UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
SECCIÓN DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROGRAMA DE DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
“PROPUESTA DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES, PARA MEJORAR LA RECIRCULACIÓN DEL AGUA Y LOS
TRATAMIENTOS EN CADA UNA DE LAS ETAPAS DEL PROCESO DE CURTIDO EN UNA EMPRESA CURTIEMBRERA, EN LA CIUDAD DE
TRUJILLO”.
TESIS
PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE DOCTOR EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
ING.HUGO DANIEL GARCÍA JUÁREZ Mstro.
PIURA-PERÚ
JUNIO-2021
HOJA DE FIRMA DE EJECUTORES
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
TESIS
“PROPUESTA DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES, PARA MEJORAR LA RECIRCULACIÓN DEL AGUA Y
LOS TRATAMIENTOS EN CADA UNA DE LAS ETAPAS DEL PROCESO DE CURTIDO EN UNA EMPRESA CURTIEMBRERA, EN
LA CIUDAD DE TRUJILLO”.
LINEA DE INVESTIGACION: PROCESOS INDUSTRIALES
MSTRO. HUGO DANIEL GARCIA JUAREZ DR. JOSE BAZAN CORREA
DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
TESIS
“PROPUESTA DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES, PARA MEJORAR LA RECIRCULACIÓN DEL AGUA Y
LOS TRATAMIENTOS EN CADA UNA DE LAS ETAPAS DEL PROCESO DE CURTIDO EN UNA EMPRESA CURTIEMBRERA, EN
LA CIUDAD DE TRUJILLO”.
LOS SUSCRITOS DECLARAMOS QUE EL PRESENTE TRABAJO DE TESIS ES ORIGINAL, EN SU CONTENIDO Y FORMA.
MSTRO. HUGO DANIEL GARCIA JUAREZ DR. JOSE BAZAN CORREA
HOJA DE FIRMAS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
ESCUELA DE POSGRADO
DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
“PROPUESTA DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES, PARA MEJORAR LA RECIRCULACIÓN DEL AGUA Y
LOS TRATAMIENTOS EN CADA UNA DE LAS ETAPAS DEL PROCESO DE CURTIDO EN UNA EMPRESA CURTIEMBRERA, EN
LA CIUDAD DE TRUJILLO”.
APROBADA EN CONTENIDO Y ESTILO POR:
Dr. Víctor Hugo Ramírez Ordinola PRESIDENTE
Dr. Ramón Cosme Correa Becerra VOCAL
SECRETARIO
Dr. Royvely Carhuachin Gutierrez VOCAL
DEDICATORIA
A Dios por protegerme y permitir concluir satisfactoriamente mis estudios posgraduales
en el programa de Doctorado en Ingeniería Industrial.
A mi madre Rosaura Juárez Placencia Vda de García, la mujer de mi vida, por su amor,
trabajo y sacrificio.
A mi padre Gilberto García Rivera y a mi abuelo Gilberto García Flores, allá en el cielo
por haberme inculcado el ejemplo de esfuerzo, valentía y no temer a la adversidad.
A mis hermanos Julia, Claudia y Leonardo por sus palabras de aliento y apoyo.
A Bretzy Aldeán Carrión, una bella persona que estuvo a mi lado siempre y me motivó
a no claudicar.
Y al Dr. Humberto LLempén Coronel por incentivarme a cumplir con mis metas
AGRADECIMIENTO
Agradezco a mi asesor de Tesis, Dr. José Bazán Correa, por sus conocimientos,
orientación, ayuda y amistad, para la realización de este proyecto.
Agradezco al Coordinador del Programa de Doctorado de Ingeniería Industrial, Dr. Víctor
Ramírez Ordinola, a la plana docente, grandes y exitosos profesionales.
Agradezco al Sr. Silfredo Torres, gerente de la Empresa Curtiembrera Alianza Virgen de Asunción Sociedad Comercial de Responsabilidad Limitada - Avidas S.R.L, por la información brindada para la elaboración de mi proyecto de Tesis Doctoral.
Y una mención especial a la Srta. Bretzy Aldeán Carrión, Asistente Administrativa del
Programa de Doctorado, quien siempre mostró mucho profesionalismo y don de atención
a cualquier duda o consulta, y en el camino se convirtió en mi compañera de vida en mi
RESUMEN
En el presente proyecto se propone el diseño de una Planta de tratamiento de
aguas residuales para una empresa de curtiembre de tipo artesanal con el objetivo
de eliminar el material orgánico y las sustancias químicas altamente
contaminantes, para lo cual se inspeccionó la empresa y se obtuvieron muestras
de las aguas descargadas del efluente, determinándose parámetros de pH,
turbidez, DBO5, DQO, sulfuros y cromo.
El objetivo es instalar una Planta de tratamiento de aguas residuales con el fin de
mejorar la recirculación y los tratamientos del agua que se usaría en cada uno de
las etapas del proceso productivo de la curtiembre para que su descarga a los
efluentes sea menos contaminante y además generaría un descuento sustentable
en la cantidad de agua utilizada.
La recolección y análisis de información se realizan mediante datos cuantitativos
y cualitativos para llegar a la meta inferencial; el diseño de esta investigación es
de tipo propositiva (CHIROQUE, 2006), porque se fundamenta en un vacío dentro
de la curtiembre, se identificará la problemática, se hará el diagnóstico
investigativo previo a través de los análisis de laboratorio, se profundizara sobre
los equipos y elementos necesarios para poner en práctica la propuesta; a su vez
se utilizará el método inductivo que es estudiar las características de esta
empresa como modelo para poder replicar otras curtiembres del sector.
Los principales parámetros analizados en la curtiembre tomada como modelo para
este estudio denominada ¨Alianza Virgen de la Asunción SCRL¨, son: grasas y
aceites < 0,5, cromo hexavalente < 0,001, DBO 25,2, DQO 94,2, solidos
Es a partir de ahí donde se realizará la propuesta de instalación de la planta de tratamiento de aguas residuales con el fin de realizar la remoción de grasas, cromo y otros contaminantes con el fin de superar la problemática actual y las deficiencias encontradas.
Palabras clave: Planta de tratamiento de aguas residuales, ambiente,
ABSTRACT
This project proposes the design of a wastewater treatment plant for a craft tannery
company with the aim of eliminating organic material and highly polluting
chemicals, for which the company was inspected and samples of the water
discharged from the effluent were obtained, determined pH parameters, turbidity,
BOD5, COD, sulfides and chromium. The objective is to install a wastewater
treatment plant in order to improve the recirculation and treatments of the water
that would be used in each of the stages of the production process of the tannery
so that its discharge to the effluents is less polluting and would also generate a
sustainable discount on the amount of water used.
The collection and analysis of information is carried out using quantitative and
qualitative data to reach the inferential goal; the design of this research is of a
purposeful type (CHIROQUE, 2006), because it is based on a vacuum within the
tannery, the problem will be identified, the previous investigative diagnosis will be
made through laboratory analyses, the equipment and elements necessary to
implement the proposal will be deepened; in turn, the inductive method will be used
to study the characteristics of this company as a model to be able to replicate other
tanneries in the sector. The main parameters analyzed in the tannery taken as a
model for this study called lianza Virgen de la Asunción SCRL are: fats and oils
< 0.5, hexavalent chromium < 0.001, BOD 25.2, COD 94.2, sediméntales solids
1.5, total solids in suspension 10, sulfide < 0.00045 and pH 7.8.
It is from there where the proposal for the installation of the wastewater treatment
plant will be made in order to perform the removal of fats, chromium and other
contaminants in order to overcome the current problems and the deficiencies
found.
Keywords: Wastewater treatment plant, environment, pollution, tannery, production process.
