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• Luis Ernesto Valdez Delgado

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FACULTAD: Ingeniería Química CARRERA: Ingeniería Química ASIGNATURA: Ingeniería de Aguas y Medio Ambiente

TEMA: INDUSTRIA CURTIEMBRE

SEMESTRE: 9 PARALELO: “1”

PARCIAL: 1

INTEGRANTES: Andrea Chapuel T. Jetzy Reyes S. María Sánchez C. Luis Valdez D. Lady Vega C.

DOCENTE: Ing. Martha Bermeo. 2018-2019 CI

Contenido 1.

GLOSARIO .............................................................................................................................. 3

2.

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4

3.

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 5

4.

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 5 4.1.

INDUSTRIA CURTIMBRE................................................................................................. 5

4.2.

INDUSTRIA CURTIEMBRE EN ECUADOR ........................................................................ 6

4.3.

DIAGRAMA DE PROCESO............................................................................................... 7

4.4.

OPCIONES PARA EL TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES DE CURTIEMBRE ................. 13

4.5.

CONDICIONES DE OPERACIONES ................................................................................ 15

4.5.1.

CAUDAL (CUANTO SE DESCARGA) ....................................................................... 15

4.6.

GUÍA DE MONITOREO (LOS VALORES MÁXIMOS PERMISIBLES)................................. 17

4.7.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL ......................................................... 19

4.8.

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL ...................................................... 20

4.9.

CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES........................................................... 25

4.10. RESULTADOS OBTENIDO DEL AGUA RESIDUAL (CUMPLE O NO CON LOS PARÁMETROS) ......................................................................................................................... 28 5.

CONCLUSIONES ................................................................................................................... 28

6.

RECOMENDACIONES ........................................................................................................... 29

7.

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 30

8.

ANEXOS ............................................................................................................................... 31

1. GLOSARIO

Piel: Es el órgano más grande del cuerpo Cuero: Piel tratada mediante curtido. DBO: La demanda biológica de oxígeno o demanda bioquímica de oxígeno, es un parámetro que mide la cantidad de dioxígeno consumido al degradar la materia orgánica de una muestra líquida. DQO: La demanda química de oxígeno, es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Aguas residuales: Agua que procede de viviendas, poblaciones o zonas industriales y arrastra suciedad y detritos.

2. INTRODUCCIÓN

Históricamente la producción de pieles frescas ha estado marcada por la cultura ganadera de los distintos países. La calidad de la piel está estrechamente relacionada con la crianza del ganado, generalmente ovino y/o bovino, forma de pastoreo y cercados en donde se crían los animales. La industria del curtido de pieles es una actividad estrechamente ligada a dos importantes sectores productivos del país: la industria del calzado y marroquinería y el sacrificio de animales, especialmente bovinos. Para el primero constituye su principal proveedor de materia prima; en cambio, para el segundo, es un importante cliente para su subproducto piel. En los últimos años, la producción del sector ha disminuido debido a la menor actividad que ha venido presentando la industria del calzado y marroquinería en el país, como consecuencia de la fuerte competencia externa y de la situación económica nacional. Desde el punto de vista ambiental, el sector de curtiembres siempre ha sido catalogado como altamente contaminante, sin tener en cuenta que aprovecha un subproducto putrescible y de biodegradación lenta: la piel. Ahora bien, es cierto que el proceso del curtido genera una importante carga contaminante; sin embargo, tomando las medidas y precauciones necesarias, ésta puede contrarrestarse adecuadamente. Las pieles de animales han estado ligadas a la cotidianidad de los seres humanos desde los tiempos prehistóricos; han constituido un elemento fundamental, con múltiples usos en el hogar y en la industria, continuando vigente a pesar de los enormes avances en los procesos tecnológicos que determinan innovaciones en la fabricación y en las características de los productos, incluidos los de consumo masivo como el calzado. Sin embargo, el ser humano ha tenido que acudir a diversos métodos y recursos para conservar en buen estado los cueros; civilizaciones como la hebrea, babilónica y egipcia desarrollaron diferentes técnicas y tratamientos para conservarlos. Hoy, el cuero sigue siendo un producto de consumo masivo en diversos sectores de la industria.

3. OBJETIVOS General Conocer procesos, diagramas, tratamientos que se realizan en la industria de la curtiembre. Específico Verificar si las industrias contribuyen al desarrollo y cuidado al medio ambiente

4. MARCO TEÓRICO 4.1.

INDUSTRIA CURTIMBRE

La curtiembre es la industria cuya actividad productiva se enfoca en someter a las de pieles de animales generalmente bovinos y ovinos, a una serie de tratamientos con diversas sustancias llamadas curtientes y otras diversas operaciones, destinadas a producir en ellas modificaciones químicas y físicas, con el fin de convertirlas en material duradero, casi imputrescible, apenas permeable al agua y, a la vez, suave, elástico y flexible, o sea el cuero o la piel curtida. La piel histológicamente está constituida por tres partes: la epidermis (piel superficial), el cutis o corium (piel propia del cuero) y el subcutis (tejido conjuntivo situado debajo de la piel). En las industrias del curtido se utilizan las pieles de los animales en bruto que se obtienen como subproducto de las industrias cárnicas, y que, de no ser por el curtido, habría que depositarlas en botaderos, rellenos sanitarios o someterlas a incineración. Las pieles que más comúnmente se utilizan son las de bovino, porcino y ovino, las cuales constituyen la principal materia prima del sector industrial del curtido (Ambiente, 2013). De acuerdo a la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU), las actividades de curtido y adobo de cueros se encuentran dentro de la categorización C-1511 “Curtido y adobo de cueros; adobo y teñido de pieles“. Una curtiembre o tenería es el lugar donde se procesan pieles (principalmente de ganado vacuno) y se las convierte en cuero, que posteriormente será utilizado para la fabricación de calzado, tapicería, vestimenta y marroquinería. Las cuatro principales etapas de este proceso son: ribera, curtido, mientras que las etapas de recurtido y acabado o terminaciones depende del producto final en

