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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
OPTIMIZACIÓN DE PROCESO DE CURTIDO Y TRATAMIENTO DE SUS
AGUAS RESIDUALES
TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
QUÍMICO
AUTOR: DIEGO GIOVANNI FREIRE DÁVILA
TUTOR: WASHINGTON POLIVIO RUIZ LOPEZ
QUITO
2015
ii
APROBACIÓN DEL TUTOR
En calidad de tutor del trabajo de grado titulado: “OPTIMIZACIÓN DE PROCESO DE
CURTIDO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES”, me permito certificar que
el mismo es original y ha sido desarrollado por el señor DIEGO GIOVANNI FREIRE DÁVILA
bajo mi dirección y conforme a todas las observaciones realizadas, considero que el trabajo está
concluido y tiene mi aprobación.
En la ciudad de Quito, a los 14 días del mes de octubre del 2015
__________________________________
Ing. Washington Ruiz L.
Firma del Tutor
iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, DIEGO GIOVANNI FREIRE DÁVILA, en calidad de autor del trabajo de grado realizado
sobre “OPTIMIZACIÓN DE PROCESO DE CURTIDO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS
RESIDUALES”, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR,
hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra,
con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,
seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8,19 y
demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.
En la ciudad de Quito, a los 14 días del mes de octubre del 2015
____________________________
Diego Giovanni Freire Dávila
C.C. 1804368114
iv
DEDICATORIA
A mis Padres, por su enorme sacrificio para poder
llegar a cumplir mis sueños y metas.
A mi Madre, mi inspiración, que hace todo en esta
vida para hacerme feliz y estar a mi lado siempre a
pesar de todo.
A mi padre, por su duro esfuerzo para poder
brindarme la oportunidad de cumplir este sueño.
A mis hermanas Mónica y Jannet, por su apoyo
incondicional en toda situación, por darme fuerzas
para seguir adelante.
A todos los seres queridos que han estado a mi lado,
que han sido un gran apoyo en toda mi vida.
A todos mis amigos y amigas que han estado en las
buenas y en las malas en el trascurso de toda mi
vida estudiantil.
.
v
AGRADECIMIENTOS
A la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador, dónde adquirí los
conocimientos y valores de un buen profesional.
A mis profesores Ing. Carlos Naranjo (+), Ing. Cesar Lara, Ing. Pablo Paredes, Ing. Pablo
Araujo, Ing. Cesar Alvarado, Ing. Andrés de la Rosa, Ing. Humberto González, Ing. Sergio
Medina, Ing. Ghem Carvajal, Ing. Washington Ruiz, Dr. Patricio Peñaherrera, Dr. Jorge Viteri
que se han ganado mi amistad y mis respeto dentro y fuera de la Universidad.
A mis amigos San Viernes Sebastián, Ramiro, Julio, Patricio, Pedro, Carlos, Diego, José, Jorge,
Mario, Stalin, Pablo.
A mis amigas por su cariño Karla, Diana, Andrea, Daniela, Ximena, María de los Ángeles,
Karen, Evelin, Tatiana, Sara, Valeria, Ana, Jhoselyn.
A todas esas personas que me han apoyado siempre para llegar a este punto de mi vida, por su
paciencia y cariño.
vi
CONTENIDO
pág
LISTA DE TABLAS ..................................................................................................................... x
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. xii
LISTA DE GRÁFICOS ............................................................................................................. xiii
LISTA DE ANEXOS ................................................................................................................. xiv
RESUMEN ................................................................................................................................. xiv
ABSTRACT ............................................................................................................................... xvi
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1
1. MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 3
1.1. Principales tipos de piel. ......................................................................................................... 3
1.1.1. Pieles vacunas.. ................................................................................................................... 3
1.2. Tinas, molinetas y bombos. .................................................................................................... 4
1.2.1. Fulones o bombos................................................................................................................ 4
1.3. Proceso de curtido de cuero. .................................................................................................. 5
1.3.1. Descripción del proceso. ..................................................................................................... 6
1.4. Factores que influyen en el agotamiento del curtiente. ........................................................ 11
1.5. Función de cromo (III) en el proceso de curtido. ................................................................. 11
1.6. Recuperación de cromo. ....................................................................................................... 15
1.7. Basicidad. ............................................................................................................................. 16
1.8. Procesos biológicos aplicados al tratamiento de agua residual. ........................................... 18
1.9. Consume POW. .................................................................................................................... 19
2. PARTE EXPERIMENTAL ..................................................................................................... 21
2.1. Materiales y equipos............................................................................................................. 21
2.2. Sustancias y reactivos........................................................................................................... 22
2.3. Diseño experimental. ............................................................................................................ 23
2.4. Procedimiento experimental. ................................................................................................ 26
vii
2.4.1. Procedimiento experimental para pruebas. ...................................................................... 26
2.4.2. Procedimiento experimental para comparación de procesos de curtido.. ........................ 26
2.4.3. Procedimiento determinación de cromo. .......................................................................... 28
2.4.4. Procedimiento de aplicación de Terra Flock GM y Back Flock RR. ................................ 30
2.4.5. Procedimiento para el tratamiento biológico. .................................................................. 30
3. DATOS EXPERIMENTALES Y CÁLCULOS ..................................................................... 34
3.1. Datos de formulaciones de tratamientos. ............................................................................. 34
3.2. Cálculo de cantidades de productos para cada tratamiento. ................................................. 38
3.3. Cálculo de cantidades de los productos para cada proceso de curtido. ................................ 39
3.4. Cálculo del costo de los procesos de curtido. ....................................................................... 40
3.5. Cálculo de la diferencia de costo entre los procesos de curtido. .......................................... 41
3.6. Cálculo de soluciones estándares de cromo. ........................................................................ 41
3.7. Cálculo de la solución de ácido nítrico. ............................................................................... 42
3.8. Cálculo factor de disolución. ................................................................................................ 42
3.9. Cálculo de concentración de cromo total. ............................................................................ 43
3.10. Análisis estadístico. ............................................................................................................ 43
3.10.1. ANOVA optimización del proceso de curtido. ................................................................. 43
3.11. Cálculo de solución de hidróxido de sodio. ....................................................................... 46
3.12. Cálculo de la solución de ácido sulfúrico. .......................................................................... 47
3.13. Cálculo de la eficiencia de optimización. ........................................................................... 47
3.14. Cálculo de la eficiencia de recuperación. ........................................................................... 48
3.15. Cálculo de la carga contaminante de la muestra inicial. .................................................... 48
3.16. Cálculo de carga orgánica. ................................................................................................. 48
