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Aporte Individual: Tratamiento de Aguas Residuales en el Sector Curtiembre Julieta Alejandra Hidalgo Torres C.C. 1.085.281.877 Universidad de Manizales Facultad de Ciencias Contables, Económicas y Administrativas Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente San Juan de Pasto 2015

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Aporte Individual: Tratamiento de Aguas Residuales en el Sector Curtiembre

Julieta Alejandra Hidalgo Torres

C.C. 1.085.281.877

Universidad de Manizales

Facultad de Ciencias Contables, Económicas y Administrativas

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

San Juan de Pasto

2015

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Resumen

El presente trabajo reconoce conceptos asociados al tratamiento de agua residual. Analizando la

información de la documentación bibliográfica existente, donde se dan a conocer pautas para

mejorar la actuación ambiental en la actividad del sector industrial de las curtimbres.

Es partir de la descripción en el proceso productivo del cuero y sus impactos ambientales sobre los

cursos de agua, que se ha identificado las etapas en las que presentan una mayor carga

contaminante: recepción, lavado y remojo, pelambre, descarnado mecánico, desencalado y

curtición; Es así que se establecen las características de las aguas residuales a partir de los

estándares para descarga de efluentes, los principales procesos de tratamiento de aguas

residuales, al igual que el reconocimiento de una serie de investigaciones en las que se incluyen

métodos de tratamientos de agua residual en el sector industrial al que se hace referencia.

Más adelante se relaciona el estado general del sector curtiembre en Colombia y los parámetros

del agua residual de las curtiembres en el país, para de esta manera visualizar específicamente la

relación de la industria en mención el contexto del departamento de Nariño.

Finalmente se destaca un serie de conclusiones que enmarcan un análisis de acuerdo a los textos

estudiados en la elaboración del presente trabajo, reconociendo que entre las alternativas que

generan tratamientos de agua residual se destacaron la reutilización del cromo y el uso de

productos químicos bajos en sulfuro para el desencalado, además de otras conclusiones que se

dan a conocer en relación a este proceso. En la sección final se da a conocer la bibliografía a la que

se hizo referencia.

Introducción

El proceso que permite transformar las pieles frescas en cuero listo para ser manufacturado, se

denomina Curtición, esta técnica ancestral pretende estabilizar la materia orgánica, inhibiendo sus

procesos de descomposición, tanto aeróbicos como anaeróbicos; obteniendo un cuero con

características de durabilidad, textura, flexibilidad y resistencia, adecuadas al uso que se le dé para

obtener productos para: marroquinería, tapicería, industria del calzado, entre otros.

El curtido de pieles bovinas, es consecuencia de una serie de etapas productivas, en las que es

necesario adicionar productos químicos que tienen consecuencias ambientales significativas, entre

los que cabe resaltar, las sales de cromo y el sulfato de amonio, dado que se transforman en

compuestos contaminantes de las aguas de difícil degradación y generan gases como el sulfuro de

hidrogeno y el amoniaco que son tóxicos y fácilmente se perciben en los alrededores de este tipo

de empresa. Algunos de los potenciales impactos del proceso de curtición son ampliamente

desconocidos (IE/PAC, 1994), en el presente trabajo se pretende señalar los principales, haciendo

énfasis en los mecanismos del tratamiento de aguas residuales.

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En el caso del departamento de Nariño, existe un número determinado con exactitud de 64

pequeñas y medianas empresas dedicadas al curtido de pieles, principalmente de origen bovino,

algunas de ellas funcionan de manera artesanal y la mayoría no cuenta con la infraestructura

necesaria para minimizar sus impactos ambientales, específicamente los relacionados de acuerdo

al cálculo del caudal de diseño de las aguas residuales, se deberá diseñar el Sistema de

Tratamiento, donde se incluya las memorias de cálculo, procedimientos y especificaciones de la

tecnología seleccionada para tratar el agua residual industrial. En este punto, se debe proponer la

alternativa más viable para dar cumplimiento a las normas de vertimiento contempladas en los

Decretos 1594 de 1984 y 3930 de 2010. Dicha propuesta deberá ser soportada mediante estudios

de suelos, percolación y capacidad de carga en el área.

El presente trabajo plantea algunos conceptos para que la industria de las curtiembres puedan

controlar, minimizar y en algunos casos eliminar sus impactos ambientales, específicamente los

que representan una mayor importancia como es el caso de los asociados al agua para poder

relacionarlos con el contexto industrial del departamento de Nariño.

Objetivos General

Reconocer el tratamiento de agua residual que se da en el sector industrial de las curtiembres a

partir de la revisión bibliográfica, para contextualizarla en el departamento de Nariño.

