.1 Pretratamiento de aguas residuales

Cuando se han agotado las posibilidades para reducir la carga contaminante, además del volumen de agua a descargar en el efluente y, a pesar de ello, no es posible llegar a cumplir con los límites de descarga establecidos en los reglamentos, recién debe pensarse en instalar un sistema de pretratamiento segregado de efluentes. Existen varios de estos sistemas y, en esta sección, se explica uno de ellos, que es el más empleado y da buenos resultados en curtiembres de diferentes países26.

A. Explicación de la medida

En las curtiembres se generan dos tipos principales de efluentes que deben mantenerse separados para su pretratamiento, antes de ser mezclados en el efluente final:

1. Efluentes básicos: Provienen del pelambre y del desencalado. El pelambre es la operación más

contaminante de una curtiembre. En ella se incorporan cantidades relativamente altas de materia orgánica (pelos, carnazas, sangre etc.) y de sulfuro, que terminan en el efluente industrial. Por lo tanto, es la principal fuente de sólidos suspendidos (41-64%), de DBO (48-53%), de DQO (48-53%), de nitrógeno total (48%) y de sulfuro (95-97%); de este último, solo una pequeña parte viene de las operaciones de desencalado y purga (5-3%) /13/.

26 Sistemas más sofisticados, pero también más complicados y costosos, son los que se basan en un tratamiento biológico, como lodos activados, filtros biológicos, biodiscos y lagunas aeróbicas y anaeróbicas. En el caso de aplicar tratamiento anaeróbico, éste implica la generación de gas metano, que podría utilizarse como combustible, pero esto no es muy práctico para las curtiembres.


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Los datos que se presentan en el Cuadro 8.1, sobre cantidades típicas de sulfuro utilizadas en la operación de pelambre y descargadas en el efluente, muestra que entre el 60 y el 80% del sulfuro introducido en el pelambre es descargado al efluente. Cuadro 8.1: Concentración de sulfuro en la solución de pelambre (con destrucción de pelo) y en el efluente antes del tratamiento27

Fuente Sulfuro en pelambre [kg S2- /ton piel]

Sulfuro en el efluente [kg S2-/ton piel] (1) % Agua(2)

W. Frendrup/5/ 8.0 5 -- J. Ludvick /13/ 3.7 3 200 T. Thorstensen/14/ 6.2 3-5 100

Fuente: Elaboración del CPTS en base a las referencias citadas (1) El sulfuro restante se pierde con el pelo, carnazas, retazos de piel (2) Porcentaje sobre el peso de la piel

2. Efluentes ácidos: Provienen del piquelado, curtido y recurtido, además de escurrimientos del

cuero en las operaciones de postcurtido. Estos efluentes tienen un pH relativamente bajo (2.8 a 4), contienen cromo, además de sales y agentes recurtientes. De estos insumos, el cromo es el elemento más importante que debe ser eliminado del efluente. Por lo general, sólo el 80% del cromo queda retenido en la piel y el 20% restante es descargado al efluente.

Estos dos tipos de efluentes nunca deben ser mezclados entre sí, sin haber eliminado, previamente y por separado, el sulfuro de los efluentes básicos provenientes del pelambre. De lo contrario, el sulfuro, debido a la acidez del otro efluente, reaccionará formando emanaciones de sulfuro de hidrógeno, cuya cantidad y peligrosidad dependerá de la concentración del sulfuro y del pH de la mezcla.

Por lo mencionado, es importante reducir estas cargas contaminantes (materia orgánica, sulfuro y cromo) en el efluente, lo que reducirá también el problema de los malos olores que generan. Para tal efecto, se propone el sistema de pretratamiento siguiente:

a. Separación de sólidos gruesos (aplicable luego de

cualquier operación húmeda). Las partículas gruesas deben ser retenidas a la salida del fulón para evitar su incorporación al efluente. Para ello debe instalarse rejillas en todos los canales, así como debajo de cada fulón o tanque. Los residuos colectados son subproductos que pueden emplearse con diferentes fines, como se explica en el punto 8.2.2.

b. Filtrado (aplicable luego de cualquier operación húmeda).

Mediante una bomba, la solución de pelambre y sus lavados deben enviarse a un tamiz inclinado para remover los lodos, que están principalmente compuestos por pelos, materia proteica, grasas y sólidos suspendidos.

Este tamiz puede estar hecho de un marco de madera y una tela o material plástico (el nylon se usa para soluciones básicas; el poliéster para ácidas y el polipropileno para ambas), cuyo tamaño de malla dependerá del tamaño de los sólidos a separar y debe ser colocado en forma inclinada (ver figuras 6.4, 6.5 y 8.1).

A continuación del tamiz, se puede instalar una trampa de aceites y grasas con un tanque de sedimentación para asegurar la separación.