3.17. Carga superficial de diseño. ............................................................................................... 49
3.18. Remoción de DBO. ............................................................................................................ 49
3.19. Volumen de la laguna. ........................................................................................................ 49
3.20. Área de la laguna. ............................................................................................................... 50
3.21. Tiempo medio de retención hidráulico. .............................................................................. 50
3.22. Concentración de la DBO en el efluente de la laguna. ....................................................... 51
3.23. Cálculo de la carga contaminante de la muestra final. ....................................................... 51
3.24. Cálculo de la eficiencia de disminución de la carga contaminante. ................................... 51
3.25. Cálculo estimado concentración inicial de cromo para los procesos de curtido tradicional y
mejorado. ..................................................................................................................................... 52
3.26. Cálculo estimado de la diferencia de concentración de cromo inicial y final de los procesos
de curtido. .................................................................................................................................... 52
3.27. Cálculo estimado de la cantidad de cromo fijada en la piel. .............................................. 52
viii
3.28. Cálculo porcentual de la fijación de cromo en la piel. ....................................................... 52
4. RESULTADOS ....................................................................................................................... 53
4.1. Cantidad de sustancias químicas para pruebas. .................................................................... 53
4.2. Cantidad de sustancias químicas en los procesos de comparación. ..................................... 57
4.3. Costo de cada proceso con base de cálculo de 100 kg. ........................................................ 58
4.4. Porcentaje diferencial entre costos totales de los procesos. ................................................. 59
4.5. Soluciones estándares de cromo. .......................................................................................... 59
4.6. Factor de disolución. ............................................................................................................ 60
4.7. Concentración de cromo total. ............................................................................................. 60
4.8. ANOVA y superficie de respuesta. ...................................................................................... 61
4.9. Concentración de cromo total en función del tiempo. .......................................................... 63
4.10. Curva de comportamiento de cromo el en baño de curtido. ............................................... 64
4.11. Curva de análisis de la concentración de cromo en la zona de agotamiento. ..................... 65
4.12. Curva de análisis de la concentración de cromo en la zona de agotamiento. ..................... 66
4.13. Resultados de análisis de la muestra del proceso mejorado. .............................................. 67
4.14. Volumen de base para la condición de precipitación. ........................................................ 67
4.15. Volumen de decantación. ................................................................................................... 67
4.16. Velocidad de sedimentación. .............................................................................................. 68
4.17. Resultado prueba de jarras. ................................................................................................ 68
4.18. Comparación volumétrica de precipitado y fase líquida en el proceso de recuperación. ... 69
4.19. Comparación porcentual de precipitado y fase líquida en el proceso de recuperación. ..... 70
4.20. Cantidad de ácido para recuperación de sulfato básico de cromo. ..................................... 70
4.21. Cromo total en las muestra y en las fases. .......................................................................... 70
4.22. Eficiencia de optimización. ................................................................................................ 71
4.23. Eficiencia de recuperación de cromo. ................................................................................ 71
4.24. Resultados de análisis de la muestra del procedimiento mejorado sin tratamiento............ 71
4.25. Resultado de diseño de laguna anaerobia. .......................................................................... 71
4.26. Resultados de análisis de la muestra del procedimiento mejorado con tratamiento. ......... 72
4.28. Resultado de análisis de la muestra acidulada del procedimiento de recuperación. .......... 72
4.29. Resultado de la carga contaminante inicial y final. ............................................................ 72
4.30. Resultado de disminución de carga contaminante. ............................................................ 72
4.31. Resultado estimado de concentración inicial de cromo en proceso tradicional y
mejorado. ..................................................................................................................................... 73
4.31. Resultado estimado de la diferencia de la cantidad de cromo inicial y final...................... 73
4.32. Resultado estimado de fijación de cromo en la piel. .......................................................... 73
4.33. Resultado de fijación porcentual de cromo en la piel. ....................................................... 73
ix
5. DISCUSIÓN ........................................................................................................................... 74
6. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 76
7. RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 77
CITAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 78
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 79
ANEXOS..................................................................................................................................... 81
x
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Tabla de agentes precipitantes del cromo ..................................................................... 16
Tabla 2. Basicidad de un complejo de cromo ............................................................................. 17
Tabla 3. Niveles de prueba para cada factor ............................................................................... 23
Tabla 4 Combinaciones de los factores ....................................................................................... 23
Tabla 5. Formulación tratamiento 1 ............................................................................................ 34
Tabla 6. Formulación tratamiento 2 ............................................................................................ 35
Tabla 7. Formulación tratamiento 3 ............................................................................................ 35
Tabla 8. Formulación tratamiento 4 ............................................................................................ 36
Tabla 9. Formulación tratamiento 5 ............................................................................................ 36
Tabla 10. Formulación tratamiento 6 .......................................................................................... 37
Tabla 11. Formulación tratamiento 7 .......................................................................................... 37
Tabla 12. Formulación tratamiento 8 .......................................................................................... 38
Tabla 13. Formulación tradicional .............................................................................................. 39
Tabla 14. Formulación mejorada ................................................................................................ 39
Tabla 15. Formulación tradicional .............................................................................................. 40
Tabla 16. Estándares de cromo ................................................................................................... 41
Tabla 17. ANOVA para diseño factorial 23 ................................................................................ 46
Tabla 18. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 1 ...................................... 53
Tabla 19. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 2 ...................................... 54
Tabla 20. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 3 ...................................... 54