RESUMO
Este projeto propõe a concepção de uma estação de tratamento de águas
residuais para uma empresa de curtumes artesanais com o objetivo de eliminar
material orgânico e produtos químicos altamente poluentes, para os quais a
empresa foi inspecionada e amostras da água descarregada do efluente foram
obtidas, determinantes parâmetros de pH, turbidez, BOD5, COD, sulfetos e cromo.
O objetivo é instalar uma estação de tratamento de águas residuais para melhorar
a recirculação e os tratamentos da água que seriam utilizados em cada uma das
etapas do processo de produção do curtume para que sua descarga nos efluentes
seja menos poluente e também gere um desconto sustentável na quantidade de
água utilizada.
A coleta e análise das informações é realizada utilizando dados quantitativos e
qualitativos para atingir o objetivo inferencial; o desenho desta pesquisa é de um
tipo proposital (CHIROQUE, 2006), pois se baseia em um vácuo dentro do
curtume, o problema será identificado, o diagnóstico investigativo prévio será feito
por meio de análises laboratoriais, os equipamentos e elementos necessários para
a implementação da proposta serão aprofundados; por sua vez, o método indutivo
será utilizado para estudar as características desta empresa como modelo para
poder replicar outros curtumes no setor. Os principais parâmetros analisados no
curtume tomado como modelo para este estudo chamado Alianza Virgen de la
Assunção SCRL são: gorduras e óleos < 0,5, cromo hexavalente < 0,001, BOD
25,2, COD 94,2, sólidos sediméntales 1,5, sólidos totais na
suspensão 10, sulfeto < 0,00045 e pH 7,8.
É a partir daí que será feita a proposta de instalação da estação de tratamento de
águas residuais para realizar a remoção de gorduras, cromo e outros
contaminantes, a fim de superar os problemas atuais e as deficiencias
Palavras-chave: Estação de tratamento de águas residuais, meio ambiente, poluição, curtume, processo produtivo.
INDICE
INTRODUCCIÓN ... 1
I.- ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA ... 4
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ... 4
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN... 6
1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN... 6
1.4. OBJETIVOS ... 8
1.4.1. OBJETIVO GENERAL ... 8
1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 8
1.5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ... 8
II. MARCO TEORICO ... 9
2.1 ANTECEDENTES ... 9 2.1.1 A NIVEL INTERNACIONAL ... 9 2.1.2 A NIVEL NACIONAL ... 14 2.1.3 A NIVEL LOCAL ... 15 2.2. BASE TEÓRICA ... 17 2.2.1. Proceso de curtido... 17 2.2.2. Normas ISO 14001 ... 17 2.2.3. La industria de curtiembre ... 18 2.2.4. Proceso de producción ... 19
2.2.5. Etapas del proceso de producción en curtiembres ... 20
Ribera ... 20
Curtido ... 22
Recurtido ... 23
Engrase ... 23
2.3. DEFINICION DE TÉRMINOS BÁSICOS ... 24
2.3.1. Propuesta ... 24
2.3.2. DBO ... 24
2.3.3. Proceso de combustión ... 24
2.3.4. Combustión controlada ... 24
2.3.5. Compuestos orgánicos volátiles COV ... 24
2.3.6. Sulfuros ... 25
2.3.7. Sustancias activas ... 25
2.3.8. Carboxilatos o jabones ... 25
2.3.10. Sólidos sedimentales (SS) ... 26
2.3.11. Potencial de hidrógeno (pH) ... 26
2.3.12. Cromo total ... 26
2.3.13. Fenoles ... 28
2.3.14. Eliminación de cromos ... 28
2.3.15. Tratamiento de aguas residuales ... 29
2.3.16. Niveles de tratamiento de aguas residuales ... 29
Tratamiento primario ... 30
Tratamiento secundario ... 30
Tratamiento terciario ... 30
Desinfección ... 31
Tratamiento preliminar ... 31
2.3.17. Efectos nocivos causados por las curtiembres... 32
2.3.18. Impactos del proceso de curtición ... 33
2.3.19. Enfoque de la producción limpia ... 34
2.3.20. Biorreactores de membrana ... 35
2.3.21. Árbol de causa y efectos ... 35
2.4. BALANCE HÍDRICO EN EL PROCESO ... 36
2.4.1. Identificación de las variables en el proceso ... 38
2.5. MARCO LEGAL ... 38
2.5.1. Normas ambientales ... 40
III. MARCO METODOLÓGICO ... 46
3.1. Definición y operacionalización de las variables ... 46
3.2. Ubicación de la empresa ... 46 3.3. Enfoque ... 46 3.4. Diseño ... 47 3.5. Sujetos de investigación ... 48 3.6. Métodos y procedimiento ... 49 Métodos ... 49 Procedimientos. ... 50 3.7. Técnicas e instrumentos ... 51
IV. DIAGNOSTICO DEL ESTADO ACTUAL DE LA EMPRESA ... 52
Flujograma del proceso productivo ... 52
V. DESARROLLO EXPERIMENTAL ... 55
5.1. Determinación de las condiciones de pre tratamiento ... 55
5.1.1. Tamizado o cribado ... 55 5.1.2. Desengrasado ... 57 5.1.3. Eliminación de sulfuros ... 57 5.1.4. Eliminación de cromo ... 59 5.1.5. Homogenización ... 59 5.2. Tratamiento primario ... 59 5.3. Coagulación y floculación ... 60
VI. PLANTEAMIENTO DE LA INSTALACIÓN DE LA PTAS ... 61
6.1. Diseño del sistema de tratamiento... 61
6.2. Selección del sistema de tratamiento ... 62
6.3. Diseño de tamiz ... 63
6.4. Diseño del tanque de eliminación de cromo y sulfuro ... 63
6.4.1. Cálculo del volumen del tanque de eliminación de cromo ... 64
6.4.2. Cálculo de la longitud del tanque de eliminación de cromo ... 64
6.4.3. Cálculo del volumen del tanque de eliminación de sulfuro ... 65
6.4.4. Diseño del tanque homogenizador y trampa de grasas ... 66
1. Cálculo del volumen requerido ... 66
2. Cálculo de la longitud del tanque ... 67
3. Cálculo de la potencia de la bomba de succión del tanque ... 67
6.4.5. Diseño del tanque de flotación por aire directo DAF ... 69
1. Cálculo del volumen requerido ... 69
2. Cálculo de la longitud del tanque de aireación ... 69
3. Cálculo de la potencia de los aireadores superficiales ... 70
6.4.6. Diseño del tanque de coagulación y floculación ... 71
1. Cálculo de la cantidad de reactivos químicos ... 71
VII. ANALISIS FINANCIERO DEL DISEÑO DE LA PTAS ... 73
7.1. Determinación de los costos de inversión ... 73
7.2. Determinación de los ingresos anuales ... 74
7.3. Determinación de los costos de operación ... 75
7.4. Elaboración del flujo de caja proyectado ... 76
7.5. Determinación del valor presente ... 77
VIII. CONCLUSIONES ... 79
X. BIBLIOGRAFÍA ... 82 ANEXOS
Cuadro de tablas
Tabla N° 1. Comparativo de Solubilidad de precipitantes alcalinos del cromo
... 27
Tabla N° 2 Relación de agua en cada proceso ... 37
Tabla N° 3 Adecuación con instrumento de gestión correctivo ... 40
Tabla N° 4 Caracterización de los vertimientos... 52
Tabla N° 5 Análisis granulométrico de las aguas residuales ... 56
Tabla N° 6 Parámetros generales ... 62
Tabla N° 7 Sistema de tratamiento ... 62
Tabla N° 8 Dimensiones del tanque de eliminación de cromo ... 65
Tabla N° 9 Dimensiones del tanque de eliminación de sulfuros ... 65
Tabla N° 10 Tanque de homogenización y trampa de grasas ... 66
Tabla N° 11 Dimensiones del tanque de homogenización y potencia de la bomba ... 68
Tabla N° 12 Dimensiones de la columna de flotación con inyección de aire ... 69
Tabla N° 13 Condiciones y potencial necesaria para la columna de flotación por inyección de aire ... 71
Tabla N° 14 Cantidad de reactivos a utilizar en el tanque de coagulación y floculación ... 72
Tabla N° 15 Costos de inversión del proyecto ... 73
Tabla N° 16 Ingresos anuales ... 74
Tabla N° 17 Costos de operación anualizados ... 75
Cuadro de figuras
Figura N° 1 Proceso de producción ... 19
Figura N° 2 Compuestos predominantes del cromo en solución acuosa ... 27
Figura N° 3 Modelo de diseño de una Planta de tratamiento de aguas residuales ... 32
Figura N° 4 Biorreactor de membrana ... 35
Figura N° 5 Árbol de causa y efectos ... 36
Figura N° 6 Esquema de diseño de investigación ... 48
ANEXOS
Anexo N° 1. Valores admisibles para descargas de Aguas residuales D.S.
