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Curtiembres - objetivos, marcoteÓrico, etapa operaciones descripciÓn



1. INTRODUCCIÓN.
Este trabajo es realizado como un estudio del proceso de curtiembres, analizando los factores ambientales y así poder contribuir en el desempeño ambiental, la productividad y la competitividad, así como el fortalecimiento de la producción más limpia y las tecnologías ambientales para la disminución del impacto que este proceso trae frente al medio ambiente.
Este trabajo presenta como primera parte la definición del proceso, su diagrama y cadena de abastecimiento, con lo cual se orienta un curso para el entendimiento del proceso y sus impactos en el medio ambiente, identificando la generación de residuos en cada eslabón de la cadena de producción y así poder implantar alguna estrategia para poder reducir o eliminar los mismos.
Por último este trabajo muestra un estudio de aspectos de impactos con se debido plan de manejo ambiental, arrojando unas conclusiones del proceso y unas recomendaciones



2. OBJETIVOS
General
El objetivo del trabajo es conocer sobre el 'recibo de pieles crudas' y su inserción en el proceso de industrialización en una 'curtiembre', divulgando y promoviendo los procesos de mejora de la materia prima, los métodos y procedimientos adecuados para conservar el medio ambiente durante y después del proceso de curtiembres.
Específicos.
• Identificar los principales impactos ambientales que existen en el proceso de las curtiembres.
• Realizar un estudio de aspecto de impactos en el proceso de las curtiembres.
• Hacer un plan de mejora para el proceso anteriormente mencionado.

3. MARCOTEÓRICO.
El objetivo fundamental del proceso del proceso de curtido de pieles consiste en la uniformización de las fibras proteicas, mediante la formación de complejos tipo quelatos por la acción de sustancias conocidas como curtientes. Dichas acción previene la descomposición y facilita su uso en la fabricación de diversos artículos.
Antes que todo es indispensable observar la cadena productiva del proceso de curtido. La cadena productiva del cuero se inicia en la actividad agropecuaria, continua en el proceso de faenado, donde se obtiene las piles que pasan a las curtiembres, actividad central de la cadena productiva de cuero, la cual para tener un producto de calidad depende de las anteriores actividades (Ganaderia y Faenado), continua con la manufactura de calzado, vestimenta, artesanía y marroquinería y termina con la comercialización.


Figura1. Cadena productiva del proceso de curtido

Fuente. Autor. 2009

El proceso de curtido de pieles se puede dividir en 4 etapa principales, la cuales son:
ETAPA OPERACIONES DESCRIPCIÓN
Preparación • Conservación de la piel
• Transporte
• Recepción
• Acondicionamiento En la curtiembre se emplean pieles saladas o secas, se hace necesario eliminar los agentes de preservación empleados en el transporte, así como humectar la piel para los posteriores procesos.
Pelambre • Pelambre
• Encalado
• Dividido
• Descamado
• Desencalado En esta etapa se eliminan los elementos no útiles, como pelos, carne y grasas, con el empleo de sustancias alcalinas y acción mecánica. En los procesos finales sehace necesario eliminar los diferentes productos empleados en el procesamiento de las piles, por tratamiento acido.
Curtición • Piquelado
• Curtido
• Recurtido En esta etapa se produce la modificación de la estructura química de la piel, mediante la reacción con sustancias curtientes metálicas o vegetales. En las etapas finales se busca mejorar las propiedades físicas de la piel mediante tratamiento con agentes sintéticos (Recurtientes) que aumentan la flexibilidad y mejora su tacto.
Acabado • Teñido
• Engrase
• Secado
• Acondicionado
• Acabado La piel curtida se trata con diferentes sustancias que mejora sus propiedades de impermeabilidad, flexibilidad, suavidad, a la vez que se da color definitivo y el aspecto deseado, dependiendo de la aplicación final a que se destinara el cuero.