que se empleara el cuero. Estos procesos se evidencian en curtiembres de tipo artesanal, mediana o grande. El objetivo de la fase de ribera es limpiar el cuero, eliminar el pelo y tejido adiposo, y regular el grosor de la piel. El de la fase de curtición es la degradación parcial de la piel para facilitar la penetración y fijación de productos curtientes; la post curtición realiza el ajuste del grosor deseado para la piel, consigue el color y contenido de humedad adecuado. Finalmente, la fase de acabado consiste en diversas operaciones mecánicas y la aplicación de diversos productos para la textura y apariencia deseada del cuero. En términos resumidos, en una curtiembre se procede a extraer el pelo de la piel, curtir con agentes de curtimiento para otorgar propiedades físicas al cuero, tinturar y engrasar la piel y acabar el cuero para proporcionar buen aspecto y tacto (Zurita, 2016). Desde el punto de vista ambiental (producción más limpia), las dos primeras son importantes por el volumen y la carga contaminante de los efluentes, y las dos últimas, por la cantidad de residuos sólidos y emisiones de solventes generados en las distintas operaciones para obtener el cuero acabado (Salas, 2005).

4.2.

INDUSTRIA CURTIEMBRE EN ECUADOR

A nivel nacional, la industria del cuero tiene relevancia en la actividad económica del país y principalmente en la provincia de Tungurahua, pues cuenta con el 80% de las curtidurías, donde este tipo de industrias corresponden un representativo del cantón, debido a que sus productos son de amplia aceptación en distintas regiones del Ecuador y parte del exterior. Se estima que son cerca de 80 curtiembres entre grandes, medianas, pequeñas y artesanales, las que existen en Ecuador; y otras 60 empresas y personas naturales proveedoras de materia prima y químicos asociadas al sector, beneficiando así a miles de familias de manera directa e indirectamente. La industria de transformación de piel de ganado vacuno en cuero en el país, ejecuta una serie de procesos que permiten la obtención de acabados de distinta índole conforme los usos a los que se encuentre destinado el cuero, en especial como materia prima en la confección de distintas prendas de vestir. Lamentablemente, este proceso que en el país se desarrolla de manera mayoritariamente artesanal, presenta una serie de problemas ambientales, que incluyen el consumo excesivo del recurso agua y posterior generación de efluentes contaminantes con presencia de sulfuros, sales de cromo, elevados niveles de DQO, DBO, sólidos suspendidos que son descargados al sistema de alcantarillado y conducidos a un cuerpo receptor, afectando así al medio al ambiente urbano y rural.

Según el Ministerio de Ganadería y Pesca MAGAP, en el Ecuador anualmente se faenan cerca de 920 mil reses, en los diferentes camales a nivel nacional. Como se conoce un subproducto de la res es su piel, la cual es precisamente aprovechada por el sector curtidor y es utilizada como su principal materia prima. Vale la pena mencionar que si no fuera por la industria del cuero, estas 920 mil pieles significarían un gran desecho difícil de tratar para el país. Los principales productos confeccionados y realizados con cuero son:  Zapatos  Carteras  Chompas  Billeteras. Los cuales tienen características especiales y únicas que solo el cuero puede proporcionar, por lo que el uso de este material, en este tipo de artículos es incomparable e indispensable y no existe un producto sustituto. El principal socio comercial del sector curtidor ecuatoriano es la industria del calzado, ya que se estima que el 75% de cuero producido en el país es destinado a la elaboración de calzado. Para realizar un par de zapatos de cuero, se necesita aproximadamente 2.2 pies. Según estudios, esto quiere decir que cada par de zapatos requiere de aproximadamente 17 litros de agua para ser elaborado. Por lo que el agua representa el principal recurso en la fabricación del cuero, que al tener varios procesos físico-químicos se combina con altas cantidades de productos químicos como: cromo, cal, ácido sulfúrico, ácido fórmico, sulfuro de sodio, etc. De esta manera, el proceso de tratamiento de efluentes antes de desecharlos se ha convirtiendo en algo realmente necesario para todas las curtiembres.

4.3.

DIAGRAMA DE PROCESO

En el proceso de curtido de cuero se emplean fundamentalmente dos métodos: uno en base de sales de cromo y otro a base de agentes vegetales. El 80% de las industrias dedicadas a la actividad del curtido de pieles utiliza el proceso basado en las sales de cromo. En forma general, suelen realizarse trece operaciones unitarias completas desde la recepción de materias primas hasta el planchado de los cueros para el curtido de las pieles, pero existen curtidurías que optan por agrupar y simplificar procesos. (Paredes, 2015)

A continuación se muestra un modelo general del proceso de producción del cuero, con sus entradas y salidas, con mayor énfasis en los residuos contaminantes.

Figura 1: Proceso de curtido y acabado de cuero.

Tabla 1: Operaciones unitarias del curtido de pieles.