021-2009 ... 84
Anexo N° 2 Informe de ensayo TYPSA PERU ... 85
Anexo N° 3 Plano del proceso productivo ... 86
Anexo N° 4 Proceso de Ribera del proceso productivo ... 87
Anexo N° 5 Diagrama de flujo de la Planta de tratamiento de aguas residuales ... 88
Anexo N° 6 Plano de distribución de planta de la empresa ... 89
Anexo N° 7 Plano de ubicación de la empresa ... 90
INTRODUCCION
Los beneficios de sacar el máximo provecho a la materia prima que ofrece el cuero,
ya sea en estado seco o terminado, ha generado desde muchas décadas atrás
hasta la actualidad ingresos económicos importantes, que vienen aportando al
desarrollo social en distintas ciudades, destacando entre ellas: Trujillo, Lima y
Arequipa; en dichas ciudades se encuentran los principales abastecedores de
cuero y la mayor zona manufacturera. (HEREDIA, 2017)
La promoción del cambio de la matriz productiva incentivando al crecimiento de la
industria está dando apertura a un mayor impacto ambiental, el mismo que debe ser
prevenido y mitigado en beneficio de la salud y el bienestar de los seres humanos
y del planeta.
El curtido es el proceso químico mediante el cual las pieles de animales son
convertidas en cuero, que posteriormente se utiliza en la fabricación de diversas
prendas y accesorios constituyendo materia prima para otras industrias como
automotrices, de tipo artesanal y textiles entre otras. Para ello, es necesario el
empleo de varias sustancias para curtir estas pieles, entre las más utilizadas en la
industria curtiembre son el cromo y agentes curtientes vegetales como los taninos.
(Germillac, 2007).
Actualmente en el Perú, solo el 50% del cuero producido a nivel nacional proviene
de empresas formales, el otro 50% a nivel nacional de la industria de curtiembres
es informal emitiendo mayores efluentes contaminantes a los ríos y mares,
poniendo en peligro a los animales, plantas y personas que dependen de ellos.
El presente trabajo de investigación es de gran importancia, porque después de
aprovechar las pieles generadas por el faenado en los diversos camales de la
que contribuirá de manera directa en el cuidado del medio ambiente; además,
genera una industria que no solo contribuye con beneficios económicos, sino con
el bienestar de los trabajadores dedicados a este oficio, permitiendo así, sustituir
la actual industria precaria que existe en la zona. Asimismo, servirá como
antecedente de información para futuros estudios.
Hoy en día, las empresas del sector Curtiembre de cueros tienen que ser más
eficientes porque cada vez hay más competidores locales y del extranjero que
tienen menores costos y mejor tecnología.
La propuesta de instalación de una Planta de tratamiento de aguas residuales es
una práctica que está siendo muy usado en las diversas empresas que se dedican
a este rubro, a razón que generan grandes cantidades de residuos en el proceso
productivo.
La curtiembre tomada como modelo para el desarrollo de este estudio es la
curtiembre: ¨Alianza Virgen de la Asunción SCRL¨ que se ubica en el Parque
Industrial de la ciudad de Trujillo en la Mz “C4” Lote 5; los vertimientos producidos son dirigidos al alcantarillado, nótese que la ubicación de la curtiembre se encuentra
al Sur Este aproximadamente a 37 Km del río Chicama; por lo que, las aguas
vertidas sin tratamiento descargan en este río produciendo la contaminación del
agua, perjudicando así al medio ambiente y poniendo en riesgo la salud de los seres
vivos como animales, plantas y personas.
Es por ello que para mitigar el impacto ambiental que se produce por las actividades
productivas de las curtiembres y de esta en particular es conveniente diseñar una
Planta de tratamiento de aguas residuales que disminuya los contaminantes, para
llevar a cabo esta propuesta es necesario evaluar el estado inicial del sistema
productivo además de las características físicas y químicas provenientes de los
diferentes procesos y así controlar las cantidades de sustancias químicas que son
disminuir la cantidad de químicos usualmente utilizados; asimismo, constituye
principal propósito también en esta investigación reutilizar el agua en algunas
etapas a fin de disminuir notablemente la gran cantidad que se emplea de este
recurso, otro de los objetivos es reutilizar los sulfuros de manera que también
I.- ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA
1.1.
DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICAEl crecimiento de la población mundial ha permitido que la actividad del ser
humano en la Tierra se intensifique y explote los recursos naturales en su afán de
satisfacer sus necesidades. Estas actividades afectan los ecosistemas, al operar
sin la gestión ambiental adecuada, agotando los recursos y produciendo residuos
que no son controlados. Según el Banco Mundial (2012), prevé que el crecimiento
poblacional junto al urbanismo acelerado y el desarrollo económico provocará que,
en el año 2025, se incremente en 70% la basura urbana, por lo que el manejo de
los residuos se ha convertido en uno de los temas más importantes que afronta el
planeta.
En muchos países de América Latina, un problema que la mayoría de empresas
dedicadas a la curtiembre de cuero afronta, es el tratamiento de sus desechos
líquidos, ya que para los procesos ocupan una gran cantidad de productos
químicos tóxicos para el medio ambiente, el uso de éstos originan cantidades
significativas de sulfuro de hidrógeno, amoníaco, cromo y materia orgánica
proveniente de las mismas pieles, estos se mezclan con el agua durante el
proceso, demandando una abundante cantidad de agua, determinándose que por
cada metro cuadrado de piel se requiere en promedio tres (3) metros cúbicos de
agua.
En Latinoamérica el mayor productor de cuero es Brasil con 977 millones de pares
al año seguido de Argentina, México y Colombia; Perú en el 2018 se ubica en el
quinto lugar en la producción de calzado con 57 millones de pares al año de los
cuales exporta 4.7% de la producción.
La población de la región La Libertad, después de Lima, es una de la más
de la población en la región presenta un ascenso considerable en relación con
años anteriores, según el censo de 2017 era de 1 778 080 habitantes, en el año
2020 bordea los 2 millones. La mayoría está concentrada en las capitales
provinciales y distritales, provenientes de departamentos limítrofes.
En la región, la capacidad de almacenamiento de agua y represas se ve afectada
por los altos volúmenes de sedimentos que reciben como consecuencia de las
diferentes actividades económicas que se realizan. La calidad del agua ha ido
desmejorando gradualmente por los vertimientos sin tratamiento, provenientes de
las ciudades, industrias, drenajes, efluentes, entre otros. A nivel regional
aproximadamente el 15% del área irrigada presenta problemas incipientes, el 7%
problemas moderados, y el 18% problemas serios.