Descripción del proceso de curtido.
Pre-tratamiento y almacenado: El procesamiento del cuero puede empezar poco después de sacrificio del animal, pero en muchos casos se almacenan las pieles por tiempos prolongados. Cuando ellas son almacenadas, deben recibir un tratamiento para impedir el desarrollo de microorganismos con la consecuente putrefacción de las mismas.
• Pieles saladas: La preservación se realiza inicialmente por inmersión en salmuera. Las pieles se apilan, intercalándolas con una capa de sal. En estas condiciones se pueden guardar por meses previos al proceso de curtición, ya que saladas presentan una fuerte resistencia a los micro-organismos. Por otro lado, salar le permite a la empresa tener un stock que no es afectado porproblemas de escasez o por ciclo de estación.

• Piles Verdes: Cuando el tiempo entre el sacrificio del animal y el procesa miento de la piel es corto, la curtición se puede iniciar sin ningún pre-tratamiento. En este caso, las pieles se denominan “pieles verdes”.
Ribera: El objetivo de la ribera es limpiar y preparar la piel para facilitar la etapa de curtido. Las operaciones comunes a la mayoría de las pieles, independientemente del proceso de curtido posterior o al tipo de producto son: Remojo, encalado y pelambre, descarnado y dividido (cuando se producen vaquetas).
La mayor cantidad de los efluentes líquidos generados en curtiembres proviene de los procesos de ribera (remojo, pelambre, descarne y división). El resto proviene del curtido, lavado final y de la limpieza de la planta. En la ribera los efluentes líquidos presentan altos valores de pH, considerable contenido de cal y sulfatos libres, así como sulfuros y una elevada DBO debido a la presencia de materia orgánica y grasas animales provenientes de los sólidos suspendidos generados durante este proceso.
• Remojo: el objetivo de esta operación es re hidratar los cueros. Los cueros verdes se lavan simplemente para quitar la sangre y materiales orgánicos adheridos al pelo. Los cueros salados son remojados con varios baños de agua enriquecidos con humectantes, bactericidas, detergentes y desinfectantes. La operación de remojo se lleva a cabo en tambores rotativos o en tanques donde se genera lo efluentes líquidos que contienen sal, sangre, tierra, heces, sebo y grasas queaumentan la DBO. La operación dura de seria a veinticuatro horas, los efluentes se desechan de manera intermitente.


• Pelambre: Después del remojo, las pieles pasan al proceso de pelambre. Esta operación se realiza para hinchar la epidermis, retirar el pelo del cuero, saponificar las grasas naturales y entumecer las fibras para facilitar el efecto del curtido. Se utiliza un baño con agitación periódica en una solución que contiene sulfuro de sodio y cal hidratada, durante un periodo que varía entre 17 a 20 horas. Puede reducirse el tiempo de encalado aumentando la concentración del sulfuro de sodio.

Las agua residuales de esta operación son las mas concentradas de todas la generadas en el proceso de la proceso de la fabricación del cuero y representan un 70% a 80% de toda la contaminación de la carga originada en los efluentes principalmente DQO, sólidos suspendidos y sulfuros. Presentan valores elevados de pH superiores a 11 y restos de seno, carnaza, pelo, sulfuros y proteínas solubles. Debido a estas altas concentraciones, las aguas residuales de pelambre pueden ser reutilizadas cuatro a cinco veces previo retiro de los sólidos mediante bombeo y un tanque de recepción en el cual se ajusta el sulfuro para el siguiente lote.

El sulfuro de sodio, en medio alcalino, no libera ácido sulfhídrico. Sin embargo, en presencia de pH bajo hay fuerte desprendimiento de ácido sulfhídrico con el olor característico y un gran poder de corrosión. Esta etapa del proceso, además de aportar el 70 6 de la carga orgánica al efluente, aporta latotalidad de los sulfuros residuales, el 45% de los residuos sólidos sin cromo, el 35% de nitrógeno total y representa un 50% del volumen del efluente. Si hay un lugar donde se debe de tratar de reducir la contaminación a su máxima expresión, es aquí.
• Descarne: La operación de descarne involucra la remoción de los tejidos adiposos, subcutáneos, musculares y el sebo adherido a la cara interna de la piel, para permitir una penetración más fácil de los productos curtientes.