27 En el Anexo B se presenta las fórmulas para calcular el porcentaje de Na2S presente en función de la cantidad de S2-

Figura 8.1: Tamiz inclinado Curtiembre CURMA


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Los baños residuales del piquelado, curtido y recurtido también deben ser filtrados, en un tamiz similar, pero por separado de los baños de pelambre.

c. Oxidación del sulfuro (S2-): Una vez que los líquidos del pelambre y de sus lavados han

pasado por el tamiz, y una buena parte de los sólidos suspendidos ha sido removida, el sulfuro contenido en estos líquidos es oxidado a sulfato (SO4

2-). La oxidación puede llevarse a cabo de diferentes maneras. El método comúnmente empleado es por aeración, el cual se detalla más adelante. Otros métodos químicos y biológicos más sofisticados, no son muy usuales en las curtiembres (ver referencias /6/ y /5/). La selección de una u otra alternativa debe ser estudiada en mayor detalle por la curtiembre.

Oxidación por aeración

Los sistemas de oxidación por aeración utilizan el oxígeno del aire28 para oxidar diferentes sustancias como el sulfuro. El oxígeno es un gas relativamente poco soluble en agua, por lo que se requiere mantener la más alta concentración de oxígeno en el agua mientras la reacción de oxidación progresa. Para tal efecto, el tamaño de las burbujas de aire debe ser el más pequeño posible, a fin de incrementar la velocidad de disolución del oxígeno, ya que:

la superficie de contacto entre las burbujas de aire y la solución a oxidar, será mayor; el tiempo que les tome en ascender y dejar la solución, también será mayor.

La dosis de oxígeno necesaria depende de varios factores, como la concentración del sulfuro, la temperatura, el tamaño de las burbujas y el tiempo de contacto, entre otros. La cantidad estequiométrica (teórica) de oxígeno requerida, es:

S2- + 2O2 SO4

2-

32 g/mol + 2 x 32 g/mol 96 g/mol

Para disminuir el tiempo de reacción, se puede agregar un catalizador, generalmente sulfato de manganeso (MnSO4), en cantidades que fluctúan entre 0.5 y 1 kg por cada m3 de agua residual a tratar /14/. La cantidad óptima debe obtenerse a través de pruebas en cada curtiembre. En los sistemas más comunes y sencillos, el aire, generado por un compresor, es introducido desde el fondo del tanque de aeración, a través de tubería o de una plataforma perforada, cuyos orificios deben tener un diámetro pequeño (alrededor de 0.5 mm). Este tanque debe tener normalmente el doble del volumen de los efluentes a tratar. Para establecer las condiciones de trabajo óptimas, es necesario realizar pruebas piloto antes de la implementación a nivel industrial. Sin embargo, estos sistemas sencillos, por lo general, no son muy eficientes, ya que toman demasiado tiempo para alcanzar un rendimiento óptimo. Los equipos de aeración más eficientes29 están basados en mecanismos para la formación de micro burbujas que incrementan la superficie y el tiempo de contacto entre el aire y la solución. Entre los más empleados están los inyectores de aire, discos de aeración y paletas de aeración:

Inyector de aire, denominado “Aire-O2” (Figura 8.2 y 8.3): Está compuesto por un motor eléctrico

(Nº 3, Figura 8.3), el cual se halla por encima de la superficie del agua, y lleva acoplado un eje hueco (Nº 4, Figura 8.3), en cuyo extremo inferior existe un tubo eyector (Nº 2, Figura 8.3) y en cuya base opera una pequeña hélice sumergida en el agua (Nº 1, Figura 8.3). El empuje sobre el líquido que genera la hélice al girar a gran velocidad, crea un vacío que succiona aire a través del eje hueco y lo dispersa a través del tubo eyector en el seno del líquido (el aire es aspirado a

28 El aire está compuesto principalmente por 79% de nitrógeno (N2) y 21% de oxígeno (O2), además de algunos otros gases que se encuentran en muy pequeñas proporciones. 29 Para mayor información consultar: www.aireo2.com y www.flygt.it


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través de los orificios del eje hueco). El aire se mueve a través del eje hueco, sale del tubo expulsor y se dispersa en el agua en forma de finas burbujas (promedio 2 mm de diámetro).

Otro mecanismo de aeración, tipo inyector de aire, es el denominado “Flo Get” (Figura 8.4), el cual está compuesto de una electrobomba sumergible y un tubo venturi. Usa el mismo principio de eyección de agua para aspirar aire (venturi), mezclándolos en una zona muy turbulenta y generando burbujas finamente divididas que se dispersan en el líquido. Como resultado, se obtiene una elevada velocidad de transferencia de oxígeno al líquido.