La informalidad que acarrea el sector, debido a las fuerzas globales que hacen que
la industria del cuero y calzado del Perú sea vulnerable al ingreso de calzado
importado, compitiendo con precios bajos. Así mismo, cada vez son más elevados
los costos en que los fabricantes deben incurrir para cumplir con las regulaciones
que dicta el Estado. (Morán, V)
Las curtiembres formales, que alguna vez estuvieron lejos de las zonas
residenciales, ahora se encuentran rodeadas de casas. Los residentes están
indignados por el agua sin tratar, los desechos sólidos que generan y los malos
olores que se desprenden de éstas. Así también, muchos curtidores informales
operan dentro de sus propias casas, generando las mismas incomodidades entre
sus vecinos, pero en este caso se agudiza porque no usan ningún tratamiento de
agua ni de desechos. (PINEDO, 2012)
En Perú el 90 % de curtiembres están ubicadas en la provincia de Trujillo,
proporcionando la materia prima para el sector calzado, además se sabe que
La mayoría de curtiembres en Trujillo no cuentan con capacidad de planta
diseñadas para realizar este proceso productivo, otras en cambio no abastecen el
volumen de efluentes utilizados, todo esto debido a que no se realiza un estudio
previo para el diseño de un correcto sistema de tratamiento de aguas y desechos;
una de las razones es porque el costo del diseño es elevado, existen empresas
extranjeras dedicadas a diseñar e implementar plantas de tratamiento que ofrecen
sus servicios en Perú, pero por sus precios elevados, no las contratan; a cambio,
implementan sistemas de tratamiento copiando a otras empresas similares, lo cual,
ocasiona que dicho sistema no funcione de una manera eficiente.
Lo más grave es que la mayoría de las tenerías no cuenta con un sistema
adecuado para sus desechos líquidos y descargan sus efluentes sin ningún
tratamiento, contaminando así el medio ambiente en donde operan.
1.2.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN¿En qué medida la propuesta de la instalación de una planta de tratamiento de
las aguas residuales mejorará la recirculación del agua y los tratamientos en las
etapas del proceso de curtido en una empresa curtiembrera - modelo: “Alianza virgen de la Asunción – SCRL” en la ciudad de Trujillo en el Departamento de La Libertad?
1. 3.- JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
La Provincia de Trujillo ha comenzado a tener protagonismo en materia ambiental,
gracias a la supervisión y control de las industrias, que realizan entidades como el
Ministerio del Ambiente, en coordinación con los diferentes Gobiernos Autónomos
Descentralizados. Es por ello, que actividades como el curtido de pieles están
siendo controladas y fiscalizadas de cerca por la autoridad ambiental de modo que
las empresas dedicadas a esta actividad cumplan con los parámetros de descarga
que dicta la normativa ambiental vigente.
de agua, es decir que este sistema remueva gran porcentaje de los contaminantes
en los efluentes; asimismo, conocer la dimensión física como económica de
implementar y mantener dicho sistema.
Con esto no se optará por malas prácticas ambientales como la descarga de sus
efluentes sin tratamiento alguno hacia la alcantarilla o hacia torrentes naturales de
agua dulce, logrando así efluentes no tóxicos, aptos para el desarrollo de la vida,
eliminando malos olores dentro de la empresa y en sus alrededores. El estudio es
completamente factible ya que existe la apertura y apoyo por parte del Gerente -
Propietario de la empresa, se tiene presupuesto asignado para el estudio, espacio
suficiente para el diseño y la ubicación de las unidades actuadoras, se cuenta con
información bibliográfica, con estudios realizados y aplicados en empresas
similares y con los materiales suficientes para lograrlo. Los beneficiarios directos
del proyecto son: La empresa, ya que tiene la satisfacción de cuidar el medio
ambiente, cumple una de las actividades expuestas en el Plan de Manejo
Ambiental, logra obtener un diseño eficiente para el tratamiento de sus efluentes y
cumplir con la normativa ambiental para evitarse multas y sanciones por parte de
la autoridad ambiental competente, se benefician los obreros y la población
aledaña ya que con esto se elimina malos olores dentro y fuera de la institución,
se beneficia el medio ambiente donde se desarrolla la empresa; y, por ende, la
sociedad en general porque contribuirá a que los efluentes de la empresa ya no
sean tóxicos, mejorando así la calidad de vida de la población.
Actualmente las curtiembres en Trujillo no cuentan con tecnologías para el
tratamiento de sus aguas residuales, es por esto que, en este estudio, se busca
minimizar el impacto ambiental, con el manejo de los químicos utilizados en el
por la ley, de manera que sea una estrategia rentable, y así se pueda utilizar en
las diferentes empresas del sector curtiembre que quieran desarrollar mejores
resultados en su producción.
1.4.
OBJETIVOS1.4.1.
OBJETIVO GENERALMejorar la recirculación y los tratamientos del agua utilizada en cada etapa del proceso de curtido instalando una planta de tratamiento de las aguas residuales en una empresa curtiembrera – modelo: “Alianza virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de Trujillo en el Departamento de La Libertad.
1.4.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS1. Determinar que los sólidos totales, sulfuro y cromo contribuyen a la
contaminación de los efluentes de los procesos de remojo, pelambre y
curtido de la curtiembre.
2. Determinar los indicadores económicos, tecnológicos y financieros del
proyecto, analizando el comportamiento de los resultados obtenidos.
3.
Plantear el sistema de la planta de tratamiento de aguas residuales que se implementará en la empresa curtiembrera - modelo: “Alianza virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de Trujillo en el Departamento de La Libertad.1.5.
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓNLa presente investigación será desarrollada íntegramente en la empresa curtiembrera: “Alianza virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de Trujillo en el Departamento de La Libertad; donde se propone tomarla como modelo destacando el método deductivo y replicar a las demás empresas del
productivo y la remoción de contaminantes de los efluentes, instalando una planta de tratamiento de las aguas residuales.
II.
MARCO TEORICO2.1
ANTECEDENTES2.1.1
A NIVEL INTERNACIONAL(Barrera, 2011) en su tesis Estudio de pre factibilidad para el diseño,
planificación y construcción de una planta de tratamiento de aguas residuales
en la colonia El Maestro, municipio de Chiquimula desarrolla un estudio de
factibilidad en sus etapas previas para una planta de tratamiento de aguas
residuales. Se concluye que, los habitantes de la colonia El Maestro ya no
estarán en riesgo de contraer enfermedades por el contacto y la ingesta de
agua contaminada. La calidad del nivel de vida aumentará, pues ya no existirán
desagües a cielo abierto que dañan el paisaje. Además, existen los beneficios
económicos, pues los vecinos gastarán menos en consultas médicas y también
aumentará el valor de las propiedades.
Mientras que las desventajas se reducen a los olores y gastos administrativos.
Por lo tanto, se considera que los beneficios y las ventajas tienen más peso
que las desventajas. El total de la inversión inicial para la construcción de la
planta de tratamiento asciende a $ 562,117.00, desde el punto de vista de auto
sostenibilidad, el proyecto si es rentable, pues los ingresos son suficientes para
cubrir los costos de operación, mantenimiento, mano de obra y materiales que
se generen.
(Portilla, 2013), en su tesis Análisis técnico ambiental del proceso de la
Curtiduría Serrano de la ciudad Ambato y diseño de la planta de tratamiento
delas aguas residuales, propone el lavado de piel en el faenamiento del
animal, reciclaje de sal, reciclaje de baños de cromo, curtición de la costra y
venta de raspado y lijado de cuero como parte de un diseño de una planta de
efluentes, el consumo de agua y se reciclan los residuos; además de obtener
un beneficio económico de 37050.4 USD/año.