Tabla 21. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 4 ...................................... 55
Tabla 22. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 5 ...................................... 55
Tabla 23. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 6 ...................................... 56
Tabla 24. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 7 ...................................... 56
Tabla 25. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 8 ...................................... 57
Tabla 26. Cantidad de sustancias químicas formulación tradicional .......................................... 57
Tabla 27. Cantidad de sustancias químicas formulación mejorada ............................................. 58
Tabla 28. Costo del proceso tradicional ...................................................................................... 58
Tabla 29. Costo del proceso mejorado ........................................................................................ 59
xi
Tabla 30. Porcentaje diferencial entre procesos de curtido mejorado y tradicional .................... 59
Tabla 31. Dilución de estándar de cromo .................................................................................... 59
Tabla 32. Factor de disolución de tratamientos y réplicas .......................................................... 60
Tabla 33. Factor de disolución de muestras ................................................................................ 60
Tabla 34. Concentración de cromo ............................................................................................. 60
Tabla 35. Concentración de cromo en baños agotados de tratamientos ...................................... 61
Tabla 36. Concentración de cromo total en comparación ........................................................... 61
Tabla 37. ANOVA ...................................................................................................................... 61
Tabla 38. Condiciones óptimas ................................................................................................... 62
Tabla 39. Concentración de cromo total en función del tiempo.................................................. 63
Tabla 40. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado ............................... 67
Tabla 41. Volumen de base ......................................................................................................... 67
Tabla 42. Volumen de decantación ............................................................................................. 67
Tabla 43. Parámetros utilizados en prueba de jarras ................................................................... 68
Tabla 44. Resultado de prueba de jarras...................................................................................... 69
Tabla 45. Datos volumétricos de fases ........................................................................................ 69
Tabla 46. Datos porcentuales de fases ........................................................................................ 70
Tabla 47. Cantidad de ácido ........................................................................................................ 70
Tabla 48. Cromo total en las fases .............................................................................................. 70
Tabla 49. Eficiencia de optimización .......................................................................................... 71
Tabla 50. Eficiencia de recuperación de cromo .......................................................................... 71
Tabla 51. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado sin tratamiento ...... 71
Tabla 52. Diseño de laguna anaerobia ........................................................................................ 71
Tabla 53. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado con tratamiento. .... 72
Tabla 54. Resultado de demanda química de oxígeno ................................................................ 72
Tabla 55. Resultado de análisis de sulfatos de muestra acidulado .............................................. 72
Tabla 56. Carga contaminante inicial y final .............................................................................. 72
Tabla 57. Disminución de carga contaminante ........................................................................... 72
Tabla 58. Concentración de cromo inicial................................................................................... 73
Tabla 59. Diferencia de cantidad de cromo en procesos de curtido ............................................ 73
Tabla 60. Cantidad de cromo fijado en la piel ............................................................................ 73
Tabla 61. Fijación porcentual de la piel ...................................................................................... 73
xii
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Piel vacuna utilizada para el proceso de curtido en la experimentación ........................ 4
Figura 2. Bombo de madera, utilizado en la industria de la curtiembre para varios procesos ...... 5
Figura 3. Proceso de curtido y acabado de cuero ........................................................................ 10
Figura 4. Estructuras de los ácidos aspártico y glutámico, donde resaltan las cadenas laterales
que contienen un grupo carboxílico ............................................................................................ 13
Figura 5. Interacción del cromo (III) en la formación de entrecruzamientos de cadenas de
colágeno ...................................................................................................................................... 13
Figura 6. Formas de entrecruzamiento del cromo con el colágeno ............................................. 14
Figura 7. Secuencia de pH necesaria para el curtido correcto ..................................................... 14
Figura 8. Secuencia de pH necesaria para el curtido incorrecto.................................................. 14
Figura 9. Distribución de especies de Cr3+
en función del pH en una solución en equilibrio con
Cr(OH)3 ....................................................................................................................................... 16
Figura 10. Diagrama de flujo diseño experimental ..................................................................... 24
Figura 11. Diagrama de flujo del proceso de prueba de curtido ................................................. 24
Figura 12. Diagrama de flujo para la comparación de procesos de curtidos tradicional y
propuesto, recuperación de cromo y su tratamiento .................................................................... 25
Figura 13. Diagrama de bloques para el proceso de curtido en cada tratamiento ....................... 31
Figura 14. Diagrama de bloques para el proceso tradicional ...................................................... 32
Figura 15. Diagrama de bloques para el proceso propuesto ........................................................ 33
Figura 16. Cálculos en STATGRAPHICS Centurion XVI ......................................................... 46
xiii
LISTA DE GRÁFICOS
pág.
Gráfico 1. Gráfica de cubo para concentraciones de cromo ........................................................ 62
Gráfico 2. Contornos de la superficie de respuesta estimada ...................................................... 62
Gráfico 3. Superficie de respuesta estimada ............................................................................... 63
Gráfico 4. Efectos principales para concentración de cromo ...................................................... 63
Gráfico 5. Concentración de cromo en función del tiempo en los procesos de curtición ........... 64
Gráfico 6. Análisis de la concentración de cromo en las zonas de agotamiento ......................... 65
Gráfico 7. Análisis de la concentración de cromo en las zonas de agotamiento ......................... 66
Gráfico 8. Velocidad de sedimentación ...................................................................................... 68
Gráfico 9. Relación volumétrica de precipitado y fase líquida ................................................... 69
Gráfico 10. Relación porcentual de precipitado y fase líquida ................................................... 70
xiv
LISTA DE ANEXOS
pág.
ANEXO A. FOTOGRAFÍAS DEL PROCESO EXPERIMENTAL .......................................... 82
ANEXO B. FICHAS TÉCNICAS DE LOS PRODUCTOS QUIMICOS .................................. 94
ANEXO C. REPORTES DE DATOS ......................................................................................... 95
xiv
OPTIMIZACIÓN DE PROCESO DE CURTIDO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS
RESIDUALES
RESUMEN
Optimización del proceso de curtido de piel vacuno y tratamiento de sus aguas residuales, en el
sector de la curtiembre de la ciudad de Ambato.