Objetivos específicos

1. Establecer mediante la revisión bibliográfica los principales métodos del tratamiento de

agua residual proveniente del sector industrial de las curtiembres.

2. Identificar el de tratamiento de agua residual que se abordan en la industria de las

curtiembres en Colombia.

3. Determinar los mecanismos más relevantes en cuanto a aplicación de los tratamientos de

agua residual proveniente de la industria de las curtiembres que se pueden aplicar en

Nariño.

Marco Teórico y Discusión

Curtido

El proceso para la obtención de piel acabada a partir de la piel bruta o el cuero fresco puede

dividirse en múltiples etapas, que a su vez pueden englobarse en cuatro fases: ribera, curtición,

post-curtición y acabados. En la figura siguiente se representan las etapas y procesos principales

que se llevan a cabo en la industria del cuero, identificando a demás contaminantes del agua,

contaminantes del aire y desechos.

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Características de las Aguas Residuales

Los indicadores que miden el grado de contaminación que presenta el agua residual son la

demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y la demanda química de oxígeno (DQO), que miden

respectivamente la cantidad de oxígeno disuelto consumido bajo condiciones específicas para la

oxidación bioquímica o química de toda la materia orgánica e inorgánica presente en el agua.

También se puede medir la contaminación con los valores de sólidos en suspensión, nitrógeno,

fósforo o metales pesados.

Estándares para Descarga de Efluentes

Estándares Recomendados del Banco Mundial

Descargas Ideales por Unidad de Producción

Fuente: UNEP, 1991, and Indian Standards Institution, 1977.

Emisiones de componentes orgánicos volátiles (VOC) del proceso de acabado son menores a 4

(apuntando hacia 2) kg/t (utilizando técnicas como pinturas basándose en agua y baños de

cilindro).

Efluentes Líquidos

Son los efluentes generados en las diferentes etapas de los procesos (lavado de las pieles,

limpiezas de quipos y áreas de producción) son evacuados a través de canales, sumideros y cajas

de registro al sistema de tratamiento de aguas residuales industriales para ser tratados antes de su

descarga al sistema de alcantarillado o cuerpo hídrico receptor.

Para los procesos de curtido y acabados de cuero, los niveles de efluentes deberían ser los

siguientes:

Efluentes de los Procesos de Curtido y Acabado de Cuero

Parámetro Valor Máximo(kg por t de materia prima)

DBO5 40

DQO 140

Nitrógeno 7

Cromo 6 (apuntar hacia 1.5)

Sulfito 1

Desechos sólidos 500

Ratio de descarga de efluente 30,000 (apuntar hacia 15,000)

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Parámetro Parámetro Valor Máximo

miligramos por litro (mg/L)

PH 6 – 9

DBO5 50

DQO 250

Sólidos Totales en Suspensión 50

Aceites y Grasas 10

Sulfitos 1.0

Cromo(hexavalente) 0.1

Cromo (total) 0.5

Nitrógeno 10

Fosforo (total) 2

Coliformes 400 número más probable/100

ml

Nota: Requerimiento para efluentes es para descargas directas a aguas superficiales.

Desechos Sólidos

Los desechos sólidos y los lodos deben ser colocados en un relleno sanitario adecuado.

Efluentes Típicos para Curtiembres

Tabla 1.0 Efluentes Compuestos

Estos números están por sobre los valores ideales de los datos del Banco Mundial, y representan

los valores de las descargas como están y sin ningún esfuerzo por parte de los operadores. Las

siguientes seis Tablas son del libro “Fundamentos para el control de la contaminación en la

Industria del Cuero” (“Fundamentals of Pollution Control for the Leather Industry”) escrito por el

Dr. Thomas Thorstensen.

Parámetro Parámetro Kg por 1,000 Kg Pieles

STS 80-100

DBO5 50-70

DQO 150-200

Aceites y Grasas 10-20

Sulfitos 2-3

Cr 2-4

Amonio 2-4

TKN 10-20

PH 10-12

Flujo Total 30-100 Litros/Kg

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Tabla 2.0 Efluentes de Remojo

Parámetro Mg/L Kg

Sólidos Totales 40,000-50,000 200-250

Sólidos Totales en suspensión 50,000-10,000 25-50

Sólidos totales disueltos 30,000-40, 000 50-200

DBO5 1,200-2,000 6-10

DQO 3,000-5,000 15-20

Aceites y Grasas 200-400 1-2

Acidez 1,000-5,000 5-7.5

Cromo Ninguno Ninguno

Sulfito Ninguno Ninguno

PH 7.5-9.0 -

Volumen Total Estimado 3 – 7 m3 / 1,000 Kg

Tabla 3.0 Efluente del Pelambre/Encalado (Beamhouse)