OPERACIÓN UNITARIA 1. Recepción de la materia prima 2. Corte de colas y extremidades 3. Lavado superficial de las pieles 4. Curado y desinfectado

DESCRIPCIÓN Inspección visual de calidad de la piel de los animales y de esta forma evitar su deterioro y productos finales defectuosos. Agua residual del escurrido de las pieles. Las pieles son pesadas, clasificadas por tamaño y por especie. Recorte de excedentes (extremidades, cabeza y cola) Las pieles son lavadas para remover sangre y excretas. Se utiliza agua y sustancias químicas: hidróxido de sodio, hipoclorito de sodio y detergentes. Agua residual con carnazas, sangre y excrementos. Las pieles se someten a secado al aire y salado con una salmuera próxima a la saturación, generalmente suelen aplicarse desinfectantes (bicloruro de mercurio y acido fénico), y bactericidas (sulfato de sodio y ácido bórico)

5. Pelambre

6. Desencalado

7. Descarnado

8. Desengrasado

9. Piquelado

10. Curtido

en cubas. Se procede a agitar para mejorar el contacto de la piel con la solución, después de pasar unas 16 horas en la cuba, las pieles absorben por completo la sal. Agua residual del escurrido de las pieles. Remojo en bombos circulares con sulfuro de sodio y cal, para la remoción de pelaje de las pieles. En esta etapa se produce al interior del cuero, el desdoblamiento de las fibras a fibrillas que prepara el cuero para la posterior curtición, Agua residual con elevada carga orgánica, pH básico entre 12-13 y pelaje. Lavado de las pieles para remover cal y sulfuros adquiridos en el proceso del pelambre, empleando importantes volúmenes de agua para evitar posibles interferencias en las etapas posteriores del curtido. Principalmente para esta remoción suelen usarse ácidos orgánicos (sulfúricos, clorhídrico, láctico, fórmico y bórico), sales de amonio y peróxido de hidrogeno, azúcares y melazas. Inclusive se emplea el ácido sulfoftálico para lograr la neutralización del agua y la piel. Agua residual con residuos de sulfuros, ácidos y sales. Se remueven los restos de piel y tejido adiposo restante de la piel por procesos mecánicos, con el fin de conseguir la correcta penetración de los productos químicos en las siguientes etapas del curtido. Residuos sólidos con gran contenido de humedad y aguas residuales producto del lavado de la piel. Las pieles son sometidas a remojos con solventes y detergentes para lograr eliminar proteínas no estructuras y la apertura de los poros de la piel, con el objetivo de brindar mayor elasticidad y tersura a las pieles. Se utiliza cloruro de amonio. Agua residual con residuos de solventes y detergentes. Preparación de las pieles con soluciones de ácido fórmico y ácido sulfúrico para el curtido, ácidos que agregan protones a los grupos carboxílicos con el objetivo de permitir la difusión del curtiente en el interior de la piel, sin que se fije en las capas externas del colágeno, y de esta manera mejorar su conservación. Agua residual con residuos de ácidos. Las pieles son sumergidas en baños en base a sales de cromo o en base a agentes vegetales curtientes. En base de sales de cromo: El objetivo es estabilizar el colágeno de la piel para que adquiera las características de cuero. Se escurre la piel para eliminar el mayor contenido de humedad. Para desarrollar este proceso la piel es introducida en una

11. Secado

12. Engrasado

13. Planchado y clasificación

máquina llamada divisora. La acción del cromo trivalente en un medio ácido (ácido clorhídrico), permite convertir a la piel en cuero (material estable), impidiendo su degradación. El tiempo de duración del proceso de curtido es de 8 a 24 horas. El cromo que no es absorbido por el cuero es reutilizado. Una vez secos los cueros se someten a diversos procesos de ablandamiento, quedando listos para su terminación o acabado final. Allí, se les aplican productos, que en combinación con procesos mecánicos, hacen que el cuero sea más durable y resistente. En la etapa de curtido se prepara el cuero mediante dos procesos: el primero es el proceso mecánico de post-curtición, el cual le da un espesor específico y homogéneo al cuero; el segundo es el proceso de postcurtición, que es el neutralizado, recurtido, teñido y engrasado del cuero. Agua residual con residuos de sales de cromo o agentes curtientes vegetales. El pH varía de 3 a 5. Mediante procesos físicos y mecánicos los cueros son secados para eliminar la humedad. La velocidad del secado es muy importante: a velocidades muy rápidas la superficie exterior puede secarse mientras las partes interiores se mantienen húmedas. El secado de los cueros se realiza, principalmente en los cueros de clase superior, según el procedimiento de la llamada desecación adhesiva, en la que se adhiere el cuero húmedo sobre platos de vidrio y se lo seca estirándolo. Se colocan aceites emulsionados con el objetivo de brindarle impermeabilidad, flexibilidad y suavidad a los cueros, suele realizarse a mano o sumergiéndolas en grandes tanques. Para evitar el cuarteamiento del cuero, impregnación del cuero con aceites emulsionados, los cuales se depositan en las fibras del cuero, fijándose y dando el acabado deseado. En el engrasado hay que distinguir entre el engrasado sencillo, engrasado a mano o en tinas. En toda esta serie de tratamientos se va elevando la cantidad de aceite emulsionado y con ello la impermeabilidad y la “calidad” del cuero. Se utilizan distintas máquinas según el tipo de terminación. Éstas pueden ser rotativas, de mesa o de prensado, las cuales otorgan brillo o satinan el cuero. Terminada la operación del planchado los cueros se clasifican por tamaño y calidad, pasando al área de almacenamiento.