Para ello, se realizaron pruebas de curtido, utilizando 16 kg de piel en tripa, manteniendo
constantes el tiempo de proceso, las cantidades de sulfato básico de cromo y las de otros
productos químicos, y variando las cantidades de alcohol etoxilado: 16 y 32 g, de éster
hidroxilado: 80 y 240 g y de éster: 160 y 320 g.
Mediante el Statgraphics se optimizó el proceso, obteniendo como variable de respuesta la
menor concentración de cromo total en el baño agotado que es de 180 mg/l, con las siguientes
cantidades de los productos antes mencionados: 32, 240 y 160 g respectivamente. A los
efluentes del mejor proceso se aplicó procesos de recuperación de cromo y de degradación
biológica.
Se concluye que se mejoró el proceso de curtido en un 81,03 %, obteniendo una recuperación de
cromo de 99,75 % y una disminución de carga contaminante de 94,81 %.
PALABRAS CLAVES: /OPTIMIZACIÓN/ CURTIDO/ INDUSTRIA DEL CUERO/
RECUPERACIÓN/ CROMO TRIVALENTE/ TRATAMIENTO DE EFLUENTES
INDUSTRIALES/.
xvi
DESIGN OF UNITS OF WATER´S DEMINERALIZATION AS COOLING MEANS.
ABSTRACT
Optimization of cow leather tanning and treatment of wastewater in the tannery sector of the
city of Ambato.
To do this, tanning tests were conducted using 16 kg of pelt, keeping the processing time and
the amounts of basic chromium sulphate and other chemicals constant, and varying amounts of
ethoxylated alcohol: 16 to 32 g of hydroxy ester, and of 80 and 240 g of ester 160 and 320 g
By Statgraphics, the process was optimized obtaining as response variable the lowest
concentration of total chromium in the spent bath which is of 180 mg / l, with the following
quantities of the above products: 32, 240 and 160 g respectively. To the best process effluents,
chrome recovery processes and biological degradation were applied.
We conclude that the tanning process was improved by 81.03%, obtaining a recovery of 99.75%
chromium and reduced pollution load of 94.81%.
KEYWORDS: / OPTIMIZATION / TANNING / LEATHER INDUSTRY / RECOVERY /
TRIVALENT CHROMIUM / INDUSTRIAL EFFLUENT TREATMENT /.
1
INTRODUCCIÓN
La industria del cuero, tiene una trayectoria muy importante en la ciudad de Ambato y el país.
El desarrollo del sector curtidor, hasta los años 70, mantenía un proceso artesanal. Actualmente
se procesan alrededor de 350 mil cueros y pieles al año. La mayor parte de la demanda se
orienta al mercado interno de calzado, marroquinería y confecciones, y el resto de la producción
de cuero y pieles se exporta.
Esta industria ha tenido una progresiva evolución en tecnología, creando nuevas herramientas
de trabajo, reemplazando la mano de obra por máquinas con alta eficiencia especifica en las
etapas de producción.
El sector curtidor es una de las industrias que más contamina debido al gran consumo de agua
en las etapas de producción y a los productos químicos que se utilizan para procesar el cuero,
los cuales son nocivos para el ambiente, generando residuos sólidos y aguas residuales. Se ha
estimado que cada par de zapatos tiene una carga ecológica de 13 mil litros de agua.
El cromo trivalente, que es utilizado en curtiembres, se convierte en hidróxidos insolubles en el
agua y estas sales envejecen y se vuelven cada vez menos solubles, y solo una pequeña parte de
ellas pueden ser absorbidas por las plantas. En el caso de las aguas subterráneas, su
contaminación es más problemática y persiste porque su autodepuración es lenta.
La presente investigación busca establecer una producción más limpia y amigable con el medio
ambiente, y direccionar a una producción autosustentable en la reutilización de cromo presente
en al baño agotado en el proceso de curtido.
Teniendo en cuenta los aspectos anteriores, la optimización del proceso de curtido es una de las
opciones para la disminución de concentración de cromo en el baño agotado mediante la
aplicación de productos químicos que mejoran la fijación de cromo en la piel. Estos productos
químicos tienen la característica de ser menos contaminantes y ser biodegradables en el
ambiente o el cuerpo receptor.
2
Se planteó un diseño experimental de tres factores y una variable de respuesta, manteniendo
constante la cantidad de materia prima (piel en tripa), la cantidad de sulfato de cromo, tiempo
de procesos, equipo; los datos se analizaron mediante el programa estadístico STATGRAPHICS
obteniendo las mejores condiciones de operación. Con el proceso mejorado se realizó una
comparación con un proceso de curtido tradicional en función de concentración de cromo en sus
aguas residuales.
Del baño agotado del proceso mejorado se recuperó el cromo mediante precipitación con
hidróxido de sodio y se regeneró el sulfato básico de cromo mediante una acidulación con ácido
sulfúrico. Con el sulfato básico de cromo regenerado se realizó una curtición en laboratorio y el
resultado de la piel curtida se comparó con una piel curtida con sulfato básico de cromo
industrial. Además, se disminuyó la carga contaminante mediante un proceso biológico en una
laguna anaerobia con bacterias específicas para este proceso.
Se concluye que se disminuyó la concentración de cromo en baño agotado de los procesos de
curtido tradicional de 938,4 mg/l a 178 mg/l de curtido mejorado. Con las cantidades óptimas de
32 g de alcohol etoxilado, 240 g de éster hidroxilado y 160 g de éster en dispersión. La
diferencia porcentual del costo del curtido mejorado con respecto al tradicional es de 24,12 %,
obtenido mediante una base de cálculo de 100 kg de piel se tiene un costo de USD 22,882 para
el tradicional y USD 30,157 para el mejorado. Del proceso mejorado se determinó la
concentración inicial de cromo en el baño agotado de 178,0 mg/l, con el proceso de
recuperación de cromo se cuantificó en la muestra tratada la concentración de 0,43 mg/l,
obteniendo una recuperación del 99,75 % de cromo .Mediante una laguna anaerobia y con
bacterias se redujo una carga contaminante inicial de 57604000 mg/día a una final de 2984000
mg/día, teniendo como diferencia porcentual un 94,81 % de disminución.