Figura 8.2: Aerador “Aire-O2” Figura 8.3: Esquema del aerador “Aire-O2”

Fuente: Aeration Industries International: www.aireo2.com Fuente: Aeration Industries International: www.aireo2.com

Figura 8.4: Aerador tipo “Flo-Get”

Fuente: Flygth www.flygth.it

En los mecanismos que utilizan discos de aeración, el aire se hace pasar por unos discos de cerámica o por un diafragma elástico con orificios pequeñísimos, de manera que produzcan microburbujas con un alto incremento de la superficie de contacto entre el aire y el agua, aumentando así la transferencia de oxígeno al agua. Un disco de aeración, denominado “Radial Jet”, está constituido por un motor sumergible y una unidad hidráulica acoplada a un disco giratorio, que lleva en su interior difusores en forma de estrella. El disco giratorio tiene un diseño especial de doble aspiración. La entrada superior está en contacto directo con el líquido,

3

2

1

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mientras que la entrada inferior está acoplada elásticamente a un tubo por donde se aspira el aire. La acción del bombeo de líquido en la zona inferior crea una condición de estabilidad y elevada depresión, con lo que se consigue aspirar el aire. Éste es mezclado violentamente con el agua en los canales del disco giratorio y, posteriormente, expulsado en forma de finas burbujas.

Sistemas con paletas de aeración (Figura 8.5 y 8.6): Un sistema típico que opera con paletas de

aeración consta de una pequeña plataforma flotante, con un motor en posición vertical, que mueve unas paletas para mezclar el aire con el agua, de tal manera de aumentar la superficie de contacto entre éstos. Figura 8.5: Paletas de aeración en Figura 8.6: Instalación de paletas en una planta de posición vertical tratamiento de efluentes

Fuente: Flygth www.flygth.it Fuente: Flygth www.flygth.it

d. Precipitación de proteínas. Una vez oxidado el sulfuro de los líquidos de pelambre y de sus lavados, se procede a precipitar las proteínas disueltas y en suspensión provenientes de la piel. La precipitación de las proteínas se logra cuando se alcanza su punto isoeléctrico a un pH determinado. La mayoría de las proteínas alcanzan este punto a un pH de alrededor de 5.5, por lo que el pH de la solución oxidada debe bajarse a este valor, usando, ya sea, soluciones de ácido sulfúrico preparadas para este fin, o las aguas residuales ácidas (efluentes ácidos) provenientes del piquelado y/o del curtido. Para completar la remoción de las proteínas, éstas deben ser floculadas mediante la adición de sulfato de aluminio.

Para mezclar soluciones o aguas ácidas con las de pelambre, debe asegurarse que la totalidad del sulfuro haya sido oxidado.

La mezcla de aguas o soluciones ácidas con aguas que contienen sulfuro, generan sulfuro de hidrógeno, gas muy venenoso.

Para comprobar que todo el sulfuro ha sido oxidado, se puede realizar una prueba simple. A una muestra de la solución oxidada, se adiciona un poco de sal de cobre (II), por ejemplo sulfato de cobre (cristales de color celeste), disuelta en agua. Si hay presencia de sulfuro, éste precipitará como sulfuro de cobre, de color negro (turbio); de lo contrario, no habrá precipitado. Para realizar una determinación cuantitativa, puede realizarse una titulación con yodo (ver el Anexo G).

Paletas


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La precipitación de proteínas y su posterior filtrado, puede reducir en un 50% la carga de DBO en el efluente. Más aún, la proteína recuperada puede ser utilizada como abono (por su alto contenido en nitrógeno) o, alternativamente, en la preparación de alimento balanceado para animales /5/. En ambos casos, se debe asegurar que las proteínas no contengan sulfuro y que no se hayan usado aguas de curtido para bajar el pH, ya que el cromo puede precipitar junto con las proteínas. Por lo tanto, si se desea utilizar aguas de curtido, el cromo debe ser previamente eliminado por precipitación (ver siguiente punto). El sistema de pretratamiento de efluentes provenientes del curtido de pieles, que se describe en los cuatro pasos anteriores (a, b, c, d), se resume en forma esquemática en la Figura 8.7.

Figura 8.7: Sistema de pretratamiento de efluentes provenientes del curtido de pieles

Fuente: Elaboración del CPTS, en base a esquema de Thomas Thorstensen

e. Precipitación de cromo. Las soluciones de piquelado y curtido, antes de ser utilizadas para neutralizar soluciones básicas de pelambre, no deben contener cromo ni sólidos en suspensión. Los sólidos en suspensión pueden ser previamente removidos mediante los pasos a y b de esta medida, para luego remover el cromo por precipitación.

