TECNOLOGIAS

TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS 

Valorización de residuos sólidos de curtiembre

Recirculación de las virutas en la elaboración de cueros

En el presente artículo se reúne sintéticamente los logros de toda la labor de investigación, desarrollo e innovación que el CITEC ha desplegado en las actividades del proyecto "Valorización de residuos sólidos de curtiembre. Hidrólisis de las virutas de cromo. Aplicación del hidrolizado de colágeno". Especialmente se hace referencia a los resultados derivados al sector industrial en forma de conocimientos aislados y estructurados en tecnología, ya sea en tecnología del tratamiento de las virutas, de la aplicación del hidrolizado y del recurtiente acrílico-proteico HCM106.

Asimismo, se destacan las características y bondades de los insumos recurtiente acrílico-proteico HCM106 e hidrolizado de colágeno (Hidrocol 100).

Cabe destacar que los resultados que se presentan en esta publicación son el resultado del esfuerzo de muchas personas integrantes del CITEC, del apoyo incondicional y confianza de la dirección del instituto, la participación invalorable de técnicos de curtiembres, así como la colaboración de dos empresas elaboradoras de insumos químicos: Adelfa s.a. y Cahesa s.a. Precisamente, el interés de estas empresas en el desarrollo del proyecto y los resultados logrados puede dar lugar, en un futuro cercano, a que las mismas se transformen en el vínculo comercial entre el CITEC y el sector productivo.

I.- Introducción

1.- La disposición de los residuos sólidos producidos en la elaboración de cueros es un tema de actualidad. Evitar, minimizar, valorizar, recircular un residuo cuestionado son acciones que deben ser apropiadamente consideradas al momento de disponerlo.

Cada vez que enfrentemos un problema de disposición de un residuo debemos tener la convicción de que existen diferentes alternativas tecnológicas que se nos presentan como si estuviéramos mirando una 'vidriera de tecnologías'. Es nuestra necesidad, asociada a nuestra capacidad de selección la que nos permitirá elegir adecuadamente.

Es elocuente el balance que resulta de considerar que parte de la piel vacuna es transformada en cuero y cuanto de ésta aparece como residuos. Por cada 1000 kg de piel vacuna en estado salado, en promedio, se obtienen 260 kg de cuero (200 kg de cuero plena flor + 60 kg de descarnes); y entre otros residuos sólidos se generan 230 kg de residuos curtidos al cromo [virutas 100 kg; descarnes de desecho 110 kg; recortes 20 kg]1.

Resulta interesante, atendiendo a que uno de los subproductos que se puede obtener de los residuos sólidos es hidrolizado de colágeno, expresar los datos precedentes en forma de distribución del colágeno -base seca- contenido en la piel: en el cuero se encuentra el 50% y aproximadamente el 34% está distribuida entre los residuos sólidos provenientes del wet blue. Queda en evidencia la baja eficiencia en la producción de cueros así como el gran potencial para el reaprovechamiento de los residuos de naturaleza proteica.

2.- Si bien actualmente se están dedicando sostenidos esfuerzos para desarrollar procesos alternativos a la curtición con sales básicas de cromo(III), y no obstante de existir algunos ejemplos en producción industrial sobre la elaboración de cueros sin dichas sales, el proceso de curtición al cromo es aún el más utilizado en el mundo para producir los diversos tipos de cueros que requieren los usuarios.

Los comentarios precedentes, conjuntamente con las exigencias de las autoridades sanitarias que, con algunos matices de un país a otro, condicionan con límites estrictos la descarga del Cr(III), a distintos cuerpos receptores, justifica los esfuerzos -también a nivel mundial- para desarrollar tecnologías orientadas a reducir las emisiones de Cr(III) ó recuperarlo para reciclarlo en la fabricación del cuero.

Las exigencias de las autoridades gubernamentales han generado en el sector curtidor mundial un reclamo por límites para el Cr(III) no tan exigentes ó la eliminación -en algunos casos- de los mismos. Asimismo, institutos de investigación en el sector cuero realizan investigaciones y compilan resultados científicos sobre la toxicidad del cromo(III-VI) y la transformación reversible -según condiciones- entre cromo(III-VI) orientadas a consolidar los requerimientos de la industria y a sugerir la recomendación de que el límite exigido para el Cr(III) debería estar basado en los riesgos que este componente puede originar en el ambiente natural 2.

La situación descripta se mantiene, desde los últimos años, con una dinámica sostenida en el contexto internacional .

Asumiendo que todo lo dicho precedentemente continuaría vigente por varios años el instituto desde el año1994-hasta el 2001 se concentró en el estudio de una alternativa tecnológica para el procesamiento de los residuos en estado wet blue, especialmente de las virutas de cromo y facilitar de esta manera su disposición al obtener de ellas insumos químicos para incorporarlos en el procesamiento de la piel.