Se concluye que un sistema de tratamiento de las aguas residuales industriales
de la Curtiduría Serrano, el mismo que está conformado por un sistema de
aireación difusa junto a un proceso de coagulación – floculación para las aguas de pH básico y ácido por separado, reducirá los contaminantes en un 75% los
orgánicos y 70% los inorgánicos.
Las investigaciones más destacadas en tratamientos biológicos en aguas de
curtiembre fueron desarrolladas en Arabia Saudita y Egipto por Fahad Al-
Fassi, Ranya Amer y Reham Aburokba, la última publicación es en el 2013
titulada Tratamiento Biológico de Aguas Residuales de Cuero Curtido
Industrial Utilizando Bacterias de Vida Libre, la cual indica que hay 4 tipos de
tratamientos biológicos. El primero, Lodos Activados el cual alcanza una
remoción del 94% en DBO y un 84% en DQO con una relación
alimento/microorganismos de 0.4 y un tiempo de retención hidráulico de 12h.
El segundo, Reactor anaeróbico deflujo ascendente con sedimentación previa,
con un tiempo de retención de 16 días reduce un 70% en DQO y un 78% en
DBO. El tercero, Reactor aeróbico con sedimentación previa, remueve un 81%
en DQO y un 87% en DBO. El cuarto, Combinación del tratamiento aeróbico
y anaeróbico con sedimentación previa con un tiempo de retención de 3.1 días
reduce un 87.3% en DQO y un 91.2% en DBO.
En Quito, el estudio realizado por Darlyn Alejandra Valdés Uribe, (2014) es
un tratamiento fisicoquímico para la eliminación de sulfuros y cromo de las
descargas de los efluentes del procesamiento de pieles, fue titulado Diseño
para los efluentes del procesamiento de pieles, el estudio consiste en la
caracterización de las aguas residuales. El sistema, a escala laboratorio y a
escala piloto, consiste en la mezcla controlada de efluentes ácidos y básicos
en un reactor para la eliminación de y la precipitación de cromo como hidróxido.
El gas sulfhídrico se absorbe en una solución de óxido de calcio en una
columna de absorción y el efluente tratado pasa por un filtro de arena para
retener los sólidos. En los experimentos a escala laboratorio se obtuvieron
remociones de 90 y 100% para cromo y sulfuros respectivamente y para los
tratamientos a escala piloto remociones de 86 y 96%. Con los datos obtenidos
en los experimentos a escala piloto se diseñó una planta de tratamiento a
escala industrial para el tratamiento de los efluentes del proceso de curtido de
pieles de la tenería Ecuapiel.
Una de las últimas investigaciones, realizada por Wolfram Scholz (2014)
titulado : “La Mejor Tecnología Para Tratamiento de Efluentes de Curtiembre, aplicada en República Dominicana en la Curtiembre Bermúdez”; cuyos productos son conocidos en el mercado como : “Cueros Los Favoritos”, concluye que después de la oxidación de sulfuros en las aguas del pelambre
y después de la remoción del cromo en las aguas de curtido, en combinación
con la nano filtración (NF) con dos birreactores de membrana (MBR) y la
recirculación de agua es una nueva estrategia para reducir el impacto
ambiental de los efluentes de curtiembre, así poder cumplir con las rígidas
normas referentes a descargas y crear condiciones necesarias para un
proceso de recirculación de agua de buena calidad. Con una viabilidad
económica y técnica ya comprobada, esta nueva tecnología tiene demostrada
la capacidad de reducir el DQO en un 95% y el DBO en un 99%, así como la
remoción completa de los sólidos en suspensión. El efluente de alta calidad
económico final. Una recirculación de agua de buena calidad aplicando los dos
tratamientos MBR Y NF en escala industrial muestra una recuperación de agua
en un orden del 75%. Este nuevo método muestra una considerable mejora
en comparación con el rendimiento referencial de otras plantas similares, de
acuerdo con el documento de referencia IUA (Comisión Ambiental
Internacional) y Benchmarking: Parte 4.
Poveda & Sánchez, (2015), propone sobre el diseño, estructuración e
implementación del departamento de Gestión Ambiental en la Industria de
Curtiembres Localizadas en el Barrio San Benito, Bogotá D.C.; desarrollando
una estrategia administrativa enfocada en lo ambiental, planteado para un
modelo organizativo actual de las industrias curtiembres, ubicadas en el barrio
de San Benito al sur de la ciudad de Bogotá; éste Departamento permite dar
una alternativa de administración y gestión de los impactos ambientales
negativos originados en el proceso de la curtición del cuero, permitiendo
conocer más detalladamente mediante el diagnóstico inicial, el flujo de materia
y energía, obteniendo datos que permiten formular y/o desarrollar al
empresario y/o propietario alternativas de solución mediante la formulación de
planes, programas y proyectos, dar cumplimiento así a los requisitos legales
dispuestos, garantizando el desarrollo industrial de manera sostenible.
También, pretende dar a conocer el beneficio y el costo económico que puede
tener el diseño e implementación del departamento de Gestión ambiental en las
micro, pequeñas y medianas empresas de ese sector.
Pantoja-Espinoza et al (2015), en el estudio titulado: Eficiencias comparativas
de inactivación de bacterias coliformes en efluentes municipales por fotólisis
(UV) Y por fotocatálisis (UV/TiO2/SiO2). caso: depuradora de aguas de
totales presentes en inactivación de bacterias coliformes en efluentes
municipales por fotólisis (UV)Y por fotocatálisis (UV/TiO2/SiO2). efluentes
municipales tratados biológicamente Metodología, utilizando 50 L de muestra
del efluente, recirculados en un caudal de 1000 L/h en un fotorreactor UV,
durante 150 minutos de reacción y temperatura constante. En cada
experimento se tomaron muestras a diferentes tiempos y se contaron las
unidades formadoras de colonias, determinando la cinética de inactivación de
las bacterias mediante la aplicación de un diseño factorial 2x2 con covariable
y mediciones repetidas. Las constantes de velocidad de inactivación de
bacterias coliformes obtenidas por ambos procesos, fotolisis y fotocatálisis
indican la eficiencia en tiempos cortos de la inactivación total de E. coli y de
coliformes totales. El análisis de varianza muestra significancia (p < 0.05) para
el efecto del Proceso Avanzado de Oxidación, las bacterias y la covariable
(unidades formadoras de colonias iniciales). La comparación de las
constantes de velocidad de inactivación de bacterias en tiempos cortos de
tratamiento, obtenida por la prueba t-Student, demostró que la fotólisis y la
fotocatálisis heterogénea presentan diferencias significativas (p < 0.05),
permitiendo a ambas cumplir con la normatividad española, referida para E.
coli. Para después de estos tratamientos biológicos la Revista Mexicana de
Ingeniería Química hace referencia a la inactivación de bacterias coliformes
totales por fotolisis UV, es decir inactivan estas bacterias en un tiempo de 150,
como proceso alternativo para sustituir la cloración, a efecto de evitar la
generación de compuestos órgano clorados y sus riesgos asociados a la
salud.
En Bogotá-Colombia, se expresa Nidia Elena Ortiz (2016) sobre su
investigación en la viabilidad tecnológica y sostenible para la Recuperación y
la Curtiembre San Benito, sobre la cual muestra los siguientes resultados;
indica que se requieren en promedio 6,69 g de soda cáustica grado industrial
del 99,8 % de pureza para precipitar el cromo de un litro de agua residual y
para regenerar el cromo se requiere de 5,49 g de ácido fórmico del 85 % de
pureza y 7,21 g de sulfato de sodio grado industrial del 99 % de pureza. Del
agua de curtido se removió un 99.9% de cromo con una concentración
promedio inicial de 2.475 mg/L hasta niveles inferiores a 1,0 mg/L. Se encontró
que pueden mezclarse sulfato básico de cromo recuperado y comercial en
proporción 40:60respectivamente como la más eficiente, para curtir pieles
para calzado colegial y confección. Se determinó la calidad del cuero obtenido
mediante pruebas de encogimiento y resistencia a la flexión, además del agua
que se ha removido, el cromo se recirculará para procesos de lavado,
disminuyendo el 25% de consumo de agua.