Parámetro Mg/L Kg

Sólidos Totales 30,000-50,000 30,000-50,000

Sólidos Totales en suspensión 60,000-20,000 60-200

Sólidos totales disueltos 24,000-30,000 240-300

DBO5 5,000-10,000 50-100

DQO 10,000-25,000 100-250

Aceites y Grasas 400-500 4-5

Acidez 12,000-20,000 120-200

Cromo Ninguno Ninguno

Sulfito 300-500 3-5

PH 10.0-13.0 -

Amonio 500-1000 5-10

Volumen Total Estimado 7 – 15 m3 / 1,000 Kg

Tabla 4.0 Efluente del Curtido al Cromo

Parámetro Mg/L Kg

Sólidos Totales 30,000-60,000 150-300

Sólidos Totales en suspensión 1,000-2,500 5-12.5

Sólidos totales disueltos 9,000-57,500 145-287

DBO5 400-800 2-4

DQO 1,000-2,000 5-10

Aceites y Grasas 600-1200 3-6

Acidez 2,000-5,000 10-25

Cromo 2,000-5,000 10-25

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Sulfito Ninguno Ninguno

PH 2.5-4.5 -

Volumen Total Estimado 3 – 7 m3 / 1,000 Kg

Tabla 5.0 Efluente de Recurtido, Teñido y Engrase

Parámetro Mg/L Kg

Sólidos Totales 4,000-10,000 100-250

Sólidos Totales en suspensión 600-1,000 15-25

Sólidos totales disueltos 3,500-9,000 85-225

DBO5 1,000-2,000 25-50

DQO 3,000-6,000 5-150

Aceites y Grasas 120-240 3-6

Acidez 1,000-2,000 25-75

Cromo 40-80 1-2

Sulfito Ninguno Ninguno

PH 3.5-6.0 -

Volumen Total Estimado 20 – 40 m3 / 1,000 Kg

Tabla 6.0 Efluente de Curtido Vegetal

Parámetro Mg/L Kg

Sólidos Totales 25,000-60,000 125-300

Sólidos Totales en suspensión 5,000-1,000 25-50

Sólidos totales disueltos 20,000-50,000 100-250

DBO5 6,000-18,000 30-90

DQO 15,000-40,000 75-200

Aceites y Grasas 200-400 1-2

Acidez 2,000-4,000 10-20

Cromo Ninguno Ninguno

Sulfito Ninguno Ninguno

PH 3.5-5.0 -

Volumen Total estimado 3 – 6 m3 / 1,000 Kg

Thortensen, 1994, señala, luego de múltiples análisis, que la carga contaminante asociada a la

producción de una tonelada de cueros frescos se muestra en la Tabla Nº 2.

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Procesos de Tratamiento de Aguas Residuales (Rigola, 2001):

Tamizado: los tamices auto-limpiantes están construidos con mallas dispuestas en una inclinación

particular que deja atravesar el agua y obliga a deslizarse a la materia sólida retenida hasta caer

fuera de la malla por sí sola. La gran ventaja de este equipo es que es barato, no tiene partes

móviles y el mantenimiento es mínimo, pero necesita un desnivel importante entre el punto de

alimentación del agua y el de salida.

Rejas: se utilizan para separar objetos de tamaño más importante que el de simples partículas que

son arrastrados por la corriente de agua. Se utilizan solamente en desbastes previos. El objetivo es

proteger los equipos mecánicos e instalaciones posteriores que podrían ser dañados u obstruidos

con perjuicio de los procesos que tuviesen lugar. Se construyen con barras metálicas de 6 o más

mm de espesor, dispuestas paralelamente y espaciadas de 10 a 100 mm. Se limpian mediante

rastrillos que pueden ser manejados manualmente o accionados automáticamente.

Para pequeñas alturas de la corriente de agua se emplean rejas curvas y para alturas mayores

rejas longitudinales dispuestas casi verticalmente.

Micro-filtración: los micro-filtros trabajan a baja carga, con muy poco desnivel, y están basados en

una pantalla giratoria de acero o material plástico a través de la cual circula el agua. Las partículas

sólidas quedan retenidas en la superficie interior del micro-filtro que dispone de un sistema de

lavado continuo para mantener las mallas limpias. Se han utilizado eficazmente para separar algas

de aguas superficiales y como tratamiento terciario en la depuración de aguas residuales. Según la

aplicación se selecciona el tamaño de malla indicado. Con mallas de acero pueden tener luces del

orden de 30 micras y con mallas de poliéster se consiguen buenos rendimientos con tamaños de

hasta 6 micras.