3.- La disposición de los residuos sólidos curtidos, como el resto de los residuos generados en el procesamiento de la piel, puede conducirse en general por tres vías :

1. disposición en rellenos sanitarios cumpliendo con la legislación para generadores del residuo (costo de transporte y de disposición - eventual tratamiento del desecho-).
2. cesión o venta del residuo como material de desecho (alternativa económicamente neutra o ligera ganancia).
3. valorización del residuo para generar materias primas y/o productos para mercados existentes o nuevos mercados .

En la alternativa b) el residuo es normalmente entregado a intermediarios que consideran al desecho una materia prima secundaria prácticamente sin valor; en la mayoría de los casos éstos realizan una disposición inadecuada de los residuos, y habitualmente en mercados transitorios.

Valorizar los residuos sólidos significa cambiar la modalidad de "tirar" las proteínas contenidas en éstos (alternativa a), y considerar su reutilización, por ejemplo, en tecnología agropecuaria; así como materia prima para la elaboración de productos industriales, los cuales pueden orientarse hacia la misma curtiembre (alternativa c).

Con relación a la alternativa c) se están realizando trabajos de investigación y desarrollo en distintos países para obtener a partir de la hidrólisis de las virutas de cromo hidrolizados de colágeno y sales curtiente de Cr(III), y encontrar las aplicaciones apropiadas de estos insumos para lograr proyectos económicamente atractivos (3-8, y las citas de la referencia 8).

Independientemente del procedimiento empleado, la hidrólisis de las virutas de cromo conduce a dos productos:

• 'Hidrolizado de colágeno: mezcla de polipéptidos con una distribución de pesos moleculares que es función del grado de digestión alcanzado, con potenciales aplicaciones en distintos sectores industriales. Sin pretender ser exhaustivo se pueden mencionar los siguientes usos: aplicaciones varias de gelatina de grado técnico; síntesis de polímeros; industria del plástico; del cuero; de la madera, de la construcción; en cosmética; en la fabricación de detergentes; en tecnología agropecuaria y en la formulación de adhesivos. En la referencia 9 pueden encontrarse diversas citas sobre los usos mencionados.
• Complejos básicos de cromo(III) precipitados ("torta de cromo"): a partir de los cuales pueden obtenerse, por acidificación, sales curtientes, y reciclarse al proceso de curtición.

II.- Hidrólisis de las virutas de cromo y la aplicación del hidrolizado de colágeno en la manufactura de cueros vacunos

Elaboración del hidrolizado de colágeno con la tecnología desarrollada por CITEC, (Patent nº AR000667B1, Dec. 2001)

Las actividades de investigación emprendidas en CITEC condujeron al desarrollo de una tecnología basada en la hidrólisis alcalina-enzimática para digerir las virutas de cromo a moderada temperatura (55ºC-60ºC), empleando hidróxido de sodio/cal, y un producto enzimático comercial con manifiesta actividad proteolítica en medio alcalino.

Los interesantes resultados logrados en el tratamiento de las virutas así como en la aplicación del hidrolizado de colágeno en la elaboración de cueros motivó, en el año 1995, la solicitud de una patente a la Administración Nacional de Patentes-Instituto Nacional de la Propiedad Intelectual (INPI)-, gestión iniciada través del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI); referencia Acta nº 334 999, habiendo sido aprobado el examen preliminar practicado en el acta de la referencia, y conforme lo establece el art.26 de la ley 24.481.

Superada la defensa de la patente ante observaciones realizadas por el INPI, en enero de 2002 se recibió en el INTI la Cédula de Notificación donde se expresa que con fecha 14 de diciembre de 2001 se ha concedido la patente de invención bajo el número AR000667B1.

La aplicación de la tecnología CITEC permite, por cada kg de virutas secas, obtener 1,7 kg de solución de hidrolizado de colágeno al 40% p/p (el 73 % del nitrógeno de la viruta) + 0,75kg de torta de cromo -70% de humedad- (se recupera el 90% del cromo de las virutas). Para una curtiembre que procesa 1000 pieles por día se producen alrededor de 2,3 toneladas diarias del hidrolizado, lo que obliga a ser creativos en la búsqueda de alternativas de uso.

El procedimiento de obtención se presenta, esquemáticamente, en la figura 1. La tecnología es una optimización del procedimiento expuesto en la referencia 8, modificado para incrementar la concentración del hidrolizado de colágeno y la calidad de la torta de cromo.  

TRATAMIENTO DE SOLIDOS

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Figura 1

Esquema del procedimiento para la hidrólisis de viruta de cromo