La solubilidad mínima del cromo ocurre a pH 7.5. Sin embargo, de acuerdo a los trabajos de Ludvick/12/ y Frendrup/5/, en la práctica, para precipitar el cromo del efluente como hidróxido de cromo Cr(OH)3, el pH óptimo es de 8.5 a 9. Otros investigadores, como T. Thorstensen /13/, indican que la precipitación se logra a un pH de 5 a 7. Por lo tanto, en vista de que estas experiencias discrepan en los valores de pH a los cuales se obtiene la mínima solubilidad del cromo, se recomienda a las curtiembres que realicen pruebas para determinar el pH óptimo al cual ocurre la precipitación (ver en el capítulo 6 una explicación complementaria sobre la precipitación del cromo).

Tanque pulmón

(Opcional)

Tamiz

Lodos/Sólidos

Oxidación de sulfuros

Aire

Precipitación proteínas pH = 5.5

MnSO4

Proteínas

Líquido con cromo*

Tamiz

Baños residuales afluentes (pelambre,sus lavados u otros que contengan sulfuros)

Efluentes ácidos (p.e. baño residual de curtido)

Cal

Efluentes tratados

Lodos con cromo* Sólo sí se empleó el baño residual del curtido con cromo para bajar el pH

Sistema de burbujeo (p.e. tubería con orificios)Compresora

Fulon

Rejillas

Precipitación Cr(OH)3

Bomba

Al2(SO4)3


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En algunos países, las curtiembres recuperan el cromo precipitado en forma de lodos para reprocesarlo y regresarlo nuevamente al ciclo del curtido (ver medida No. 6.7.4). Para intentar esta práctica, cabe recordar que la precipitación del cromo es más eficiente cuando se la efectúa en efluentes segregados que provienen del curtido (es decir, antes de ser mezclados con efluentes provenientes de otras operaciones).

B. Beneficios de la medida Beneficios ambientales:

Reducción de la carga contaminante de sólidos totales, sulfuros, materia orgánica y cromo

descargados a los cuerpos receptores. Beneficios económicos:

Desde el punto de vista económico, las prácticas de producción más limpia destinadas a

minimizar y/o evitar la generación de residuos, además de generar ahorros, son las más baratas si se las compara con los sistemas de tratamiento final de descargas. Estas plantas de tratamiento no conllevan beneficios económicos para las empresas. Por el contrario, representan gastos. De ahí la importancia que tiene el agotar las posibilidades de implementar medidas de producción más limpia.

Según datos obtenidos en las visitas realizadas por el CPTS, incluyendo aquellos obtenidos

mediante consultas bibliográficas, se encontró que, para los volúmenes de producción de industrias del cuero que existen en Bolivia, una planta de tratamiento final de efluentes, con capacidad para separar sólidos, oxidar sulfuros y neutralizar el pH, puede llegar a costar un mínimo de US$ 10,000 y un máximo de US$ 150,000, dependiendo del volumen del efluente a tratar y de la tecnología utilizada. Debido a estos elevados costos, antes de instalar una planta de esta naturaleza, se debe aplicar medidas para reducir el consumo de agua y la carga contaminante, con el objetivo de que la planta de tratamiento sea lo más pequeña posible, lo que redundará en menores costos, tanto en la adquisición de la planta, como en los costos de operación asociados. Más aún, y según datos recabados por el CPTS en Bolivia, el costo anual de la operación de una planta de tratamiento (mantenimiento, reactivos químicos, electricidad, etc.), representa aproximadamente entre el 10 y 15% de su costo de adquisición.

8.2 Pretratamiento y valorización de residuos sólidos y lodos

En esta sección se presenta las técnicas que se utilizan para el secado de lodos, los métodos de valorización de los residuos y las precauciones que se deben tomar para la disposición final de aquellos residuos a los cuales ya no es posible darles un uso.

En general, las curtiembres generan dos tipos de residuos:

Orgánicos, provenientes de la piel o los materiales empleados en la fabricación del cuero

(curtido vegetal).

Inorgánicos, como las sales insolubles de calcio, el cromo y productos del tratamiento de los efluentes (p.e. aluminio, hierro y otras sustancias).

Dado que las operaciones mayormente se llevan a cabo en fase líquida, estos residuos se encuentran generalmente en forma de lodos, los que son recuperados después de la filtración de las aguas residuales. Los lodos también provienen de los procesos de precipitación, como el hidróxido de cromo y las proteínas.


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Los lodos provenientes de una curtiembre que no produce wet blue (es decir, solo realiza operaciones de postcurtido y acabado) son muy diferentes a los lodos de una curtiembre que sí lo produce, puesto que el proceso de Ribera es el que más contribuye a la contaminación hídrica.