Almacenamiento: Los cueros son almacenados de acuerdo a su tamaño, calidad y color, sobre pallet de superficies plana, en un área ventilada y libre de humedad. Además, son cubiertos para evitar la luz solar. ƒ Servicios auxiliares. Para un buen desarrollo de las diferentes etapas del proceso de elaboración del curtido de cuero se requiere de la presencia de servicios auxiliares, tales como: Tratamiento de efluentes: los efluentes generados en las diferentes etapas del proceso (lavado de las pieles, limpieza de equipos y áreas de producción) son evacuados a través de canales, sumideros y cajas de registros al sistema de tratamientos de aguas residuales industriales para ser tratados antes de su descarga al sistema de alcantarillado o cuerpo hídrico receptor. Para el tratamiento de las aguas residuales de las curtiembres se requiere una variedad de productos químicos y procesos, generándose lodos del tratamiento, aguas residuales tratadas y envases vacíos de productos químicos. Un tema de especial interés es el tratamiento de los residuos de los curtientes en base a Cr6, lo que requiere de tratamientos terciario para evitar la toxicidad de esta sustancia.

A continuación se presenta un mapa del procedimiento de fabricación del cuero, en el que se detalla de manera general los subproductos y residuos presentes a lo largo de todo el proceso de producción.

SUBPRODUCTOS/RESIDUOS

MATERIAS PRIMAS Pieles frescas

Agua

Lavado

Pieles frescas Recepción

Sal

Salado

Pieles frescas, saladas, secosaladas

Agua, Bactericidas, detergentes

Remojo

Caudal: DQO, DBO, Sólidos, pH

Descarnado de Pelo

Agua, sulfuro de sodio, hidróxido de calcio

Restos de carnaza Caudal: Pelo, cal y materia orgánica mezclada con lodo. DQO, DBO, Sulfuros, grasas y aceites, sólidos, pH

Pelambre y encalado

Restos de carnaza impregnadas con cal, contiene grasa y materias orgánicas

Descarnado en cuero apelambrado

Agua

Agua, sulfuro de amonio, bisulfito de sodio Agua, cloruro de sodio, ácido fórmico, ácido sulfúrico, sulfato, Cr 33% Básico, bicarbonato de sodio

Dividido

Caudal: Restos de cuero dividido

Desencalado y purga

Caudal: DQO, DBO, Sólidos, pH

Piquelado

Caudal: Cr, Sólidos, pH

Curtido

DQO, DBO, SS, Acidez, Sal Cromo Restos de cuero

Escurrido

Rebajado

Cuero rebajado, agua, agentes neutralizantes, recurtientes, tensoactivos, colorantes

Recurtido, teñido y engrase

Virutas de cuero curtido al cromo Caudal: DQO, DBO, Cromo, Aceites, pH

Secado

Polvo de cuero curtido Ablandado, lijado y recortado

Agua, resinas, pigmentos, lacas, solventes, auxiliares

Terminación

Aerosoles Sólidos

Cuero Terminado

Figura 2: Mapa del proceso de producción del cuero (subproductos/residuos).

El pelambre es la cuarta etapa para el curtido del cuero, donde se remueve el pelaje y la epidermis del animal sumiéndolas en sulfato de sodio y cal con agitación constante. Esta actividad emplea alrededor de 30-35 litros de agua por cada kilogramo de cuero procesado y los efluentes que genera poseen elevados contenidos de materia orgánica expresada como DQO que oscilan entre los 10-30 g/l y un pH básico entre 11-13. Derivado de la cantidad y la calidad de los efluentes en estas industrias se ha identificado la necesidad de desarrollar procesos cada vez más eficientes en las plantas de tratamiento, con la finalidad de mitigar la contaminación del recurso hídrico (Paredes, 2015).

4.4.

OPCIONES PARA EL TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES DE CURTIEMBRE

En las industrias de curtiembres se generan dos tipos principales de efluentes líquidos: los ácidos y los básicos. Éstos deben mantenerse segregados para su procesamiento, antes de ser mezclados en el efluente final, por lo que es frecuente recurrir a sistemas de segregación y pretratamiento. (Ramon Mendez, 2007) En general la carga de material contaminante en los efluentes líquidos de las curtiembres, es productos de la materia prima utilizada y de los insumos químicos. A lo anterior se suma el hecho que el proceso de una curtiembre es intrínseco en el uso de aguas, estimándose que el consumo de aguas puede variar entre 25 y 80 litros por kilogramo de piel. (Tayupanda, 2010) Los residuos industriales líquidos de curtiembre, se caracterizan por presentar alta contaminación orgánica y tóxica asociada a sales, sulfuro y cromo, provenientes del proceso.

Dependiendo de los contaminantes presentes y las características propias del efluente, puede ser sometido a tratamientos físico-químicos, biológicos o una combinación de ellos para mejorar el rendimiento y la flexibilidad de los mismos: 1. Sistemas físico-químicos: se caracterizan porque los cambios ocurren debido a la aplicación de fuerzas físicas que trabajan conjuntamente con reacciones químicas para lograr un efectivo tratamiento del agua residual cruda. 2. Sistemas biológicos: se caracterizan por emplear microorganismos ya sea para transformar los constituyentes biodegradables (disueltos o particulados) en productos finales aceptables; también para capturar e

incorporar coloides suspendidos y no sedimentables en flóculos biológicos o biofilms; transformar o remover nutrientes como nitrógeno, fósforo y en ocasiones compuestos y constituyentes traza específicos.  Tratamientos aerobios:  Lodos activados: Empleando efluentes sedimentados de curtiembre como alimentación al tanque de aireación y con una concentración de sólidos suspendidos volátiles en el licor mezcla de 3500 mg l-1 se consiguen porcentajes de remoción de 80 y 90% para DQO y DBO5 respectivamente, a una operación continua durante 267 días y tiempo de aireación de 12 horas.  Reactores: Se han utilizado por ejemplo reactores SBR, acoplados con respirometría. En los mismos se ha empleado una carga de 1.9- 2.1 kg DQO m -3 d -1 en un ciclo SBR de 12 horas.  Tratamientos anaerobios: Se han empleado reactores del tipo UASB, sometidos a un período de adaptación de 50 días que han logrado porcentajes de remoción de DQO de 91.6% con una concentración inicial de afluente de 5575 mg l-1. 3. Sistemas combinados: se caracterizan por emplear conjuntamente sistemas físico-químicos y biológicos para la remoción eficiente de contaminantes de las aguas residuales.  Reactor biológico acoplado a oxidación por ozono.  Tratamiento con Thiobacillus ferrooxidans y oxidación Fenton  Coagulación química acoplada a digestión anaeróbica. (Ceron, 2011)

4.5.