Esta operación puede llevarse a cabo con máquinas o manualmente en curtiembres de pequeño tamaño, Algunas curtiembres realizan un pre-descarne con pelo antes del encalado, tratando de reducir el consumo de los químicos auxiliares (cal y sulfuro de sodio) y agua y recuperar las grasas naturales de las carnazas lo cual representa obtener todas las ventajas mencionadas en el descarnado en verde.

Los efluentes líquidos resultantes del descarne presentan concentraciones altas de sólidos en suspensión y pH acido y deberían de ser tamizados para incorporarse al efluente del pelambre. Los sebos y residuos resultantes son utilizados por los fabricantes de cola después de un lavado de la cal ya que son puro colágeno y grasas. Hay empresas que obtienen una ganancia marginal de la recuperación de las grasas de cuero la cual es utilizada para cosméticos finos y el colágeno lo procesan en alimentos balanceados para el ganado. Otros usan esta grasa recuperada para volverla a incluir en el cuero con los aceites en el engrase.
• Dividido: Esta operación consiste en dividir en doscapas la piel hinchada y depilada separando a la flor, que es la parte que está en contacto con la carne. Aquí, además de partir el cuero en dos capas, también se generan residuos, además de los recortes de la parte inferior o carnaza.
Si esto se da en la etapa del pelambre, el subproducto que son residuos y retazos pueden ser entregados a las fábricas de colas o gelatina. Si los cueros están curtidos y contienen sales de cormo, entonces se procesan con los residuos de la maquina rebajadora.

Curtido: Comprende de los pasos de desencalado, purga y Piquelado. Existen tres tipos de procesos de curtido
• Curtido Vegetal: Este tipo de curtición se usa para la producción de suelas. Las fuentes de tanino más empleadas son: El extracto de quebracho y corteza acacia negra y la minosa. Las pieles se curten en tambores rotativos durante 12 horas con una solución al 12% de tanino.
• Curtido Mineral: El curtido mineral se usa en la producción de cueros para la fabricación de calzados, guantes, ropa, bolsos, etc. La ventaja principal de este proceso es la reducción del tiempo de curtido a menos de un día, además de producir un cuero con mayor resistencia al calor y al desgaste. El curtido mineral utiliza sales de cromo, de magnesio y el aluminio también se usa para casos especiales, siendo los cromatos los más utilizados. El curtido se realiza en tambores.

Típicamente se usan sales de cromo trivalentes como oxido crómico con una concentración que varía de 1.5 a 8 % de Cr2O3. Debido al color azul verdoso de los cueros curtidos con salesde cromo, se le denominan “wet blue”. Solo se utiliza trivalente por que el empleo de sales de cromo hexavalente conduce a la generación de residuos sólidos de carácter peligroso.
• Curtido Sintético: en el curtido sintético se usan curtientes orgánicos sobre la base del formol, quinona y otros productos. Estos curtientes proporcionan un curtido más uniforme y aumentan la penetración de los taninos. Debido a sus costos elevados es de poco uso.
Acabado: En esta etapa se puede procesar el cuero curtido al vegetal o curtido al cromo. En el curtido vegetal se procesa el cuero para la fabricación de suela, de cuero para la talbartería, correas, monturas, usos industriales, y de cuero para repujados.
El acabado de suelas comprende: Prensado, engrase, secado, y estiramiento este último es un proceso opcional.
Las vaquetas acabadas con el curtido al cromo reciben otro tipo de cavado. Después del proceso de curtiso tienen que descansar en húmedo por algunas horas o hasta el día siguiente para fijar el cromo en el tejido del cuero. Después hay que quitar el exceso de agua con una maquina de escurrir y como puede haberse formado arrugas. Se les pasa por una maquina de estirar. Estas operaciones son llevadas a cabo por vía seca o húmeda, con el propósito de conferir al cuero el aspecto y las propiedades según su uso final.
• Prensado: Después del curtido, se realiza un prensado del cuero, para retirar la humedad, estirar las partes arrugadas y mantener un espesor uniforme del mismo.
• Rebajado: Los cueros se raspan y se rebana en las mismasmaquinas. Este procedimiento le da al cuero un espesor uniforme y lo deja a la medida deseada. En esta etapa se genera cerros de viruta del rebajado que contiene el cromo curtido. Esta viruta se utiliza para fabricar falsas o para recuperar el cromo. Si se hace esto, el cuero se queda son cromo se usa en alimento para ganado procesándolo con otros productos o se descompone y se usa como fertilizante.
• Neutralizado: los cueros se sumergen en tambores para realizar las operaciones arriba citadas. Estas operaciones se llevan a cabo de manera consecutiva, cambiando solamente la composición de los baños después de descartar el baño anterior. El baño de neutralización se realiza con agua, formiato de calcio, carbonato o bicarbonato de calcio.
• Recurtido: El curtido al tanino produce un cuero más fácil de ser prensado. Por esta razón, muchas veces, el cuero curtido al cromo, recibe un segundo curtimiento, el cual puede ser al cromo o al tanino vegetal o sintético. Cuando este segundo curtido es realizado, se llama curtido combinado, su práctica sirve para reducir cromo en el efluente.
• Blanqueado: La operación de blanqueo solo se realiza en algunos casos, utilizándose baño de bicarbonato de sodio y acido sulfúrico, seguido inmediatamente por un lavado con agua corriente tratando de quitar el acido libre cuya presencia produce manchas y vuelve quebradizo el cuero.
• Teñido: El teñido se realiza luego de la neutralización en baño que contiene agua, colorantes y acido fórmico. Este baño se desecha después de cada operación.