8.2.1 Conversión de lodos a residuos sólidos

Según T.Thorstensen /13/, la importancia de deshidratar lodos radica en que, si éstos son dispuestos en la tierra (por ejemplo, por ausencia de rellenos sanitarios adecuados), varias de las sustancias contenidas en dichos lodos pueden lixiviarse e incorporarse en las aguas subterráneas y contaminarlas. El cromo y los sulfuros no son un problema porque tienen una solubilidad limitada. Sin embargo, el cloruro de sodio y el sulfato de sodio, entre otros, son el problema mayor. En regiones de clima poco lluvioso, las aguas subterráneas pueden alcanzar concentraciones relativamente altas de estas sales, resultando en una significativa contaminación. En cambio, en regiones de clima lluvioso, si bien las sales serán diluidas a concentraciones bajas, éstas serán trasladadas a mayores distancias, con un riesgo o impacto ambiental no necesariamente menor. La selección del método de secado de lodos depende de factores como: la calidad y cantidad de los lodos; el clima; los costos de equipo, mantenimiento y operación; el transporte de lodos al sitio de disposición; la disponibilidad de sitios de disposición y las regulaciones locales. La composición de los lodos varía en función de las operaciones de una curtiembre, del tipo de tratamiento que se da a la piel en todo el proceso del curtido y en el sistema de tratamiento de efluentes. Los lodos, que se producen en una planta de tratamiento de aguas residuales de una curtiembre, contienen aproximadamente 130 kg de materia seca por cada 1,000 kg de piel fresca de vacuno /5/. El contenido de humedad en los lodos, que depende de la forma de filtrado y secado, puede hallarse entre el 80 y 10% (este último porcentaje se logra mediante tratamiento térmico /6/).

A. Explicación de la medida

Para separar el agua de los lodos, se han desarrollado diferentes métodos, unos más complejos que otros. Algunos de ellos, son:

a. Secado al sol.

Su costo en términos operativos es muy bajo, pero tiene la desventaja de que depende de las condiciones climáticas y de la disponibilidad de espacio físico.

b. Por drenaje.

El drenaje de lodos es un método sencillo y de bajo costo, pero toma más tiempo que en otros métodos. Los lodos son colocados en bolsas porosas o mallas de nylon, y se apilan en una plataforma, o en una fosa, donde el agua se escurre lentamente por los orificios de las bolsas. Los lodos también pueden disponerse en turriles o recipientes perforados (orificios pequeños), a fin de que el agua se escurra a través de las perforaciones.

c. Filtración en lechos de arena.

Es un método simple y de bajo costo. El drenaje del agua de los lodos produce un lodo con 30 – 60% de sólidos; y, en el caso de que se acople un sistema de ventilación forzada, puede llegar hasta el 80 – 90% /13/.

d. Secado en hornos.

Es un método rápido, que logra inclusive lodos con menos del 10% de humedad. Un ejemplo de este método, es el secador de la figura 8.8, el cual usa el calor generado por radiación de la caldera.


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Figura 8.8: Secador de lodos (Curtiembre Hércules) con calor aprovechado de la caldera.

e. Filtrado a presión.

Es un método que utiliza filtros prensa, mucho más rápido que los cuatro métodos anteriores, y puede ser operado automáticamente. Sin embargo, el costo de un filtro prensa es considerablemente mayor.

En general, los lodos provenientes de pelambre son más fáciles de drenar/secar cuando no se hace una destrucción completa del pelo, debido a que se evita la formación de lodos gelatinosos, los cuales son más difíciles de secar. Dependiendo del origen de los lodos, éstos pueden ser empleados como abono. Si contienen sulfuro y/o cromo, y éstos no pueden ser removidos, se los debe disponer en un relleno sanitario, con las debidas precauciones, para evitar una posible lixiviación posterior y, en consecuencia, su incorporación a cuerpos de agua o napas freáticas, contaminándolos. En algunos países, estos lodos se los emplea también como abono de plantas ornamentales, posibilidad que debe investigarse.

B. Beneficios de la medida Beneficios ambientales:

Se reduce el volumen de los residuos.

Beneficios económicos:

Se reduce el gasto de la disposición final de residuos sólidos, con posibilidades de obtener ingresos adicionales por la venta de los residuos o subproductos.

8.2.2 Valorización de los residuos como subproductos

De manera general, el término “residuo” se conceptúa como “materia prima de menor valor”, mientras que el término “desecho” se conceptúa como “materia a la que ya no se le puede dar valor alguno” (ver capítulo 5). Bajo estas conceptuaciones, queda claro que cuanto menos compleja sea una mezcla, más fácil será su recuperación; y, por lo tanto, se debe tomar la precaución de no mezclar los residuos entre si, a fin de que su recuperación o reciclaje sea atractivo en términos económicos. Es decir, es una ventaja mantener los residuos en forma segregada, a fin de reducir la cantidad de los


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materiales desaprovechados, el consumo de agua, de energía y de los reactivos químicos necesarios para procesar estos residuos. Por lo general, se debe agotar todas las posibilidades para minimizar la generación de residuos y desechos a través de un trabajo eficiente, con maquinaria bien mantenida y obreros capacitados.