CONDICIONES DE OPERACIONES

(Anonimo, 2009)

4.5.1. CAUDAL (CUANTO SE DESCARGA)

Teniendo en cuenta que la mayoría de los establecimientos cuentan con sistemas de tratamiento preliminar y primario y que el tiempo de tratamiento de un lote de agua residual industrial es de aproximadamente 6 horas, se presenta a continuación un balance aproximado de la capacidad instalada para el tratamiento de aguas residuales industriales. (Latorre, 2014) Consideraciones:  Se toman como base 300 industrias dedicadas a la actividad de transformación de pieles en cuero.  Se consideran dos escenarios; el primero teniendo en cuenta que las

industrias tienen la capacidad de tratar 5m3 de agua residual industrial por lote, es decir que cuentan con uno o más tanques de tratamiento fisicoquímico que permiten tratar 5000l. El segundo sería teniendo en cuenta que las industrias tienen la capacidad de tratar 10m3 de agua residual industrial por lote, es decir que cuentan con uno o más tanques de tratamiento fisicoquímico que permiten tratar 10.000l de agua residual industrial (ARI).  El tiempo promedio de tratamiento de un lote de agua residual industrial es de aproximadamente 6 horas, por lo tanto se estimará que un lote de agua residual industrial tardaría un día en tratarse, se considera igualmente que un mes está compuesto por 20 días hábiles.

Cabe anotar que se estima en 5m3 por lote, la capacidad aproximada de cada industria ubicada en el barrio San Benito, este valor se calculó de la información consignada en las bases de datos de la Subdirección del Recurso Hídrico y del Suelo, de los informes presentados por los industriales y las visitas realizadas. Lo anterior muestra que el sector tiene una alta probabilidad de no contar con la capacidad instalada para tratar todas las aguas residuales industriales generadas actualmente, siendo esta capacidad cercana al 75,0% de la requerida. Esto explica porque la mayoría de usuarios cuentan con sistemas de tratamiento preliminar y fisicoquímicos y aun así se ha evidenciado el incumplimiento de la normatividad ambiental en materia de vertimientos. (Latorre, 2014) La planta ha sido operada bajo condiciones de bajas cargas hidráulicas. De la capacidad planeada de tratamiento de 25,920 m3 /día (300 l/seg). Según estimados de CORAASAN, los caudales actuales tratados fluctúan entre los 10,000 y 20,000 m3 /día, los cuales son considerablemente menores que la capacidad planificada. Por tanto, la planta ha sido operada la mayor parte del tiempo a más o menos un 40% de su capacidad de acuerdo a estimados de CORAASAN. (Anonimo, 2009)

(Anonimo, 2009)

Las aguas residuales que no cumplan previamente a su descarga, con los parámetros establecidos de descarga en esta Norma, deberán ser tratadas mediante tratamiento convencional, sea cual fuere su origen: público o privado. Por lo tanto, los sistemas de tratamiento deben ser modulares para evitar la falta absoluta de tratamiento de las aguas residuales en caso de paralización de una de las unidades, por falla o mantenimiento. (PRESIDENCIA DE LA RESPUBLICA, S/N)

4.6.

GUÍA DE MONITOREO (LOS VALORES MÁXIMOS PERMISIBLES)

Una evaluación sobre el potencial de contaminación de cuerpos de agua causada por efluentes de curtiembre en función de sus características principales muestra lo siguiente:  DBO y DQO. Son los parámetros utilizados para medir la materia orgánica presente en el efluente. Cuando se presenta concentraciones altas de DBO y DQO en los ríos puede ocurrir desoxigenación del mismo.  pH. Es un parámetro de importancia que indica la intensidad de la acidez o alcalinidad del efluente. Generalmente los efluentes de las curtiembres presentan variaciones entre 2,5 y 12,0. Las variaciones de pH afectan considerablemente la vida acuática de las corrientes receptoras.  Sulfuro. Presenta riesgo de formación de gas sulfhídrico, el que en baja concentración genera olor desagradable y en alta concentración puede ser muy tóxico.  Amonio. Es tóxico para los peces. Es un nutriente que puede causar proliferación de plantas acuáticas.  Nitrógeno-Kjeldahl. Es el total de nitrógeno orgánico y del amoniacal. Su presencia en altas concentraciones puede provocar el crecimiento acelerado de plantas acuáticas.  Nitratos. Su presencia en altas concentraciones en agua potable es riesgosa para la salud.  Fosfato. No es tóxico pero estimula el crecimiento de plantas acuáticas y algas.  Cromo. Metal pesado persistente que puede causar problemas a la salud humana en altas concentraciones.  Color. Proveniente de los taninos y tintes, perjudica la actividad fotosintética de las plantas acuáticas y provoca su muerte.

 Sólidos sedimentables. Ocasionan la formación de bancos de lodos que producen olores desagradables. (GTZ, s/n ) El regulado deberá mantener un registro de los efluentes generados, indicando el caudal del efluente, frecuencia de descarga, tratamiento aplicado a los efluentes, análisis de laboratorio y la disposición de los mismos, identificando el cuerpo receptor. Es mandatorio que el caudal reportado de los efluentes generados sea respaldado con datos de producción.