Losefluentes en esta etapa del proceso son mínimos en comparación al de pelambre y no justifica acción alguna de tratamiento. Los ácidos que contienen sirven para neutralizar el efluente general.

• Engrase: se realiza con el objeto de evitar el cuarteamiento de cuero, volviéndose suave, doblade, fuerte, flexible y resistentes. Este proceso consiste en la impregnación del cuero con grasas o aceites animales. Estas sustancias se depositan en las fibras del cuero donde son fijadas.

El engrase se lleva a cabo en los mismos tambores de las operaciones anteriores. Algunas curtiembres recuperan el sebo y las grasas naturales contenidos en las carnazas de las pieles. Estos materiales pueden aprovecharse en el proceso de engrasamiento luego de una sulfonación. La pierde verde contiene de 0.5 a 1.5 kilogramos de sebo.

• Secado: el secado se realiza luego del teñido. Los procesos usados para realizar esta operación son secados al vacio, secado en secotermicas, empastado, secado por templado en marcos.
• Lijado: Las vaquetas de calidad inferior deben lijarse para corregir los defectos eventuales, pasando previamente por un humedecimiento y suavizado. Pueden recibir acabado, como diseños en relieve; tales cavados son realizados en las maquinas de estampado y pintado, mediante la aplicación de tinta y barnices.

Aquí se genera polvo en cantidades, la habitación donde se encuentra esta máquina debe estar bien aislada, tener extractores y el personal deberá usar mascaras. El polvo se desecha quemándolo y aun no se ha encontrado una solución prácticapara su eliminación.

• Estiramiento: Los cueros pueden ser sometidos a una etapa de estiramiento para recuperar algo del tamaño perdida por su encogimiento durante los procesos en húmedo y esta técnica no solo se utiliza para ganar tamaño sino también para conseguir un tacto parejo ya que por su constitución las faldas son suaves, el cogote duro se quiere que toso el cuero obtenga la misma suavidad. Es distinto



DIAGRAMA DE PROCESO



MATERIA PRIMA EN DIAGRAMA DE PROCESOS.


En la parte de materias primas se analiza un balance de masas el cual es el siguiente
BALANCE DE MASA BÁSICO DE UNA CURTIEMBRE DE CUEROS VACUNOS

ENTRADA
• Cuero salado 1000 kg.
• Productos químicos 500 kg.
• Agua 25-40 m3
• Energía 8000-12000 Kwh.

SALIDA
• Cuero acabado 200-250 kg.