2.1.2
A NIVEL NACIONAL(Rey de Castro Rosas, 2014)2, en su tesis Recuperación del cromo de
efluentes de curtido para control ambiental y optimización del proceso
productivo, concluye que: la empresa emite efluentes globales con 12,81 ppm
de cromo total, el cual no cumple con el LMP. La concentración de cromo (VI)
fue de 0,4 ppm, el cual sí cumple con el LMP. Sin embargo, sólo se pudo
analizar una muestra de efluentes globales; por lo que, se descarta que ésta
sea representativa. Se comprobó que es viable recuperar el cromo de los
efluentes de curtido mediante el método de precipitación. Las recuperaciones
tuvieron eficiencias sumamente altas, en un rango de 95,6 – 98,8% cuando se utilizaron agentes precipitantes de grado de laboratorio, y de 81,9 – 84,4%, con agentes precipitantes de grado industrial.
2.1.3
A NIVEL LOCAL(PINEDO, “IMPACTOS AMBIENTALES GENERADOS POR LA
CURTIEMBRED- LEYSE, EN EL DISTRITO DE EL PORVENIR, PROVINCIA
TRUJILLO, REGIÓN LA LIBERTAD”, 2012) concluye que: los impactos generados en las industrias de curtiembre son generalmente negativos en la
descarga de efluentes líquidos, residuos sólidos y emisiones gaseosas. Y el
impacto positivo encontrado fue la mejora en la economía; por tanto, más
puestos de trabajos. El número de empresas curtidoras asentadas en el distrito
de El Porvenir son aproximadamente 34, entre ellas el 10% son informales. Se
determinó que los límites máximos permisibles encontrados en la zona de
estudio superan los rangos establecidos por la legislación ambiental. El
impacto ambiental identificado de mayor grado de importancia y acción
inmediata es la contaminación que se está realizando a los efluentes líquidos,
seguido de la contaminación por residuos sólidos y el excesivo consumo de
agua, y por último las emisiones gaseosas, ruido y el uso de insumos químicos.
La extensión del impacto ambiental producido por las curtiembres siendo los
más representativos con un valor de 10 en efluentes líquidos y residuos sólidos.
También se determinó la intensidad siendo perjudicial al ambiente por la
contaminación a los efluentes líquidos e implicando positivamente en la
economía del distrito de El Porvenir. Y, por último, se determinó el grado de
magnitud de los impactos ambientales siendo positiva y mayor la elevada
demanda económica con 16.74, y negativamente la contaminación a los
efluentes líquidos con 11.09. Se plantearon las posibles alternativas de
solución para mitigar los impactos producidos tales como: para efluentes
líquidos; programas de reutilización o reciclaje, sistemas de tratamiento y
(Campos, 2013) en su tesis: “Análisis y Mejora de Procesos de una Curtiembre Ubicada en la Ciudad de Trujillo”, concluye que: en la evaluación económica se puede concluir que el valor del VPN es positivo (S/. 134 064), y
el valor de la TIR (65%), es superior al costo de oportunidad (27%). Además,
el periodo de recuperación es de menos de un año. Por lo que, las propuestas
de mejora son muy rentables para la empresa en estudio. Una de las
conclusiones más importante es, que mientras más confortable y seguro sea
el lugar o el puesto de trabajo del operario, éste desarrollará mejor sus
funciones, como se pudo observar no es necesario hacer cambios
significativos ni incurrir en costosas herramientas para poder brindarles esto,
simplemente basta con observar lo que dificulta y/o disminuye su rendimiento.
Los beneficiados son el operario y la empresa (se les previenen lesiones y ellos
aumentan la productividad).
Sotomayor utilizó las plantas acuáticas Phragmites y Scirpus, presentes en la
ribera del río Chili del sector de Arequipa en Perú, que recibe los vertimientos
de curtiembres, para el tratamiento de estos. El mecanismo de acción de las
plantas acuáticas es a través de formaciones de complejos entre el metal
pesado (cromo Cr+3) y los aminoácidos esenciales como Treonina, Valina,
Metionina, Isoleucina, Fenilalanina, Histidina, Lisina, Arginina, Triptófano y
Cistina presentes dentro de la célula, previa absorción de estos metales a
través de las raíces. Otro posible mecanismo sugiere que los
microorganismos presentes en las raíces producen sólidos que en agua
ionizan con formación de cationes que actúan como agentes floculantes y
posteriormente se produce la sedimentación por gravedad. Encontró que
2.2.
BASE TEÓRICA2.2.1. El proceso de curtido
Es el proceso de transformación de una piel putrescible en un material
indestructible, que en condiciones normales obedece a leyes químicas,
las mismas que regulan cada una de las etapas de producción y que en
condiciones físicas similares darán resultados iguales y medibles. (C,
1999).
Mediante este proceso se obtiene como resultado la transformación de
la piel en un material que se conserva a lo largo del tiempo,
agregándosele diversas características, tales como flexibilidad,
resistencia y belleza; características que le agregan valor comercial y
estético.
2.2.2. Normas ISO 14001
Es una norma internacional que contiene los requisitos necesarios para
implantar un Sistema de Gestión de Medioambiental.
Proporciona a las organizaciones la posibilidad de instaurar un SGMA
que demuestre un desempeño ambiental válido. El estándar ISO
14001:2015, publicada el 15 de septiembre de 2015 aporta una
vertiente verde a las organizaciones, siendo considerado uno de los
principales mecanismos competitivos hoy en día en el mundo
empresarial. La norma ISO - 14001 para la Gestión Ambiental es
certificable y se puede aplicar a cualquier organización,
independientemente del tamaño o sector, que busque en su trabajo
diario la minimización de los impactos sobre el entorno y el
cumplimiento de la legislación ambiental vigente.
organizaciones a mantenerse al día con los cambios en la gestión
medioambiental, además de ayudar en la reducción de residuos, el
ahorro de energía y la protección de su reputación frente a los
inversores, clientes y la sociedad.
Basada en la nueva “Estructura de Alto Nivel”, la norma ISO 14001:2015 es ahora más fácil de integrar con otros sistemas de
gestión, ayudando así a las organizaciones a ahorrar tiempo y dinero.
(Group, 2015)
2.2.3. La industria de curtiembre
Una curtiembre, curtiduría o tenería es el lugar donde se realiza el
proceso que convierte las pieles de ganado en cuero; este proceso
está dividido en cuatro etapas iniciando por limpieza, curtido, recutido
y acabado.
El inicio del proceso se da poco después de faenado el animal, sin
embargo, la mayor cantidad de las pieles se almacenan por varias
semanas. Para que las pieles puedan almacenarse, se debe evitar el
crecimiento de microorganismos que aceleran la putrefacción,
sometiendo a las pieles a refrigeración con el fin de preservarlas; sin
embargo, este método representa un alto costo por la cantidad de
energía eléctrica que consumen los cuartos de refrigeración; por otro
lado, salarlas es otra alternativa en la cual se introduce las pieles en
sal muera este método demanda tiempo y espacio físico porque deben
2.2.4. Proceso de producción
La transformación de las pieles en la curtiembre: “Alianza virgen de la Asunción – SCRL” se desarrolla en cuatro (4) etapas básicas, como: Ribera, piquelado, curtido y recurtido.
A continuación, se describe los subprocesos que se desarrollan en cada
etapa del proceso; requiriéndose diversos elementos químicos y
abundante cantidad de agua para su tratamiento.