A. Explicación de la medida Algunas oportunidades para aprovechar los residuos son: a. Sal común. Ver la descripción de la medida correspondiente en la Sección 6.2.

b. Recortes y carnazas de la operación de predescarne. Las carnazas son un claro ejemplo de

lo que constituye una “materia prima de menor valor”, ya que por su contenido en proteínas y grasas pueden utilizarse en diferentes procesos industriales, como en la elaboración de alimentos para animales30, en jabonería, barnices, etc. Para ello, sin embargo, es necesario que las carnazas se las obtenga en la operación de predescarne, a fin de que se encuentren libres de sulfuro y cal. Si ese no fuera el caso, se necesitará de un tratamiento previo para eliminarlos, lo que hará más complicado y costoso el proceso. A continuación se describe un método sencillo para la valorización de este tipo de residuos.

Obtención de grasas contenidas en las carnazas (ver ejemplo en el Anexo H)

Las grasas son compuestos orgánicos naturales que se encuentran en las plantas y animales, sirviéndoles como material de reserva. En los animales se encuentra principalmente en el tejido subcutáneo, junto con el colágeno y algunas otras proteínas.

Las grasas son mezclas de triglicéridos de diferentes ácidos grasos. Los triglicéridos son ésteres de la glicerina (1,2,3-propanotriol) con ácidos grasos, principalmente los ácidos oleico, palmítico y esteárico, además de los ácidos mirístico y linoleico que se encuentran en menor proporción. Todos estos ácidos grasos se utilizan como materia prima en diferentes industrias, por lo que tienen un valor comercial. Por ejemplo:

El ácido oleico, el más valioso de los cinco ácidos mencionados, es usado principalmente

en cosmética. Los ácidos esteárico y palmítico, son usados principalmente en la industria alimenticia. El ácido linoleico, que es empleado en jabonería y barnices.

Estos ácidos grasos pueden obtenerse a partir de la hidrólisis de las grasas en medio ácido (entre pH 3 y 4), en las proporciones que se reportan en el Cuadro 8.2.

Cuadro 8.2: Proporciones de ácidos grasos presentes en las grasas animales

Mirístico Palmítico Esteárico Oleico Linoleico 3-6 % 24-32 % 20-25 % 37-43% 2-3%

Fuente: Introducción a la química orgánica – Robert Oullete /34/

Sin embargo, los triglicéridos, por si mismos, o mezclados con sus respectivos ácidos grasos (provenientes de la hidrólisis parcial de los triglicéridos), también tienen un valor comercial. Más aún, y a medida que la recuperación de los triglicéridos adquiere un interés económico, contribuye al mismo tiempo a disminuir la cantidad de residuos que se desechan al medio ambiente.

30 Para que las proteínas de las carnazas sean fácilmente digeribles por los animales, éstas deben ser previamente hidrolizadas.


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Los triglicéridos pueden ser recuperados e, incluso, separados entre sí en forma selectiva, mediante operaciones sencillas de tratamiento térmico, que aprovechan las diferencias en los puntos de fusión de las grasas (ver Cuadro 8.3). Un ejemplo de una operación de recuperación y aprovechamiento de grasas mediante tratamiento térmico, es la implementada por el Matadero San Jorge SRL en Cochabamba (ver descripción en el Anexo H).

Cuadro 8.3: Temperaturas de fusión de los ésteres y sus ácidos grasos

Éster Temperatura de fusión [ºC] Ácido graso Temperatura de

fusión [°C] Trioleína 4.5 Oleico 14 Trilinoleína 10 Linoleico 17 Trimirístina 55 Mirístico 54 Tripalmítina 61 – 62 Palmítico 63 Triestearina 72 Esteárico 70

Fuente: Perry: Manual del Ingeniero Químico/33/, E. Calvet: Química General, aplicada a la industria/40/

Como resultado del tratamiento térmico mencionado, se obtiene una fracción líquida, de consistencia aceitosa, compuesta por los tres ésteres y sus respectivos ácidos grasos que tienen puntos de fusión inferiores a 60 ºC (ver cuadro 8.3); más otra fracción, compuesta por los ésteres y sus ácidos grasos de mayor punto de fusión, que permanecen en estado sólido junto con los residuos proteicos de las carnazas (ver el ejemplo del Anexo H). Un método similar para recuperar grasas es el que utiliza la Curtiembre Hércules de Cochabamba (ver Figura 8.10 y una descripción en el Anexo H).