3
1. MARCO TEÓRICO
1.1. Principales tipos de piel.
“Se ha descrito de una manera general la estructura de una piel vacuna, pero dentro de cada
especie animal, la estructura y la proporción relativa de las diferentes capas pueden variar
considerablemente, además las pieles difieren en su estructura para una misma especie, debido a
una series de factores como, la estación del año, modo de vida, edad, crianza, edad, y sexo.
En la industria de la curtición se utilizan preponderadamente las pieles vacunas, las de cordero y
las de cabra, en una proporción mucho menor las pieles de caballo y de cerdo y en cantidades
pequeñas las de peces y reptiles. Las pieles de peletería deben considerarse aparte.
1.1.1. Pieles vacunas. En la práctica industrial las pieles vacunas se clasifican según el tamaño
y la naturaleza del animal en terneras, novillos, vacas, bueyes y toros. Una vez clasificada, se
pesa y el valor obtenido se marca en la piel, este peso se conoce como “peso en verde” o “peso
crudo” y es el que sirve como base para el cálculo de los costos del proceso.
Los pesos que se emplean generalmente en nuestro medio son:
Ternera 8 kg.
Novillos 8-12 kg.
Bueyes y toros 12-15 kg.;
Las pieles de cada lote son clasificadas en pieles de primera, de segunda y de tercera, según los
defectos que presente, como tupe, marcas de hierro, lacras de alambre y cortes de desuello.”[1]
4
Figura 1. Piel vacuna utilizada para el proceso de curtido en la experimentación
1.2. Tinas, molinetas y bombos.
“En los procesos de rivera se utilizan tinas, molinetas o bombos.
Cuando las pieles tienen que permanecer en el baño por tiempo más o menos largos se utilizan
los noques o tinas que son depósitos construidos en el piso de la planta.
Las molinetas son equipos donde las pieles se encuentran sumergidas en el baño dentro de la
cubeta y cuentan con un sistema mecánico de paletas para remover ligeramente las pieles para
que cambien de posición y obligar a que recircule el baño, según la necesidad.
En los bombos, que los hay de diverso tipo, la acción mecánica es mucho mayor, ya que los
taguros o los tablones, al girar el bombo, hacen que las pieles asciendan y golpeen el baño,
existe además un fuerte doblado de las pieles qu favorece la penetración de los productos.
1.2.1. Fulones o bombos. Estos bombos están ensamblados con tablones de un grueso entre 10
y 30 centímetros (según su tamaño), los tablones se mantienen unidos por aros o zunchos de
acero que pueden ser ajustados y su número depende del tamaño del bombo.
La puerta rectangular se adapta a la curvatura del bombo y tiene empaques que la hacen
hermética, en los bombos pequeños las puertas suele ser de 60 por 40 centímetros y en los
grandes de 1 metro por 1 metro. Lo más práctico es hacer la puerta corrediza y de acero
inoxidable o poliéster reforzado. Para efectos de escurrido cuando se procede a realizar los
5
lavados se cambia la puerta hermética por una agujereada (puerta rejilla) para que en cada
vuelta descargue el baño del bombo.
En los bombos grandes existe un dispositivo que consiste en colocar válvulas de salida del
líquido con una recamara con paredes agujereadas para recogerlo, este dispositivo tiene la
ventaja de que estando la admisión de agua en un eje, la salida del agua se realiza por el otro eje
directamente al depósito de recolección de líquidos para su posterior tratamiento y descarga en
los recolectores públicos.
Para que las pieles sean arrastradas al girar el bombo se colocan en su interior una serie de
pivotes o tarugos de una longitud entre 20 y 30 centímetros proporcionales al diámetro del
bombo, con la punta redondeada y muy bien pulidos para que no dañen las pieles, se los coloca
en filas alternadas separados una distancia entre 70 y 80 centímetros.”[2]
Figura 2. Bombo de madera, utilizado en la industria de la curtiembre para varios
procesos
1.3. Proceso de curtido de cuero.
“En el proceso de curtido de cuero se emplean fundamentalmente dos métodos: uno con base en
sales de cromo y otro a base de agente vegetales. El 80% de las industrias dedicadas a la
actividad del curtido de pieles utiliza el proceso basado en las sales de cromo.
6
1.3.1. Descripción del proceso. En el proceso de curtido de cuero, tanto con sales de cromo
como agentes vegetales, se cumplen las siguientes etapas:
a. Recepción de la materia prima.
b. Pre-tratamiento.
c. Curado y desinfectado.
d. Pelambre.
e. Desencalado.
f. Descarnado.
g. Desengrasado.
h. Piquelado.
i. Curtido (al cromo y con agentes vegetales)
j. Secado.
k. Engrasado.
l. Planchado y clasificación.
A continuación se describen las etapas del proceso de curtiembre, tanto con el uso de sales de
cromo, como con agentes vegetales:
1.3.1.1. Recepción de la materia prima. Las pieles crudas tienen un alto contenido de humedad
y pueden tener graves defectos, por lo que inicialmente se realiza una inspección visual para
asegurarse de que cumplan con los requisitos de calidad requeridos y de esta forma evitar su
deterioro y productos finales defectuosos.
Durante le etapa de recepción de las pieles se genera agua residual, proveniente del escurrido de
la humedad contenida en las pieles y pieles rechazadas.
1.3.1.2. Pre-tratamiento. Las pieles son pesadas y clasificadas por tamaño y por especie.
Posteriormente se procede a recortar las partes del cuello, la cola y las extremidades. Las pieles
son lavadas para su rehidratación así como para eliminar residuos de sangre, excretas y otras
suciedades contenidas. Para este lavado se utiliza hidróxido de odio, hipoclorito de sodio y
detergentes.