En la tabla #11, de la presente norma, se establecen los parámetros de descarga hacia el sistema de alcantarillado (…), los valores de los límites máximos permisibles, corresponden a promedios diarios. La Entidad Ambiental de Control deberá establecer la normativa complementaria en la cual se establezca: La frecuencia de monitoreo, el tipo de muestra (simple o compuesta), el número de muestras a tomar y la interpretación estadística de

los resultados que permitan determinar si el regulado cumple o no con los límites permisibles fijados en la presente normativa para descargas a sistemas de alcantarillado y cuerpos de agua. (PRESIDENCIA DE LA RESPUBLICA, S/N)

(PRESIDENCIA DE LA RESPUBLICA, S/N)

4.7.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

Las Plantas de Tratamiento son un conjunto de operaciones y procesos unitarios de origen físico-químico o biológico, o combinación de ellos que están envueltos por fenómenos de transporte y manejo de fluidos. Los sistemas de recolección de aguas en la industria de la curtiembre se basan en piscinas que funcionan igual que tanques de igualamiento de caudal. El igualamiento consiste en amortiguar las variaciones de caudal para lograr un caudal constante, al mismo tiempo, si se requiere. Se estabiliza el pH y hace que se mas fácil la posterior dosificación de químicos. Como es conocido, las curtiembres no generan efluentes continuamente sino que, después de que los baños han culminado, se abren las compuertas de los bombos y en cada revolución del bombo se descarga un volumen de agua hasta que el bombo quede vacío. (Tayupanda, 2010) En las piscinas se recolectan los efluentes en función de su pH, las aguas básicas son recolectadas en una piscina diferente a las de las aguas ácidas a fin de tratarlas por separado. (Tayupanda, 2010)

(Tayupanda, 2010)

4.8.

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

Tratamientos De Agua Residual Las Plantas de Tratamiento de aguas residuales están integradas por una serie de procesos (Químicos, Físico y Biológicos) para la reducción de los contaminantes en las aguas de efluente del uso humano. Son Fabricadas en Fibra de Vidrio con procesos Aeróbicos, Anaeróbicos y Mixtos. Estas plantas tienen una alta eficiencia, gracias a las tecnologías implementadas en ellas para la depuración de agua, logran una reducción de contaminantes hasta del 93.9% y permitiendo su vertimiento en fuentes hídricas o su reutilización en algunos casos.

(Flores , octubre 2016) Planta de tratamiento y reuso de aguas residuales

El Problema De Las Aguas Residuales. Las aguas residuales se definen, como el agua que ha sido previamente utilizada y se encuentra contaminada, Entre estos contaminantes encontramos: Microorganismos patógenos (bacterias, virus, parásitos) que producen enfermedades como la hepatitis, cólera, disentería, diarreas, giardiasis. La Solución Para Procesos Residuales “Las aguas residuales son cualquier tipo de recurso hídrico, cuya calidad se ha visto afectada por la actividad antropogénica del hombre. Estas aguas son el resultado del desarrollo de las actividades cotidianas de subsistencia humana, pudiendo contener desde simples residuos contaminantes hasta agentes contaminantes tóxicos que pueden representar un peligro de mortandad.” ((S.N), 2014) El tratamiento de aguas residuales es de suma importancia, en el desarrollo de estrategias ambientales que velen y resguarden los recursos hídricos existentes como también el ecosistema que les rodea, puesto que es imprescindible la óptima depuración de tales aguas antes de encausadas nuevamente en las diferentes reservas hidrológicas naturales en las mejores condiciones posibles. Es un conjunto de procesos, métodos y operaciones debe ejecutarse bajo la supervisión de las autoridades locales, quienes deben velar bajo cualquier concepto que estos procesos se desarrollen con la mayor amabilidad hacia el medio ambiente y de la manera más óptima para el beneficio de la salud

pública, considerando que estas aguas deben tener la mayor calidad, en función de la aplicación en el desarrollo humano. Origen De Las Aguas Residuales Por su origen las aguas residuales presentan en su composición diferentes elementos que se pueden resumir como:  Componentes suspendidos  Gruesos (inorgánicos y orgánicos)  Finos (inorgánicos y orgánicos)  Componentes disueltos  Inorgánicos  Orgánicos En general las aguas residuales se clasifican así: Aguas Residuales Domésticas (Ard): son las provenientes de las actividades domésticas de la vida diaria como lavado de ropa, baño, preparación de alimentos, limpieza, etc. Estos desechos presentan un alto contenido de materia orgánica, detergentes y grasas. Su composición varía según los hábitos de la población que los genera. Aguas Lluvias (All): son las originadas por el escurrimiento superficial de las lluvias que fluyen desde los techos, calles, jardines y demás superficies del terreno. Residuos Líquidos Industriales (Rli): son los provenientes de los diferentes procesos industriales. Su composición varía según el tipo de proceso industrial y aún para un mismo proceso industrial, se presentan características diferentes en industrias diferentes. Aguas Residuales Agrícolas (Ara): son las que provienen de la escorrentía superficial de las zonas agrícolas. Se caracterizan por la presencia de pesticidas, sales y un alto contenido de sólidos en suspensión. La descarga de esta agua es recibida directamente por los ríos o por los alcantarillados. ETAPAS DEL PROCESO El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Tratamientos Preliminares: aunque no reflejan un proceso en sí, sirven para aumentar la efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios. Las aguas residuales que fluyen desde los alcantarillados a las

plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), son muy variables en su flujo y contienen gran cantidad de objetos, en muchos casos voluminosos y abrasivos, que por ningún motivo deben llegar a las diferentes unidades donde se realizan los tratamientos y deben ser removidos. Para esto son utilizado los tamices, las rejas, los microfiltros. Esta etapa tiene como propósito, eliminar los sólidos en suspensión a través de un proceso de sedimentación simple por gravedad o asistida por sustancias químicas tales como coagulantes y floculantes. Tratamientos Primarios: el principal objetivo es el de remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo los sólidos sedimentables y algunos suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas. El tratamiento primario presenta diferentes alternativas según la configuración general y el tipo de tratamiento que se haya adoptado. Se puede hablar de una sedimentación primaria como último tratamiento o precediendo un tratamiento biológico, de una coagulación cuando se opta por tratamientos de tipo físico-químico. Sedimentación primaria: se realiza en tanques ya sean rectangulares o cilíndricos en donde se remueve de un 60 a 65% de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguas residuales. En la sedimentación primaria el proceso es de tipo floculento y los lodos producidos están conformados por partículas orgánicas. Un tanque de sedimentación primaria tiene profundidades que oscilan entre 3 y 4m y tiempos de detención entre 2 y 3 horas. En estos tanques el agua residual es sometida a condiciones de reposo para facilitar la sedimentación de los sólidos sedimentables. El porcentaje de partículas sedimentadas puede aumentarse con tiempos de detención más altos, aunque se sacrifica eficiencia y economía en el proceso; las grasas y espumas que se forman sobre la superficie del sedimentador primario son removidas por medio de rastrillos que ejecutan un barrido superficial continuo. Precipitación Química – Coagulación: la coagulación en el tratamiento de las aguas residuales es un proceso de precipitación química en donde se agregan compuestos químicos con el fin de remover los sólidos. El uso de la coagulación ha despertado interés sobre todo como tratamiento terciario y con el fin de remover fósforo, color, turbiedad y otros compuestos orgánicos. TRATAMIENTOS SECUNDARIOS: el objetivo de este tratamiento es remover la demanda biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentables. El tratamiento secundario intenta reproducir los fenómenos naturales de estabilización de la materia orgánica, que ocurre en el cuerpo receptor. La ventaja es que en ese proceso el fenómeno se realiza con más velocidad para facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicos en períodos cortos

de tiempo. Un tratamiento secundario remueve aproximadamente 85% de la DBO y los SS aunque no remueve cantidades significativas de nitrógeno, fósforo, metales pesados, demanda química de oxígeno (DQO) y bacterias patógenas. Además de la materia orgánica se va a presentar gran cantidad de microorganismos como bacterias, hongos, protozoos, rotíferos, etc, que entran en estrecho contacto con la materia orgánica la cual es utilizada como su alimento. Los microorganismos convierten la materia orgánica biológicamente degradable en CO2 y H2O y nuevo material celular. Además de estos dos ingredientes básicos microorganismos – materia orgánica biodegradable, se necesita un buen contacto entre ellos, la presencia de un buen suministro de oxígeno, aparte de la temperatura, PH y un adecuado tiempo de contacto. Para llevar a efecto el proceso anterior se usan varios mecanismos tales como: lodos activados, biodisco, lagunaje, filtro biológico. Lodos Activados: es un tratamiento de tipo biológico en el cual una mezcla de agua residual y lodos biológicos es agitada y aireada. Los lodos biológicos producidos son separados y un porcentaje de ellos devueltos al tanque de aireación en la cantidad que sea necesaria. En este sistema las bacterias utilizan el oxígeno suministrado artificialmente para desdoblar los compuestos orgánicos que a su vez son utilizados para su crecimiento. “A medida que los microorganismos van creciendo se aglutinan formando los lodos activados; éstos más el agua residual fluyen a un tanque de sedimentación secundaria en donde sedimentan los lodos. Los efluentes del sedimentador pueden ser descargados a una corriente receptora; parte de los lodos son devueltos al tanque con el fin de mantener una alta población bacteria para permitir una oxidación rápida de la materia orgánica.” (Franco, 2010, pág. 7) TRATAMIENTOS TERCIARIOS: “Tiene el objetivo de remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o aún la remoción complementaria de contaminantes no suficientemente removidos en el tratamiento secundario.” (Eddy. Ed, Mc.Graw., 1998, pág. 4) Como medio de filtración se puede emplear arena, grava antracita o una combinación de ellas. El pulido de efluentes de tratamiento biológico se suele hacer con capas de granulometría creciente, duales o multimedia, filtrando en arena fina trabajando en superficie. Los filtros de arena fina son preferibles cuando hay que filtrar flóculos formados químicamente y aunque su ciclo sea más corto pueden limpiarse con menos agua.

La adsorción con carbón activo se utiliza para eliminar la materia orgánica residual que ha pasado el tratamiento biológico.

(FRANCISCO, 2010) Etapas de tratamiento de residuos

4.9.

CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES

Características Físicas, Químicas Y Biológicas Del Agua Residual Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido total de sólidos, término que engloba la materia en suspensión, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. Otras características físicas importantes son el olor, la temperatura, la densidad, el color y la turbiedad. Constituyentes de las aguas residuales Las aguas residuales se caracterizan por su composición física, química y biológica. La Tabla 3-1 muestra las principales propiedades físicas de agua residual, así como sus principales constituyentes químicos y biológicos, y su procedencia. Características Fisicoquímicas De Las Aguas Residuales

El recurso hídrico en general, contiene cantidades variables de otras sustancias en concentraciones que varían dependiendo el tipo de agua que se analice, presentando diferentes características fisicoquímicas, características que se tienen en cuenta para poder tener un manejo óptimo del recurso para posteriormente poder ser tratado, si no se realiza un buen manejo del recurso se

generaría una mala caracterización de las aguas e impide seleccionar correctamente los tratamientos que esta necesite. Por su estado físico se pueden caracterizar y distinguir en las aguas residuales según su olor, color y temperatura en fracciones suspendidas, fracciones coloidales y fracciones solubles; para determinar la concentración de fracciones coloidales y fracciones suspendidas se emplea el ensayo de sólidos suspendidos totales (SST). Las sustancias químicas dependen de los sólidos tanto en suspensión como en solución presentes en el agua, estos sólidos se pueden clasificar en dos grupos: inorgánicos y orgánicos. Los sólidos inorgánicos se conforman principalmente por Nitrógeno, Fósforo, Cloruros, Sulfatos, Carbonatos, Bicarbonatos y trazas de sustancias tóxicas como Arsénico, Cianuro, Cadmio, Cromo, Cobre, Mercurio, Plomo y Zinc. Los sólidos orgánicos se clasifican en nitrogenados y no nitrogenados. Los sólidos nitrogenados se componen por proteínas, ureas, aminas y aminoácidos, y los sólidos no nitrogenados son principalmente celulosa, grasas y jabones. La concentración de materiales orgánicos presentes en el agua se determina a través de los análisis de Demanda Biológica de Oxígeno transcurridos cinco días de reacción (DBO5), el cual mide el material orgánico carbonáceo, y el análisis de Demanda Biológica de Oxígeno transcurridos veinte días de reacción (DBO20) el cual mide material orgánico carbonáceo y nitrogenado. Las características bacteriológicas de las aguas residuales son la razón más importante para hacer el tratamiento de las mismas ya que el propósito del tratamiento de aguas residuales es la eliminación de los agentes patógenos de origen humano presentes en las excretas con el propósito de evitar la contaminación biológica cortando el ciclo epidemiológico de transmisión. Los agentes patógenos presentes en las aguas residuales y los cuales son el objetivo principal del tratamiento de las mismas son: Coliformes totales, Coliformes fecales, Salmonella, Escherichia coli (E-Coli), Materia en suspensión y materia disuelta. “La materia en suspensión puede ser separada por tratamientos fisicoquímicos, como la sedimentación y filtración, la materia suspendida sólida se trata con métodos de separación sólido-líquido por gravedad o medios filtrantes y la materia suspendida aceitosa se trata mediante el método de separación Líquido-Líquido, normalmente por flotación.” (Felipe Gonzales ) Sólidos totales Analíticamente, se define el contenido de sólidos totales como la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación a entre 103 y 105 0C.

Tratamiento de sólidos en el agua No se define como sólida aquella materia que se pierde durante la evaporación debido a su alta presión de vapor. Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica. Los sólidos totales, o residuo de la evaporación, pueden clasificarse en filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión) haciendo pasar un volumen conocido de liquido por un filtro (Fig. 3-3). Para este proceso de separación suele emplearse un filtro de fibra de vidrio (Whatman GF/C), con un tamaño nominal de poro de 1,2 micrómetros, aunque también suele emplearse filtro de membrana de policarbonato. Es conveniente destacar que los resultados que se obtienen empleando ambos tipos de filtro pueden presentar algunas diferencias, achacables a la diferente estructura de los filtros. (Felipe G.)

4.10. RESULTADOS OBTENIDO DEL AGUA RESIDUAL (CUMPLE O NO CON LOS PARÁMETROS)

5. CONCLUSIONES  La industria de curtido ha sido tradicionalmente contemplada como una actividad netamente contaminante. Los requisitos de tratamiento de los residuos generados son elevados y hacen del cumplimiento de los estándares de vertido una tarea difícil, especialmente para la pequeña y mediana industria. La aplicación de una estrategia de producción más limpia se plantea como una posible solución a esta problemática. La aplicación de los principios de producción limpia mejora la eficiencia del proceso y ofrece un incentivo económico asociado a la gestión ambiental, posibilitando el desarrollo de la actividad en un marco de mayor sostenibilidad.  Las acciones propuestas, de simple implementación con una mínima inversión, proporcionan no sólo una considerable reducción del impacto ambiental, sino que suponen igualmente un ahorro en los costes de operación, lo que hace mucho más factible su ejecución. La adopción de las medidas que se plantean permitiría a la industria de curtidos lograr una mejora de su imagen ante la comunidad, reduciendo el impacto ambiental del proceso y cumpliendo con la normativa ambiental, es decir, retomando el desarrollo de la actividad de forma ambientalmente sustentable.  Para residuos sólidos; correcta disposición final de los residuos sólidos, plan de gestión y manejo como uno residuo sólido industrial. Para ruido; implementar programa de monitoreo de ruidos. Para insumos químicos; implementar programa de manejo de insumos químicos, implementar un sistema de salud, higiene y seguridad ocupacional.

6. RECOMENDACIONES  Es necesario capacitar todo el personal que labora en las curtiembres con el fin de concientizar a los trabajadores de la situación ambiental y que tengan en cuenta que tipo de residuo se está generando y cuáles son sus riesgos a la salud y el ambiente.  Realizar un control más riguroso y hacer cumplir las normas de funcionamiento.  Publicar las normas de seguridad y salud ocupacional; como también sanciones ambientales por incumplimiento.  Exigir con obligatoriedad que cada empresa de curtiembre tenga su planta de tratamiento de aguas residuales.  Plantear objetivos y metas para el cumplimiento de las normas ambientales en todas las etapas del proceso de curtiembre  Elaborar un plan de monitoreo y evaluación para el seguimiento de objetivos y metas propuestas.

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residuales

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8. ANEXOS