Figura 8.10: Grasas (sólidas) recuperadas de carnazas

Curtiembre Hércules

Para que una curtiembre implemente el tratamiento térmico de recuperación de grasas a partir de carnazas, se debe primero experimentar a escala piloto antes de llevar la operación a una escala mayor.

c. Pelo. Según W. Frendrup, el peso del pelo seco es de 30-50 kg por tonelada de piel fresca. El

pelo recuperado puede ser usado en agricultura, como fuente de nitrógeno y materia orgánica de descomposición lenta, con o sin previo tratamiento o preparación de compost. Las proteínas del pelo también pueden ser usadas en la producción de alimentos para animales. En Inglaterra, el pelo se usa para producir macetas biodegradables, evitando así el uso de macetas de plástico /5/. Un uso potencial del pelo es en la preparación de keratina hidrolizada para champú /5/.


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d. Los residuos de tripa. Son recortes de piel, descarnes inservibles y residuos del dividido (partes desechables de la costra), entre otros, que se obtienen después del pelambre. Estos residuos pueden usarse para la producción de cola para carpintería, galletas para perros, gelatina, materiales para cosméticos (eliminando previamente el contenido de sulfuro y otros químicos) e, inclusive, en algunos países, para preparar colágeno hidrolizado, que se usa en la industria alimenticia como envoltura para embutidos. Asimismo, los residuos del dividido, cuando se los obtiene después del curtido, pueden ser utilizados para guantes de trabajo, pelotas y artesanías.

Figura 8.5: Prensa para residuos del descarne Figura 8.6: Residuos del descarne prensados Curtiembre Santa Cruz Curtiembre Santa Cruz

Curtiembre Hércules ha realizado investigaciones y pruebas para desarrollar un recurtiente basado en residuos de tripa. Este nuevo producto ya está a disposición en los mercados nacional e internacional.

e. Las virutas o rebajes que contienen cromo. Pueden usarse en la producción de cuero

reconstituido, paneles o tableros de cuero (ver ejemplo en el Anexo H). Algunas curtiembres destinan las virutas a la fabricación de ladrillos, para mezclarlas con arcilla antes de introducir los ladrillos al horno (esto produce ladrillos más livianos y una coloración más rojiza). Se desconoce cual podría ser el efecto ambiental que pueda tener el Cr(III) cuando se somete a altas temperaturas (> 1,000 °C) en los hornos de cocimiento de ladrillo31.

La viruta puede también usarse en la obtención de proteína hidrolizada (libre de cromo), para usos varios, tales como en la producción de cosméticos, papel, detergentes para protección de la piel, fertilizantes y alimento para animales. El polvo que sale de la lijadora puede ser hidrolizada conjuntamente con las virutas de cromo.

f. Embalaje: Paletas y turriles pueden ser retornados al proveedor o usados como material

auxiliar (para mantenimiento, servicios u otros).

g. Lodos de pelambre: Pueden ser utilizados como abono, mediante compostaje con el pelo y con otros materiales que pueden contribuir con nitrógeno y carbono. Se debe controlar la cantidad de sulfuro que puede ser incorporado al suelo.

31 En España se han realizado investigaciones para ver los efectos del cromo en la fabricación de ladrillos; consultar referencia /5/

Algunas curtiembres bolivianas están exportando sus residuos de tripa para la producción de gelatina. Una de ellas seca y prensa los residuos para obtener menor volumen para el transporte (ver Figuras 8.5 y 8.6).


121

h. Lodos de curtido. En algunos casos, estos lodos han sido utilizados en la mezcla para la

fabricación de ladrillos.

i. Residuos orgánicos. Grasas capturadas en las trampas de grasa y otros residuos recuperados de efluentes con contenido de materia orgánica, pueden usarse para la producción de biogás, aunque todavía es una práctica poco común en las curtiembres.

B. Beneficios de la medida

Beneficios ambientales:

Se minimiza la cantidad de desechos. Beneficios económicos:

Se reduce los gastos en la disposición final de desechos sólidos, con la posibilidad de obtener ingresos adicionales por la venta de los residuos o subproductos.

Precauciones o aspectos a investigar:

Se debe tomar precauciones para el almacenamiento de las virutas y polvos del lijado del cuero, a fin de evitar su auto-ignición.

Una discusión permanente, y que se realiza desde hace bastante

tiempo, es si los residuos que contienen cromo deben o no ser clasificados y manejados como residuos peligrosos. La clasificación del Cr(III), según la Dosis Letal LD50, es parecida a la de la sal común. En la Unión Europea, estos residuos no están clasificados como peligrosos /6/. Por su parte, el Cromo (VI) es tóxico (irrita la piel, y se piensa que es cancerígeno). En los suelos, el Cr(VI) se reduce rápidamente a Cr(III) y, en la naturaleza, solamente existe como Cr(III).