Tratamientos primarios (Metcalf, 2003):

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.

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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 (Metcalf, 2003):

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 (Rigola, 2001):

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 como tratamiento terciario y con el fin de remover fósforo, color, turbiedad

y otros compuestos orgánicos.

Tratamiento secundario (Rigola, 2001):

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

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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 (Metcalf, 2003):

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 bacterial para permitir

una oxidación rápida de la materia orgánica.

Biodisco (Metcalf, 2003): 48

Es tan eficaz como los lodos activados, requiere un espacio mucho menor, es fácil de operar y

tiene un consumo energético inferior. Está formado por una estructura plástica de diseño especial,

dispuesto alrededor de un eje horizontal. Según la aplicación puede estar sumergido de un 40 a un

90% en el agua a tratar, sobre el material plástico se desarrolla una película de microorganismos,

cuyo espesor se autorregula por el rozamiento con el agua, en la parte menos sumergida, el

contacto periódico con el aire exterior es suficiente para aportar el oxígeno necesario para la

actividad celular.

Lagunaje (Metcalf, 2003): El tratamiento se puede realizar en grandes lagunas con largos tiempos

de retención (1 a 3 semanas) que les hace prácticamente insensibles a las variaciones de carga,

pero que requieren terrenos muy extensos. La agitación debe ser suficiente para mantener los

lodos en suspensión excepto en la zona más inmediata a la salida del efluente.

Relleno biológico (Metcalf, 2003): Está formado por un reactor, en el cual se ha situado un

material de relleno sobre el cual crece una película de microorganismos aeróbicos con aspecto de

limos. La altura del filtro puede alcanzar hasta 12m. El agua residual se descarga en la parte

superior mediante un distribuidor rotativo cuando se trata de un tanque circular. A medida que el

líquido desciende a través del relleno entra en contacto con la corriente de aire ascendente y los

microorganismos. La materia orgánica se descompone lo mismo que con los lodos activados,

dando más material y CO2.

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Tratamiento terciario (Metcalf, 2003): 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.

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 (Metcalf, 2003).

Métodos de Tratamientos de Agua Residual en las Curtiembres

A continuación se menciona algunas investigaciones que aportar a reconocer maneras en las que

se puede tratar el agua residual de la industria de las curtiembres.

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en su Manual de BPA, plantea diversas

alternativas de tecnologías limpias aplicables a cada una de las etapas de los procesos en la

producción de cuero, incluyendo la precipitación y recuperación del cromo de las aguas residuales

del proceso del curtido con agentes alcalinos, dando una descripción breve y general del proceso,

considerando necesario el calentamiento del precipitado de cromo básico obtenido para la

regeneración de la sal de cromo para curtir.

Cano et. al., 2002 evaluaron la capacidad de la biomasa de desecho agroindustrial de sorgo para

retener cromo de agua con concentraciones de 5 a 30 ppm y posteriormente se recupera el cromo

por lixiviado de la biomasa con ácido clorhídrico. Encontraron que por esta metodología es posible

descontaminar aguas con las concentraciones de cromo mencionadas, hasta niveles de 0,5 mg/L.

Yagüe (2001) evalúa la oxidación de los colorantes del agua residual del proceso de teñido de

cuero en bombo, comparando la efectividad de los oxidantes hipoclorito de sodio al 5 % p/v

alcanzando una reducción máxima del color del 70 %; con peróxido de hidrógeno del 69 %; con

mezcla de hierro(II) y peróxido de hidrógeno de 71 %; con ozono de 70,8 %; de 89 % para mezcla

de ozono y peróxido de hidrógeno; de 66,2 % con radiación UV; 93,8 % con UV y peróxido de

hidrógeno.

En Santa Cruz, Bolivia, se ha implementado un sistema de tratamiento por medio de lagunas de

oxidación para tratar parcialmente las aguas residuales de diversos tipos de industrias, incluyendo

las curtiembres ubicadas en un parque industrial; las aguas residuales son previamente tratadas

en cada curtiembre para retirar sólidos en suspensión y grasas, sin embargo la oxidación posterior

es insuficiente para producir agua residual con parámetros de calidad exigidos por la normatividad

ambiental (Germillac, 2007).