Figura N.º 1: Proceso de producción
Lavado Piquelado Purga Piquel Ribera Curtido Lavado Remojo Escurrido Lavado Humectante SinCal Curtido Cromo Cal Sulfuro de sodio Soda caustica Purga Ácido piquelante Ácido fórmico Formiato 34.5:1 (99%) Alto PH 15:1 1.5:1 PH Neutro PROCESO SUB PROCESO MATERIA PRIMA RESPECTO AL PESO DE LA CONSUMO DE AGUA CON
PIEL Y PH Recurtido Acidulación Lavado Engrase Tinta Cromo Grasa 16:1
2.2.5. Etapas del proceso de producción en curtiembres
Las curtiembres comúnmente usan pieles de ganado vacuno saladas o frescas;
sin embargo, las transformaciones de las pieles en cuero constituyen varias
etapas, siendo las más comunes para la piel de ganado vacuno: ribera,
curtido, teñido y acabados.
Los principales procesos se detallarán a continuación es pertinente precisar
que es en las etapas de ribera y curtido donde se usa el recurso agua en
grandes cantidades:
1. Ribera
Consiste en la preparación y acondicionamiento de las pieles, provenientes
delos saladeros, las mismas que son sometidas a varias etapas para dar a
las pieles un adecuado grado de humedad e hinchamiento para la penetración
de losproductos químicos.
a)
Recepción de pielesLas pieles son llevadas desde los saladeros a las curtiembres para ser
procesadas, al llegar a la curtiembre son apiladas en montones de acuerdo a
la clasificación tomando en cuenta: tamaño, presencia de garrapatas, cortes,
tupe y cicatrices.
b)
LavadoLas pieles se cargan en los bombos, y se le somete a un lavado para retirar
la materia orgánica: sal, sangre, suciedad, estiércol y microorganismos que
se encuentran adheridas a las pieles y que pueden generar su contaminación.
El proceso puede durar un (1) día y se mantiene un pH entre 6,5 y 7. La
c)
RemojoEs un paso determinante para la hidratación de las pieles, ya que, por medio
del tratamiento con agua junto con hidróxido de sodio y tensos activos, las
pieles adquieren flexibilidad y morbidez, con el fin de prepararla para el
proceso de pelambre. Este proceso puede durar un (1) día, se usa agua en
8:1 con relación al peso del lote de las pieles, y deben mantener un pH entre
6,8 y 7,7, la temperatura estimada es de 22ºC.
d)
Pelambre y caleroLas pieles son tratadas con agente depilatorio orgánico, cal y sulfuro de sodio,
para remover el pelo y la epidermis dando lugar al cuero en tripa. Se logra abrir
la estructura de las pieles con un hinchamiento por el sulfuro de sodio, dando
una sal de ácido muy fuerte con soluciones de pH alto superior a12.
Entre los factores que deben ser controlados para un pelambre eficiente son:
la temperatura, cantidad de baño, efecto mecánico, tiempo, productos
químicos, pH y un adecuado remojo.
e)
DescarnadoSe ejecuta en forma mecánica y se desprende restos de músculos, grasas y
epidermis se genera el sebo como residuo.
f)
DivididoSe separa la flor de la carnaza mecánicamente por medio de cuchillas, con
un previo ajuste de acuerdo con el calibre que se requiera; se obtiene la flor la
cual continúa la etapa 7 de curtido, y como residuo se obtiene la carnaza que
g)
DesencaladoPermite la eliminación de la cal que se encuentra combinada con la piel y en
los espacios inter fibrales, deteniendo el deshinchamiento de las pieles;
además se ajusta el pH para el proceso de purga; mediante agua o sulfato de
amonio, sulfito se sodio, tensoactivos y desencalante. Dura aproximadamente
un (1), día, la relación de agua con respecto al peso de la piel es de 8:1,
mantiene un pH entre 7 y 9, con una temperatura de 25 a 35º C.
2. Curtido
En esta etapa del proceso se busca estabilizar el colágeno de la piel utilizado
curtientes minerales y vegetales, consume agua, pero en menor cantidad que
en la etapa de ribera; pasa por una secuencia de pasos en donde el cuero en
tripa reacciona con productos químicos para estabilizar su composición
orgánica y evitar su descomposición, obteniéndose así el cuero azul o wet
blue, estos pasos son:
a)
PurgadoSe emplean sistemas enzimáticos para el aflojamiento de fibras de colágeno
y degradación de las grasas naturales.
b)
PiquelSe adicionan ácido sulfúrico, ácido fórmico, los cuales aportan sus protones
para el enlace con los grupos carboxílicos, de manera que el curtiente se fije
en la parte superior de la piel.
c)
Curtido-lavadoSe utilizan sales trivalentes de cromo, el cual es un curtiente mineral que da
comúnmente conocido como wet blue. Además, se adiciona un basificante
que aumenta el pH del baño entre 3,6 - 3,9.
d)
EscurridoSe ejecuta en forma mecánica para quitar el exceso de agua y estirar las partes
arrugadas del cuero azul.
e)
RebajadoConsiste en reducir el calibre del cuero hasta obtener un espesor uniforme,
según la clasificación; en esta operación se genera como desecho virutas de
cuero que contiene cromo.
3. Recurtido
En esta etapa la piel posee las cualidades del cuero, es un material no
degradable, resistente al calor y a la humedad; se puede usar cromo
trivalente (Cr 3+) o zirconio (Zr), aluminio (Al) y productos vegetales para
cueros blancos.
4. Engrase
Es la última etapa química que se realiza de manera acuosa para la
fabricación del cuero. La piel después de someterla a los diversos procesos
químicos se reseca, las fibras se deshidratan y hacen que se endurezca y
compacte. El engrase ayudad a suavizarlas y hacerlas más flexibles. Este
proceso es posible por la acción del fulon, por su constante velocidad de
2.3.
DEFINICION DE TÉRMINOS2.3.1. Propuesta o propósito, es plantear un posible escenario futuro, una
línea de acción o un desarrollo a largo plazo.
2.3.2. DBO, Demanda Biológica de Oxígeno y la DQO, Demanda Química de Oxígeno son unos de los parámetros más importantes en la caracterización (medición del grado de contaminación) de las aguas residuales. La DBO es la demanda bioquímica de oxígeno que tiene un agua, se refiere a la oxidación microbiana o mineralización de la materia orgánica, esta es una de las demandas de oxígeno, realizada por los microorganismos heterotróficos; la DQO, determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica e inorgánica presente en las muestras de agua, bajo un criterio de condiciones específicas como el agente oxidante, temperatura y tiempo.
2.3.3. Proceso de combustión, es el proceso mediante el cual se produce la quema de cualquier sustancia, ya sea gaseosa, líquido o sólida. En este proceso, el combustible se oxida y desprende calor, y, con frecuencia, luz. La oxidación es la combinación del oxígeno con otra sustancia.
2.3.4. La combustión controlada de los recursos primarios usados en la
producción de trabajo y calor; cada vez va siendo más importante
analizar la combustión controlada de materiales de desecho
(incineración), con el fin de minorizar la contaminación ambiental.
2.3.5. COV (compuestos orgánicos volátiles), son sustancias químicas que
contienen carbono y se encuentran en todos los elementos vivos. Los
compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados VOC, o COV, se
2.3.6. Sulfuros, su presencia en las aguas residuales es debido a la
descomposición de la materia orgánica, su alto contenido se debe a la
alta adición de sulfuro de sodio (NA2S) en el proceso de sulfurado de
la piel. Es necesario entonces conocer los niveles arrojados en el
proceso para compararlo con los parámetros permitidos, porque su
máximo no debe exceder de 3 mg/L.; el sulfuro corresponde a una
forma reducida de azufre y la presencia de este compuesto en
cantidades mayores a 3mg/L generan alta toxicidad en medio acuoso,
porque su carácter reductor produce una drástica disminución del
oxígeno disuelto en los cursos de agua y además cuando las soluciones
acuosas que lo contienen bajan su pH del valor 10, se desprende ácido
sulfhídrico gaseoso que al ser inhalado en determinadas
concentraciones afecta la salud humana llegando a ser mortal.