Para el desarrollo de esta etapa del proceso se utiliza agua y sustancias químicas (hidróxido de
sodio, hipoclorito de sodio y detergentes) para el lavado de la piel. Como resultado, se generan
aguas residuales, residuos sólidos (recortes de la piel) y envases vacíos de las sustancias
químicas utilizadas.
7
1.3.1.3. Curado y desinfectado. Las pieles en bruto se curan, salándolas o secándolas. El
método más frecuente es el uso de sal en las dos formas siguientes: la salazón húmeda o el
curado con salmuera. Durante esta operación se emplean grandes volúmenes de agua que
arrastran consigo tierra y materia orgánica, así como residuos de sangre y estiércol.
El curado con salmuera es un método más rápido y por ende, el más usado: las pieles se colocan
en grandes cubas que contienen desinfectantes (bicloruro de mercurio y ácido fénico),
bactericidas (sulfato de sodio y ácido bórico) y una solución de sal próxima a la saturación. 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.
Para el desarrollo de esta actividad se requiere de agua, energía eléctrica para el agitador, sal y
sustancias químicas (desinfectantes y bactericidas). Como resultado de la actividad se generan
aguas residuales, residuos sólidos de piel y los envases vacíos de los productos químicos.
1.3.1.4. Pelambre. Las pieles escurridas pasan al proceso de pelambre donde se elimina la
epidermis y el pelaje que las recubre, sumergiéndolas en soluciones de sulfuro de sodio y cal,
manteniendo una constante agitación. En esta etapa se produce al interior del cuero, el
desdoblamiento de las fibras a fibrillas que prepara el cuero para la posterior curtición. En este
proceso se emplea un gran volumen de agua, cuyos efluentes poseen gran contenido de carga
orgánica y un elevado pH (11-12), debido a la presencia de la cal y sulfuro de sodio.
Para el desarrollo de esta actividad se requiere de sustancias químicas (cal y sulfuro de sodio) y
agua para le preparación de las soluciones. Durante esta etapa se generan aguas residuales y
envases vacíos de los productos químicos.
1.3.1.5. Desencalado. Es el proceso en el cual se lava la piel para remover la cal y el sulfuro,
empleando importantes volúmenes de agua para evitar posibles interferencias en las etapas
posteriores del curtido. Es necesario utilizar sustancias químicas como ácidos orgánicos
tamponados (sulfúricos, clorhídricos, lácticos, fórmicos, bóricos), sales de amonio, bisulfito de
sodio, peróxido de hidrógeno, azúcares y melazas. Inclusive, se emplea el ácido sulfoftálico
para lograr la neutralización del agua y la piel.
Esta etapa demanda de una gran cantidad de agua para el lavado de las pieles y para la
preparación de las soluciones de los productos químicos (ácidos) para la neutralización del agua
8
y piel, generándose un importante volumen de aguas residuales y los envases vacíos de las
sustancias químicas utilizadas.
1.3.1.6. Descarnado. Antes de comenzar la etapa de curtido se procede al descarne, donde se
separan las grasas y carnazas que todavía permanecen unidas a la parte interna de la piel.
Se procede a descarnar con máquinas especiales, logrando así eliminar los tejidos subcutáneos y
adiposos adheridos a la piel, con el fin de conseguir la correcta penetración de los productos
químicos en las siguientes etapas del curtido. Luego son lavadas con abundante agua para
eliminar los residuos que estén adheridos, y proceder posteriormente al desengrasado.
Durante el desarrollo de esta etapa se consume energía eléctrica para el funcionamiento de las
máquinas, agua para el lavado de la piel. Se generan residuos sólidos con un gran contenido de
humedad, procedentes del descarne (tejido subcutáneo, adiposo) y aguas residuales producto del
lavado de la piel.
1.3.1.7. Desengrasado. En el desengrasado se utilizan detergentes. En dependencia de las
características de la piel se puede usar percloroetileno (para pieles de ovejas). Se preparan
soluciones, donde se sumerge la piel, dejándola en reposo por un tiempo determinado
dependiendo de su origen. Las descargas líquidas que contienen materia orgánica, solvente y
detergentes son tratadas posteriormente. Para la limpieza de los poros de la piel y para la
eliminación de las proteínas no estructuradas se utiliza cloruro de amonio, logrando
homogeneidad, tersura y mayor elasticidad en la superficie de la piel.
Para el desarrollo de esta etapa se requiere de agua para la preparación de las soluciones de los
productos químicos (solvente y/o detergente). Durante el proceso se generan aguas residuales y
envases vacíos de los productos químicos usados.
1.3.1.8. Curtido. A continuación se describe el proceso de curtido, tanto con base en sales de
cromo, como a base de agentes vegetales:
a) Proceso de curtido con base en sales de cromo. El proceso de curtido con base en sales de
cromo, es el más utilizado, pero al más contaminante por efecto tóxico del Cr. Este método
permite estabilizar el colágeno de la piel mediante agentes curtientes minerales
transformando la piel en cuero.
9
En los curtidos minerales se emplean diferentes tipos de sales de cormo en muy variadas
proporciones. Antes de entrar al proceso de curtido se hace el escurrido de la piel para
eliminar el mayor contenido de humedad.
Para desarrollar este proceso la piel es introducida en una máquina 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 diversos 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 húmedo de post-curtición, que es el neutralizado, recurtido, teñido y
engrasado del cuero.
En esta etapa del proceso se utiliza energía eléctrica para el funcionamiento de la
maquinaria, agua para la preparación de las sales de cromo y sustancias químicas. Como
resultado de la etapa se generan aguas residuales y envases vacíos de los productos químicos.
b) Proceso de curtido del cuero con agentes vegetales. El curtido con agentes vegetales permite
la conservación de la fibra del cuero y le proporciona ciertas características de morbidez al
tacto y elasticidad que son consecuencia de los materiales curtientes y de los métodos de
trabajo que se emplean. En este proceso de curtido se utilizan extractos vegetales (cortezas,
maderas, hojas y raíces), en su mayoría de plantas tropicales o subtropicales como la
mimosa, el quebracho o el castaño, roble o corteza de pino.