• Efluente Liquido 15-40 m3
o DQO 130 - 250 Kg.
o DBO 55 - 100 Kg.
o SS 30 - 150 Kg.
o Cromo 4 - 6 Kg.
o Sulfuro 3 - 10 Kg.
• Residuos sólidos totales 450-730 kg.
o Descripción
 No curtido
• Grasas y carnazas 70 - 350 Kg.
• Otros 120 Kg.
o Curtido
• Virutas de rebajado y recortes e 225 Kg.
• Teñido (seco) 2 Kg.
• Terminado 30 Kg.
o Lodo Planta Tratamiento (30- 40% mat.seca) 500 Kg.

CONSUMO DE AGUA EN CURTIEMBRES
Según etapas de Proceso (m3/ tn de piel salada)

Ribera (hasta la purga) 7-25
Curtido 1-3
Teñido y proc. húmedos de maquinado 4-8
Terminación o Acabado 0-1
TOTAL 12-37

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL DE LOS PROCESOS DE CURTICIÓN.
En general por cada 100 Kg de pieles saladas queentran en el proceso de curtición, se requieren en promedio de 450 Kg de diferentes tipos de insumos químicos. Como resultado se obtienen aproximadamente 200 Kg de cuero acabado, 40 Kg de solventes emitidos a la atmosfera, 640 Kg de residuos sólidos, 138 Kg de agua que pierde la piel. El volumen de agua que se consume en todo el proceso, desde ribera hasta el acabado, que por tanto se elimina en las descargas oscila entre 15 a 40 m3/tonelada de piel fresca.
Las fuentes de contaminación de la industria de curtidos son:
• Efluentes: Alto contenido de materia oxidable-tóxicos.
• Desechos Sólidos: Materia orgánica putrescible o residuos de piel.
• Emisiones: VOCs del acabado, H2S de encalado y NH3 del desencalado.
La contaminación por diferentes contaminantes proviene de:
Por DBO:
• Proceso de la ribera 80%
• Remojo 10%
• Depilado/Encalado 70%
• Desencalado/Rendido 3%
Salinidad:
• Remojo 60%
Amoniaco-N:
• Desencalado 75%
La generación de contaminantes se puede diferenciar por etapas de proceso conociendo los químicos utilizados en cada una y los procesos utilizados:
Contaminantes RIBERA: Para conocer la carga contaminante de los procesos de la ribera es importante conocer los productos químicos allí utilizados. Así mismo es interesante comparar la carga contaminante en un proceso tradicional con un proceso de aplicación de tecnologías limpias. La siguiente tabla presenta para los procesos de remojo, depilado y encalado los respectivos productos químicos utilizados.

En los procesos de depilado se generan descargasde residuos líquidos, sólidos y gaseosos como lo muestra la siguiente tabla

La carga contaminante de los procesos de remojo y pelambre se presentan en la siguiente tabla, indicando para cada una de la variables la información para un proceso tradicional y un proceso avanzado
.
Contaminantes CURTICIÓN: La etapa de curtición que comprende las etapas de desencalado, rendido, Piquelado, desengrase y curtido, se caracteriza por la utilización de productos como ácidos y sales en grandes cantidades. La siguiente tabla presenta en detalle esta información


Igualmente encontramos descargas de residuos líquidos, sólidos y gaseosos.

La carga contamínate de los procesos de desencalado y curtido se presentan en la siguiente tabal, indicando para cada una de las variables la información para un proceso tradicional y un proceso avanzado.


Contaminantes RECURTIDO

Contaminaste Acabado:


PLAN DE MEJORA.



CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Se recomienda el en proceso de curtiembres de Colombia
• Mejorar la calidad del producto.
• Aumentar la participación en mercados internacionales.
• Cumplir con los requerimientos del cliente en cuanto al producto sin descuidar la parte ambiental.
• Generar una cultura de cumplimiento de los requisitos ambientales legales.
• Disminuir los impactos ambientales que generan y contribuir a la conservación de los recursos naturales mediante tecnologías limpias.
• Reducir los costos de producción sin comprometer las exigencias del mercado ni tampoco las del media ambiente.




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