Cuando el cromo precipita en el efluente, los lodos contendrán hidróxido de Cr (III), que es un

compuesto insoluble. Sin embargo, la solubilidad de este hidróxido depende del pH y puede redisolverse, como se mencionó, tanto en medio ácido, como en medio básico, pudiendo causar la contaminación de suelos y cuerpos de agua. Por ejemplo, una investigación realizada en Dinamarca, detectó la presencia de 0.2 mg Cr/litro en el lixiviado generado por un relleno sanitario que recibió residuos de curtiembres /6/. Sin embargo, otra investigación realizada en la Unión Europea, sobre disposición de residuos de curtiembres que contienen cromo, concluye que no hay migración u oxidación del Cr (III) ni se produce contaminación de aguas subterráneas.

8.3 Emisiones atmosféricas

En curtiembres, la contaminación atmosférica no es un problema tan serio como la contaminación hídrica. Los problemas relacionados con la contaminación atmosférica, tienen que ver sobre todo con la higiene industrial dentro la planta. En particular, la concentración de sulfuro de hidrógeno, amoníaco y solventes orgánicos en el aire, pueden llegar a niveles que pueden ser críticos para la seguridad y salud del trabajador. Los sistemas de depuración más utilizados están relacionados con sistemas de recolección de polvo en las operaciones de acabado. Estos equipos aspiran el polvo mediante succión y lo disponen en bolsas o depósitos. Otros sistemas, como ventilación forzada y filtros de carbón activado, se emplean para disminuir la emisión de solventes.

En Bolivia, la prueba para determinar si un residuo es o no peligroso, se realiza mediante la Norma Boliviana 753.


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A. Explicación de la medida Algunos consejos para reducir la contaminación atmosférica son: a. Tener una buena ventilación, natural o forzada. b. Sustituir productos en base a solventes orgánicos por productos en base a agua (ver Sección

6.10).

c. Proporcionar máscaras apropiadas a los operarios, quienes deben usarlas, por ejemplo, cuando se trabaja con pistolas de pinturas, en el vaciado de los líquidos del pelambre y otras actividades similares.

d. Realizar las actividades que generen polvo (por ejemplo lijado) en ambientes separados del

resto de las operaciones. Estos ambientes deben tener ventilación forzada y un sistema para la colección de polvos (filtros de bolsa o ciclones).

e. Reducir los malos olores. Fuera de la planta, los vecinos frecuentemente manifiestan quejas

sobre malos olores. Los olores provienen del sulfuro, de solventes orgánicos y de la putrefacción de los materiales orgánicos.

Las emisiones de sulfuro pueden reducirse según lo explicado en el Capítulo 6 (en la

Sección donde se describe medidas sobre pelambre). Los solventes orgánicos pueden ser sustituidos, según lo expuesto en las medidas de

acabado (Capítulo 6). En caso necesario, los solventes pueden ser removidos mediante filtros de carbón activado.

Los olores de putrefacción se pueden minimizar a través de una buena limpieza y enviando frecuentemente los residuos a los rellenos sanitarios u otras medidas adecuadas.

f. Evitar la generación de gases de combustión en ambientes cerrados o, si esto es inevitable,

asegurar una buena ventilación forzada dentro de estos ambientes, asegurando además una buena regulación del quemador, un buen mantenimiento y un control estricto de los parámetros de funcionamiento de la caldera. En el caso de que se emplee diesel u otro combustible contaminante (p.e. leña), será necesario instalar dispositivos para lavar los gases antes de su evacuación.

En Bolivia, el combustible más empleado es el gas natural, por su disponibilidad y bajo costo, además de ser un combustible limpio en razón de su contenido muy bajo de azufre. La utilización de leña como combustible es aún practicada por algunas curtiembres. Las curtiembres pequeñas, generalmente no disponen de calderas. Sus sistemas para calentar agua son rudimentarios. Por ejemplo, se usan sopletes a gas licuado y, en algunos casos, leña, para calentar agua en turriles. g. Reducir el ruido que podría ser emitido al interior y exterior de la planta. Los niveles de ruido

más importantes provienen de:

La rotación del fulón: cuya intensidad es menor si se utiliza poleas de transmisión, en lugar de engranajes, o cuando se emplea un eje de rotación propio del fulón.

Maquinaria como lijadoras, compresoras, abatanadoras y otras, las cuales pueden encapsularse o localizarse en ambientes separados y con protección acústica.

Se debe procurar una adecuada protección acústica para aquellas actividades que se realizan en ambientes abiertos.


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B. Beneficios de la medida Beneficios Ambientales:

Reducción de la contaminación atmosférica Beneficios económicos:

No están cuantificados, excepto para el caso de la sustitución de diesel por GLP, o de éstos por GN (ver Sección 7).

PML CURTIEMBRE

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