Los cueros de sumergen en un licor curtiente vegetal compuesto por agua, tanino, alumbre y
sal, durante el tiempo necesario para que se impregne totalmente agente curtiente. Como el
proceso de curtido propiamente dicho se lleva a cabo en un medio ácido es importante
controlar el pH de la solución, el cual debe mantenerse en un valor aproximado de pH 5.
Para corregir las desviaciones del pH que puedan ocurrir, se agrega el alumbre que es una sal
ácida y el cloruro de sodio (sal común), que es una sal básica. Si el pH se torna alcalino,
10
deberá agregarse una sal ácida (alumbre), en el caso contrario, si el pH se desvía hacia la
acidez, se agregará una sal básica (cloruro de sodio).
En el desarrollo de esta etapa del proceso se requiere energía eléctrica, agua, alumbre, sal y
extractos vegetales de taninos. Como resultado de la actividad se generan aguas residuales
con carga orgánica y envases de los productos químicos utilizados.
1.3.1.9. Secado. Esta etapa de trabajo depende del proceso anterior de curtición y de las
propiedades que se desea propinar a los cueros procesados. 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.
1.3.1.10. Engrasado. El engrasado se lo realiza con el objetivo de evitar el cuarteamiento del
cuero, para convertirlo suave, fuerte y flexible. Este proceso consiste en la 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.
Durante el desarrollo de esta etapa se requiere de aceites engrasantes emulsionados (minerales y
vegetales). Como resultado de la actividad existe el riesgo de potenciales derrames de aceites.
Además se generan envases de aceites.”[3]
Fuente: Ministerio del Ambiente. (2010). Estudio de Potenciales Impactos Ambientales y Vulnerabilidad Relacionada con las
Sustancias Químicas y Tratamiento de Desechos Peligrosos en el Sector Productivo del Ecuador. Capítulo 11. CIIU C-1511. Quito.
p 130.
Figura 3. Proceso de curtido y acabado de cuero
11
1.4. Factores que influyen en el agotamiento del curtiente.
“Los procesos que mejoran el agotamiento del curtiente de cromo se conocen desde la década
del sesenta. La ecuación de Wiegand, se indica como una interesante referencia:
𝐴𝛼1
𝐹 (1)
∫ 2𝑑𝐴
𝐴= 0,39𝑙𝑜𝑔
𝑡2
𝑡1+ 1,1𝑙𝑜𝑔
𝐹1
𝐹2+ 0,7𝑙𝑜𝑔
𝐵2
𝐵1+ 0,02∆𝑇
2
1 (2)
En la que:
A= Agotamiento.
t= Tiempo de curtido.
F= Baño.
T= Temperatura.
Confirma que el agotamiento del baño se puede mejorar mediante el ajuste de los siguientes
factores:
Aumento del tiempo de rotación del bombo.
Control y/o reducción de la relación de baño.
Incremento de la basicidad (valor pH).
Incremento de la temperatura.
A través de la fórmula de Wiegand se puede calcular las modificaciones de los factores o
parámetros para alcanzar una mejora en los agotamientos de los baños de cromo. Sin embargo,
hay que anotar, que estas condiciones son tan sólo teóricas o parcialmente aplicables, pues en la
práctica industrial son muy difíciles de mantener.
Utilizando este modelo, se puede calcular que con un baño del 70%, una temperatura final de
curtido de 40 °C y un tiempo de 40 horas, se obtiene un agotamiento del 98%.”[4]
1.5. Función de cromo (III) en el proceso de curtido.
“El colágeno es la principal proteína de la piel, cuya función es primariamente estructural. Está
compuesta por fibras polipeptídicas de triple hélices que se unen por medio de puentes de
hidrógeno para formar una red de fibras de colágeno. Los ácidos glutámico o aspártico en la
12
estructura primaria contienen un grupo carboxílico libre en sus cadenas laterales, según se
muestra en la Figura 4. Estos grupos –COOH son claves para la coordinación del cromo en la
estructura de la piel, para poder curtirla y darle el cambio de propiedades.
En teoría, los grupos –COOH podrían interaccionar con el Cr (III) ya que hay dos pares libres
de electrones en el átomo de oxígeno del –OH, que podrían coordinar con el metal. Sin
embargo, los grupos –COOH no hidrolizados y sin carga no tienen gran afinidad por el ión
metálico. Por eso, si se quiere una buena interacción, los –COOH deben desprotonarse primoreo
y obtener una carga negativa que incremente su afinidad al complejo metálico positivo. Así será
más fácil que el oxígeno coordine al cromo, según se muestra en la Figura 5.
Se piensa que la coordinación del cromo al colágeno puede darse de tres formas, según se
muestra en la Figura 6. El cromo puede coordinarse dentro de una triple hélice, ya sea haciendo
un entrecruzamiento entre dos puntos de la misma fibra o entre fibras distintas de la hélice. Otra
posibilidad es que el cromo coordine dos fibras provenientes de hélices distintas. Una vez que el
cromo se ha incorporado en la estructura del colágeno, se obtiene un cuero térmicamente estable
que puede resistir temperaturas de hasta 100°C sin tener un cambio estructural. La piel se
vuelve más firme, capaz de mantener su forma, impermeable y resistente a la descomposición
por vías bacterianas.
Para que una sal sea efectiva como agente curtiente debe penetrar adecuadamente en la
estructura de la piel y acomplejarse a las fibras de la misma. Así mismo, antes de haber
penetrado, debe mantenerse soluble pues, si precipita, será eliminada de la solución y ya no
podrá interaccionar con las fibras de la piel. Esto limita el rango de pH en que debe realizarse el
curtido dado que el cromo (III) forma hidróxidos insolubles a pHs básicos. Sin embargo, se
necesita asegurar un ambiente ligeramente menos ácido para que los grupos –COOH puedan
desprotonarse y así puedan ser nucleófilos más efectivos que logren coordinar al cromo. Es por
esto que el curtido comienza a un pH entre 2,5 y 3, dejando que las pieles se remojen en los
baños de cromo por varias horas. Esto da tiempo para que las especies de cromo puedan
dispersarse adecuadamente y penetrar profundamente en la piel. Una vez que se ha logrado esto,
el pH de la solución es aumentando de modo que los carboxilos del colágeno se desprotonen y
puedan reaccionar con el cromo. Esta etapa de basificado es sumamente importante en la
fijación del cromo.