En Europa es mayor el control ambiental, lo que no implica que sea suficiente para evitar la

contaminación ambiental que también allí produce el sector de las curtiembres. Sin embargo

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generalmente sus tratamientos utilizan cal para precipitar el cromo de las aguas residuales, sin

reutilizarlo generando lodos, lo que implica que las tecnologías implementadas en general no son

más avanzadas, pero se ejerce mayor control ambiental por las entidades reguladoras

(Schleenstein, 2002). Los mayores índices de contaminación industrial por vertimientos en Europa,

lo presenta el sector de las curtiembres (Bosnic, 2000).

Estado General del Sector Curtiembre en Colombia (CPML et. al., 2004):

Se tienen datos de industrias de curtiembres establecidas en los departamentos de Nariño,

Quindío, Risaralda, Cundinamarca, Antioquia, Atlántico, Valle del Cauca, Tolima, Bolívar Santander

y Huila. En la siguiente tabla se muestra información sobre número de curtiembres, tamaño y

producción por región.

Número y tamaño de las curtiembres registradas en Colombia

Ubicación Número de

curtiembres

Producción promedio

(Pieles/mes)

Producción máxima

(Pieles/mes)

Bogotá (San Benito y

San Carlos)

350 33.000 140.000

Cundinamarca

(Villapinzón,

Chocontá y Cogua)

190 70.000 120.000

Antioquia (Medellín,

Guarne y Sonsón)

7 62.000 74.000

Valle del Cauca 22 41.000 92.000

Atlántico 2 21.000 Sin información

Nariño 64 19.000 38.000

Quindío 27 12.000 50.000

Bolívar 1 10.000 Sin información

Risaralda 1 9.000 12.000

Santander 4 Sin información Sin información

Huila 1 Sin información Sin información

Tolima 8 Sin información Sin información

Total 677 277.000 Sin información

Fuente: CPML et. al., (2004).

Parámetros del Agua Residual de las Curtiembres en Colombia

Se han tomado en cuenta para este indicador varios parámetros de las aguas residuales en las curtiembres. La caracterización de las aguas residuales de la curtiembre debe ser sistemática; se deben definir las variaciones en la cantidad y calidad del agua residual con respecto al tiempo. A continuación se describirán los procedimientos de medida de algunos parámetros de las aguas

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residuales3

. Por fines de comparación se han definido en unidades de medida de concentración (mg/l) y cargas (kg/1000 kg piel inicial procesada).

Sólidos suspendidos (SS) Unidad: Concentración de sólidos suspendidos “totales” (SS) en mg/l

Medición y cálculo: Seque el papel filtro en horno a 102ºC hasta que tenga un peso constante (PF). Mida un volumen de muestra (Vm) usando una pipeta de punta ancha. Filtre la muestra a través del papel de filtro. Lave los sólidos retenidos con agua destilada. Remueva el papel filtro con cuidado y séquelo en un horno a 102ºC hasta peso constante (PS). Calcule: [SS] mg/L = (PF – PS) / Vm Fuente de información / instrumentos necesarios: Filtro GF/C papel fibra de vidrio Whatman de 7cm de diámetro y poro de 1,2μm. Pipeta de punta ancha (10mL). Embudo de filtración Buchner. Bomba de vacío. Balanza analítica.

Unidad: Carga de sólidos suspendidos “totales” (CSS) en

kg/1000 kg de piel inicial procesada. Medición y cálculo: Debe tener en cuenta el caudal de flujo del agua a la que tome la muestra (Qp) (p.e. agua del baño del bombo, aguas residuales colectivas o del tanque de homogenización), y el tiempo de trabajo mensual en que realiza descargas o tiempo de producción (tp), determínelo

multiplicando las horas/día x días/mes de trabajo. Es mejor si cuenta con el caudal promedio, tomando la medida a varias horas del día, principalmente en las horas de descarga del lote de proceso. Utilice la siguiente formula empleando la cantidad de piel procesada en el respectivo mes (Pm):

CSS = {[SS] (mg/L) x Qp (L/s) x tp (h/mes) x

3,6} / Pm (Kg)

Fuente de información / instrumentos necesarios: Para el

caudal utilice instrumentos como vertederos descritos la guía

del indicador “consumo de agua por piel inicial”, numeral d. Bascula elementos para determinar concentración.

Interpretación: El material suspendido en las aguas residuales es definido como el material

insoluble que tiene la característica de ser rápidamente sedimentado y que contiene sólidos

semicoloidales, que aunque no se sedimentan pueden ser filtrados. Estos sólidos están

compuestos por partículas de cuero, residuos químicos generados y residuos de proteína

provenientes principalmente de las operaciones de ribera. Uno de los grandes problemas en el

tratamiento de aguas residuales son los grandes volúmenes de lodo que se forman por la

sedimentación de estos sólidos. En la normatividad ambiental Colombiana se registran

concentraciones permisibles de sólidos suspendidos totales de 800mg/l, y el método de

determinación de filtración crisol Gooch (Decreto 1594 de 1984).