2.3.7. Sustancias activas al azul de metileno (SAAM). Este método
corresponde a la determinación de tensoactivos aniónicos presentes en
las aguas residuales, las cuales se caracterizan por la presencia de
cationes orgánicos e inorgánicos como NA+, K+ y una parte hidrofílica
que contiene grupos de aniónicos como -COOC-, S=3.
2.3.8. Carboxilatos o jabones. Son los detergentes comunes: alquisulfatos,
alquilarilsulfatos (son detergentes y humectantes); son productos
usados como humectantes y como agentes de limpieza de los cueros.
Los más usados son los alquifenoles etoxilados. Estos productos dan
altos valores de DQO y de toxicidad. Se ha determinado que 1 gr/lt de
alquifenol etoxilado tiene una DQO de 2.300 mg/lt de O2.
2.3.9. Solidos suspendidos totales (SST). Las aguas residuales pueden
contener partículas no sediméntales que pueden afectar la calidad del
agua, estas pueden ser solidos suspendidos, coloidales y disueltos. Los
prueba de secado a 103 – 105º C, los cuales corresponden a un diámetro menor a 0,01 mm.
2.3.10. Solidos sediméntales (SS). Son los sólidos más pesados que pueden
ser tratados con elementos químicos, por métodos de propios
tratamientos estos sedimentan en el fondo
2.3.11. Potencial de hidrogeno (pH). Es una magnitud de gran importancia en
un número elevado de procesos, el control de esta variable es en
general difícil de realizar debido a la dependencia entre los reactivos
que ingresan al sistema, y el pH que se establece.
2.3.12. Cromo total. Es un factor muy importante en la valoración de los
vertimientos debido a que este compuesto no se degrada ni química ni
biológicamente, además de poseer efectos de bioacumulación, se debe
de tener en cuenta las diferentes precauciones ya que a largo plazo
puede causar diferentes patologías. En el proceso de transformación
de pieles es en las actividades de curtido y recurtido donde hay mayor
contenido de cromo. La adición de este compuesto es al interior de los
fulones mediante sales de cromo las cuales ayudan al proceso de
curtición. El método empleado para el análisis de cromo es la
espectrofotometría de absorción atómica 28 (SM3030 F, SM3111 B). El
cromo Cr+3 es anfótero; es decir, soluble en soluciones acidas y
soluciones básicas, puede alcanzar una solubilidad teórica mínima de
0,08 mg/L a pH 7,5. A valores de pH menores que 6 y mayores que 8,
el cromo Cr+3 es un compuesto con gran solubilidad formando iones
Figura Nº 2. Compuestos predominantes del cromo en solución acuosa
según el Eh - Ph
Fuente: Pinilla, Daniel.
También, se puede precisar que los reactivos básicos más utilizados
para formar hidróxido con el cromo son el hidróxido de sodio, calcio y
magnesio.
Tabla 1. Comparativo de Solubilidad de precipitantes alcalinos del
cromo
Compuesto Fórmula química Solubilidad (g/100 mL agua) a 25 oC
Hidróxido de sodio NaOH 112
Hidróxido de calcio Ca (OH)2 0,120
Hidróxido de
magnesio
Mg (OH)2 0,0012
Fuente: Pinilla, Daniel.
elevada, comparada con la solubilidad del hidróxido de calcio y de
magnesio. El hidróxido de magnesio es menos accesible y por lo tanto,
más costoso. Lo que se pretende es obtener un hidróxido de cromo libre
de la presencia de otros hidróxidos precipitados; lo que no podría
lograrse al utilizar los de calcio con una solubilidad de 0,120 g/mL y
magnesio con una solubilidad de 0,0012 g/mL teniendo así una baja
solubilidad en agua. Esto podría incidir en la calidad del cuero curtido,
porque quedaría contaminado con los hidróxidos de calcio y magnesio.
Por lo que, el más conveniente de estos tres agentes precipitantes, es
el hidróxido de sodio.
2.3.13. Fenoles. Son componentes con gran solubilidad en agua y son
consecuencia de los residuos industriales, a bajas concentraciones y al
realizar un tratamiento con cloro para la desinfección de los vertimientos
se observa una presencia de cloro fenoles, el cual provoca olores
desagradables. Este compuesto a altas concentraciones es toxico para
los humanos y los peces. Por lo que, medir este parámetro y su debido
control es importante para evitar alguna perturbación al ambiente.
En los procesos de desinfección por los que pasan las pieles, sobre
todo en lavado y remojo usan diferentes compuestos químicos
aumentando su uso para evitar que las pieles se contaminen, además
son necesarios para generar ablandamiento y apertura de los poros
para las siguientes etapas del proceso.
Método usado es una destilación – extracción con cloroformo.
2.3.14. Eliminación del cromo. Tiene como objetivo la eliminación del cromo
residual, porque es una sustancia peligrosa que se transporta en el
agua y que puede ser absorbida por los vegetales, de tal forma que su
los alimentos. Es por tal razón que los altos niveles de aguas residuales
que son generadas por las curtiembres al implementar los procesos de
curtido y recurtido representan una amenaza al ecosistema y en
general al ser humano ocasionando diferentes tipos de afecciones
generales como la tos, bronquitis entre otros.
2.3.15. Tratamiento de Aguas residuales,
Según el Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental, las
Aguas Residuales son aquellas cuyas características originales han
sido modificadas por actividades humanas y que por su calidad
requieren un tratamiento previo antes de ser reusadas, vertidas a un
cuerpo natural de agua o descargadas al sistema de alcantarillado.
(OEFA, 2014) El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie
de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar
los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua
efluente del uso humano. 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 de mecanismos para el control de los residuos
vertidos.
2.3.16. Niveles de tratamientos de aguas residuales:
La complejidad del sistema de tratamiento está en función de los
objetivos que se establezca para el efluente resultante de dicho
tratamiento. Teniendo en cuenta el gran número de operaciones y
procesos disponibles para la depuración de las aguas residuales, es
han sido clasificados como: preliminar o pretratamiento, tratamiento
primario, tratamiento secundario y tratamiento terciario o avanzado.
1. Tratamiento primario:
Se considera como unidad de tratamiento primario a todo sistema que
permite remover material en suspensión, excepto material coloidal o
sustancias disueltas presentes en el agua. Así, la remoción del
tratamiento primario permite quitar entre el 60 a 70% de sólidos
suspendidos totales y hasta un 30%de la DBO (Demanda Bioquímica
de Oxígeno).
2. Tratamiento secundario:
El fundamento del tratamiento secundario es la inclusión de procesos
biológicos en los que predominan las reacciones bioquímicas,
generadas por microorganismos que logran eficientes resultados en
la remoción de entre el 50% y el 95% de la DBO. Los sistemas más
empleados son: Biofiltros o filtración biológica, filtros percoladores,
filtros rotatorios o biodiscos. Lodos activados, entre los que se
encuentran los convencionales y los de aireación extendida.
Lagunas de estabilización de los tipos facultativas y aireadas.
3. Tratamiento terciario:
La necesidad de implementar un tratamiento terciario depende de la
disposición final que se pretenda dar a las aguas residuales tratadas.
El tratamiento de nivel terciario tiene como objetivo lograr
fundamentalmente la remoción de nutrientes como nitrógeno y