Demanda biológica de oxígeno - DBO5

Unidad: Concentración de la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) en mg/L

Medición y cálculo: Tome una muestra del agua residual y determine el oxígeno disuelto en mg/L (D1) a una fracción decimal de volumen Vm. Tape la muestra y llévela a una incubadora por un periodo de 5 días a 20ºC. Los microorganismos presentas en la muestra oxidan la materia orgánica. Mida el oxígeno disuelto al final (D2) a la fracción Vm y calcule: [DBO5] mg/L = (D1 – D2)/Vm

Fuente de información / instrumentos necesarios: Electrodo para medición de oxígeno disuelto. Incubadora. Pipetas, frascos cerrados para incubación.

Unidad: Carga de la Demanda Biológica de Oxígeno

(CBOD5) en kg/1000 kg piel inicial procesada.

Medición y cálculo:

Debe tener en cuenta el caudal de flujo del agua a la que tome la muestra (Qp) (p.e. agua del baño del bombo, aguas residuales colectivas o del tanque de homogenización), y el tiempo de trabajo mensual en que realiza descargas o tiempo de producción (tp),

determínelo multiplicando las horas/día x días/mes de trabajo. Es mejor si cuenta con el caudal promedio, tomando la medida a varias horas del día, principalmente en las horas de descarga del lote de proceso. Utilice la siguiente formula empleando la cantidad de piel procesada en el respectivo mes (Pm): CBOD5 = {[DBO5] (mg/L) x Qp (L/s) x tp(h/mes) x 3,6} /

Pm (Kg)

Fuente de información / instrumentos necesarios: Para el

caudal utilice instrumentos como vertederos descritos la

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guía del indicador “consumo de agua por piel inicial”, numeral d. Bascula.

Elementos para determinar concentración.

Interpretación: Este parámetro muestra el crecimiento o decrecimiento de la materia orgánica a través del tiempo y la variación que tiene entre varias curtiembres, debido a uso racional de materias primas, control de vertimientos y sistemas de la disminución de desechos orgánicos en las aguas residuales. Este método tiene algunas debilidades, como la variación de cultivos bacterianos en las muestras y el requerimiento de tiempos más largos para degradar algunos componentes del agua residual como químicos, agentes recurtientes, algunas grasas, tinturas y proteínas del pelo. En la normatividad ambiental Colombiana se registran concentraciones permisibles de la demanda biológica de oxigeno de 1000mg/L, y el método de determinación por incubación (Decreto 1594 de 1984). Demanda Química de Oxígeno - DQO

Unidad: Concentración de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) en mg/L

Medición y cálculo:

La siguiente metodología hace referencia a test de DQO de las casas químicas. Tome 2mL de la muestra en un vial de DQO, en otro vial tome 2mL de agua destilada como blanco, adicione el agente oxidante. Ponga los dos viales en un digestor y opere por 2 horas a 50ºC. Después de un periodo breve de enfriamiento haga medición en el espectrofotómetro a una longitud de onda apropiada. Lea en la gráfica de referencia del test, la concentración DQO y reste la del blanco.

Fuente de información / instrumentos

necesarios: Espectrofotómetro.

Viales para digestión de DQO.

Digestor. Pipetas.

Unidad: Carga de la Demanda Química de Oxígeno CDQO) en kg/1000 kg piel inicial procesada.

Medición y cálculo:

Debe tener en cuenta el caudal de flujo del agua a la que tome la muestra (Qp) (p.e. agua del baño del bombo, aguas residuales colectivas o del tanque de homogenización), y el tiempo de trabajo mensual en que realiza descargas o tiempo de producción (tp), determínelo multiplicando las horas/día x

días/mes de trabajo. Es mejor si cuenta con el caudal promedio, tomando la medida a varias horas del día, principalmente en las horas de descarga del lote de proceso. Utilice la siguiente formula empleando la cantidad de piel procesada en el respectivo mes (Pm): CDQO = {[DQO] (mg/L) x Qp (L/s) x

tp(h/mesx3,6}/Pm(Kg)

Fuente de información / instrumentos necesarios: Para el caudal utilice instrumentos como vertederos descritos la guía del indicador “consumo de agua por piel inicial”, numeral d. Bascula.

Elementos para determinar concentración.

Interpretación: Este parámetro determina el oxígeno requerido para oxidar una muestra del efluente en su totalidad, nos brinda información acerca de hasta qué punto pueden ser tratadas las aguas residuales de la curtiembre. Incluye la oxidación rápida de materiales que normalmente serian digeridos en la DBO, como también algunos químicos que permanecen intactos bajo las condiciones de degradación. Los resultados siempre son más altos que los obtenidos con la DBO y las variaciones dependen de la biodegradabilidad de los componentes de la muestra. En la normatividad ambiental Colombiana se registran concentraciones permisibles de la demanda química de oxigeno de 2000mg/L, y el método de determinación por reflujo con dicromato (Decreto 1594 de 1984). Cromo (Cr)

Unidad: Concentración de Cromo (Cr) en mg/l.

Medición y cálculo: La determinación de la concentración se realiza igual al procedimiento descrito para el indicador de “absorción de cromo en el cuero”, pero en vez de tomar una muestra de 2g de cuero, tome 5 mL del baño de curtición (Vm). La concentración está dada por (para una

Unidad: Carga de cloruros (CCl-) en kg/1000 kg piel inicial

procesada

Medición y cálculo:

Debe tener en cuenta el caudal de flujo del agua a la que tome la muestra (Qp) (p.e. agua del baño del bombo,

Page 16: Hidalgo  julieta aporte individual

muestra de 5mL): [Cr2O3] (mg/L) = Vt x 506.6

Fuente de información / instrumentos necesarios:

Ácido sulfúrico concentrado (98%)

Ácido Perclórico

Ácido Nítrico

Yoduro de potasio 10% Solución de almidón al 2%.

Ácido ortofosfórico concentrado, Tiosulfato de sodio 0.1N, Erlenmeyer de 500mL, Bureta de 50mL, Pipetas graduadas de 10mL, Probeta de 25mL, Embudo de vidrio Vidrio de reloj,

Perlas de ebullición Balanza analítica, Estufa o manta de calentamiento.

aguas residuales colectivas o del tanque de homogenización), y el tiempo de trabajo mensual en que realiza descargas o tiempo de producción (tp),

determínelo multiplicando las horas/día x días/mes de trabajo. Es mejor si cuenta con el caudal promedio, tomando la medida a varias horas del día, principalmente en las horas de descarga del lote de proceso. Utilice la siguiente formula empleando la cantidad de piel procesada en el respectivo mes (Pm): CCl- = {[Cl-] (mg/L) x Qp (L/s) x tp (h/mes) x 3,6} / Pm (Kg)

Fuente de información / instrumentos necesarios: Para el

caudal utilice instrumentos como vertederos descritos la

guía del indicador “consumo de agua por piel inicial”

numeral d. Bascula. Elementos para determinar la

concentración.

Interpretación: El cromo es descargado con los baños de curtición y recurtido en forma soluble, pero cuando se mezclan con aguas de desecho de otros procesos (especialmente si existen proteínas en el efluente), se da lugar a una reacción rápida que forma precipitados cromo-proteína, que aumentan la generación de lodos. Los materiales que se forman son altamente resistentes al rompimiento biológico de las bacterias, obstruyendo los procesos de tratamiento. Algunos hidróxidos de cromo que precipitan persisten en el ambiente e interrumpe las cadenas alimenticias de los peces y posiblemente inhiben la fotosíntesis. En la normatividad ambiental Colombiana se registran concentraciones permisibles de cromo total de 1mg/L, y los métodos de absorción atómica o colorimétrico (Decreto 1594 de 1984).

Características del sector Curtiembre en Nariño:

En Nariño la industria curtiembre se caracteriza por producción artesanal y escasa tecnificación.

Las curtiembres de los municipios de Pasto y Belén firmaron el Convenio Regional de

Competitividad Exportadora de la Cadena del Cuero, productos de cuero y calzado con el gobierno

nacional, entidades financieras, instituciones y gremio, para el fortalecimiento del sector y

búsqueda de nuevos mercados. A pesar de que en estos municipios se han desarrollado trabajos

de sensibilización y capacitación en tecnologías más limpias, la mayoría de curtiembres vierten sus

aguas residuales sin tratamiento directamente a la quebrada Mocondino y al río Pasto. Algunas

curtiembres han instalado trampas de grasas, rejillas, canales y desarenadores. La carga

contaminante de DBO aportada diariamente es de 9.000 Kg y los sólidos totales de 32.000 Kg. La

concentración de cromo en los cuerpos de agua receptores de los vertimientos superan los 50

mg/L afectando la fauna acuática. Se han detectado que las principales causas de morbilidad

asociada a las curtiembres son: infección respiratoria aguda, parasitismo intestinal, enfermedad

diarreica aguda, afectación hepática y a los riñones, enfermedad ácido péptica y enfermedades

dermatológicas (CPML et. al., 2004).

Metas de Descontaminación de 2017 a 2021 años de la Quebrada Mocondino Durante el transcurso entre los años de 2017 a 2021 el sector industrial donde se incluyen todos

los establecimientos dedicados al procesamiento de pieles deberán optar por la medida de

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reubicación hacia la zona donde se construirá el parque industrial del cuero, dicho parque contara

con un sistema de tratamiento el cual garantizará una remoción del 80% en carga contaminante.

Otro de los aspectos a tener en cuenta para el cumplimiento de esta meta es el colector unificado

el cual garantizara en primera instancia la recuperación de toda la zona del casco urbano en

cuanto a vertimientos domésticos como industriales, y en segunda instancia dicho colector

implementara un sistema de tratamiento el cual removerá el 50% en carga contaminante, antes

de la descarga hacia la corriente principal.

Metas de Descontaminación de Rio Pasto El escenario con cumplimento de metas en el área sub-urbana y rural es responsabilidad de la

Administración Municipal el costo de la tasa disminuye a corto plazo, ya que se proyecta la

construcción de STAR sobre estas zonas entre los años 2012 a 2014 con remociones iniciales del

40% en carga contaminante, para los años siguientes esta eficiencia se incrementa hasta llegar al

80% en remoción por lo que la tasa en pesos disminuye aún más. Posteriormente se calcula el

costo de la tasa para el área urbana de responsabilidad de EMPOPASTO S.A E.S.P, donde la

reducción se presenta en el año 2021, en el cual se implementará la PTAR cuyo porcentaje inicial

será del 40% inicial de remoción en DBO y SST.

Conclusiones

Luego del análisis realizado en la diferente literatura en cuanto al proceso productivo de la

industria de las curtiembres, se puede concluir que esta actividad representa graves impactos

ambientales para los cursos de agua receptores de los efluentes líquidos, en los casos en los cuales

no existe sistema de tratamiento o esté es realizado de forma incompleta o incorrecta,

características que se destacan principalmente de esta industria de Nariño.

A partir de las investigaciones de los métodos de tratamientos de agua residual de las curtiembres

se concluye que se pueden dar mejoras en el control y eficiencia en el proceso de curtido,

estandarizando, ensayando las dosis de producto químicos curtientes (Sales de cromo) para las

cuales exista un mejor nivel de agotamiento, es decir, que las cantidades de cromo residual sean

las mínimas en las aguas residuales vertidas luego de los baños de curtición.

El cromo se puede recuperar, regenerar y reutilizar en el mismo proceso de curtido, después de

haber pasado previamente por estos mismos procesos de reutilización; o sea que puede re-

reutilizarse repetidas veces, obteniéndose cuero de calidad requerida.

El filtro de malla 100 (código Mash) en acero inoxidable reduce significativamente el contenido de

sólidos en suspensión del agua residual del proceso de curtido, en un 97%, siendo más adecuado

que un filtro de grava y arena sílice ya que este último se obstruye en poco tiempo porque los

lodos depositados forman una capa fibrosa difícil de retirar por retrolavado. En el filtro de malla es

más fácil hacer mantenimiento periódico y desde el punto de vista ambiental en más

Page 18: Hidalgo  julieta aporte individual

recomendable porque no genera residuos sólidos, que causan un impacto negativo importante en

los filtros de grava y arena.

El agua residual, después de precipitar el cromo, puede ser reutilizada después de un tratamiento

convencional con policloruro de aluminio como floculante y con hipoclorito de sodio que oxida

materia orgánica y elimina microorganismos, reduciendo significativamente el elevado consumo

de agua en las curtiembres. El policloruro de aluminio presenta resultados de floculación en corto

tiempo y con elevada eficiencia, en dosificación de 30 ppm.

Es necesario continuar trabajando en la minimización de contaminación de cuerpos de agua por

vertimientos industriales, con la implementación de tecnologías limpias accesibles a pequeñas y

medianas industrias, en un marco de sostenibilidad. En el caso específico de las curtiembres de

Nariño es importante se logre el cumplimiento de las metas descontaminación planteadas en los

POCAS de la quebrada Mocondino y Rio Pasto, desde los procesos del curtido que producen

elevadas cargas contaminantes en sus aguas residuales.

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CORPONARIÑO. Nariño. Colombia.

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