El curtido y basificado deben darse con sumo cuidado, teniendo en cuenta la variación de los
parámetros para poder producir los cueros deseados. Si el pH comienza siendo muy alto, la
reactividad de la piel aumentará antes de que el cromo haya penetrado lo suficiente, con lo cual
13
se dará un curtido superficial. Si se lleva a cabo el proceso en pH muy bajo, se tendrá
velocidades de reacción muy bajas y no habrá una fijación adecuada del cromo. Este proceso se
detalla en las Figuras 7-8, donde también se muestra como no se debe hacer el curtido.”[5]
Fuente: Nelson, D. y Cox, M. Lehninger Principles of Biochemistry. Editorial Freeman and Company. 4th Ed.. United
States. 2004. p. 79.
Figura 4. Estructuras de los ácidos aspártico y glutámico, donde resaltan las cadenas
laterales que contienen un grupo carboxílico
Fuente: Tecnología de la confección en piel. Primera parte: De la materia prima a la piel transformada. María de
Perinat. EDYM, España 2009. p. 26.
Figura 5. Interacción del cromo (III) en la formación de entrecruzamientos de cadenas de
colágeno
14
Fuente: European Comission. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best
Available Techniques for the Tanning of Hides and Skis. Ireland. 2003. p. 7.
Figura 6. Formas de entrecruzamiento del cromo con el colágeno
Fuente: BLC Leather Technology Centre. Cleaner Technologies for Pickling and Tanning. England. 2002. p. 11
Figura 7. Secuencia de pH necesaria para el curtido correcto
Fuente: BLC Leather Technology Centre. Cleaner Technologies for Pickling and Tanning. England. 2002. p. 11
Figura 8. Secuencia de pH necesaria para el curtido incorrecto
15
1.6. Recuperación de cromo.
“La industria de la curtiembre utiliza mayoritariamente cromo en forma de su sal trivalente,
cuya naturaleza permite una recuperación mediante precipitación y posterior redisolución.
Los baños agotados de curtido poseen Cromo (III) disuelto, el cual se precipita al formar
Cr(OH)3 y disolviendo nuevamente con H2SO4, conforme a las siguientes reacciones:
𝐶𝑟3+ + 3𝑂𝐻− → 𝐶𝑟(𝑂𝐻)3 1
2𝐶𝑟(𝑂𝐻)3 + 3𝐻2𝑆𝑂4 → 𝐶𝑟2(𝑆𝑂4)3 + 6𝐻2𝑂 2
De acuerdo con el Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear (IBTEN), es factible
recuperar el cromo mediante la adición de una base que eleve el pH del baño agotado hasta 9, en
el cual es posible recuperar hasta el 99% del cromo trivalente precipitado, cuya constante de
solubilidad en forma de Cr(OH)3 es de 1,24x10-8
M.
En este proceso de recuperación de cromo, el baño agotado es precipitado con una solución de
NaOH al 25% (p/v), agitado mecánicamente hasta llegar al valor de pH 9, calentando
posteriormente la solución entre 70 a 80 °C.
Otra alternativa de precipitación incluye el uso de cal apagada Ca(OH)2 añadiendo la cantidad
estequiométrica del álcali con respecto a la cantidad de cromo presente en el baño agotado,
hasta llegar a un valor de pH 9, posteriormente calentando el precipitado entre 70 y 80 °C.
En el caso de utilizar úrea como agente precipitante, es necesario regular inicialmente el pH con
hidróxido de sodio en un rango de 8 a 9, intervalo en el cual se da la precipitación del cromo
como hidróxido, para posteriormente añadir la cantidad estequiométrica de urea.
En el estudio realizado por el IBTEN los resultados de los ensayos en base a descargas de una
curtiembre que utilizaba óxido de cromo (III) como agente curtiente con una concentración de
1,5 g/L, se muestra a continuación.”[6]
16
Tabla 1. Tabla de agentes precipitantes del cromo
Parámetro de evaluación Agente precipitante
Na(OH) Ca(OH)2 CO(NH2)2
pH(baño) 3,4 3,2 2,4
pH(precipitación) 9 - 9
pH(filtrado) 7,2 7,7 8
Tiempo de decantación / horas 10 10 10
Altura de precipitado / cm ¼ h 1/3 h ¼ h
Cr2O3/mgL-1
(en el filtrado) 0,1 a 2 8 a 15 0,2
Cr2O3/ %(en el precipitado) 23 a 25 7 a 12 26
Recuperación / % 99 97 a 99 98 a 99
Fuente: Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear. Centro de Investigaciones Nucleares. Recuperación de
Cromo y su Reuso en Curtiembres. Bolivia. 2004. p. 21.
Fuente: Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear. Centro de Investigaciones Nucleares. Recuperación de
Cromo y su Reuso en Curtiembres. Bolivia. 2004. p. 20.
Figura 9. Distribución de especies de Cr3+
en función del pH en una solución en equilibrio
con Cr(OH)3
1.7. Basicidad.
“La basicidad de un complejo de cromo puede definirse como el porcentaje total de valencias
primarias del átomo de cromo que están ocupadas por grupos hidróxilo (OH-).
El cromo trivalente en solución tiene una fuerte atracción por los iones OH-.
17
Las sales básicas de cromo se diferencian unas de otras por los números de grupos OH- unidos
al átomo de cromo.
La basicidad puede expresarse en:
Doceavas partes, también llamados grados alemanes.
En porcentaje o grados Schorlemmer.
Si el átomo cromo no tiene ningún grupo básico (ningún grupo OH- enlazado) su basicidad es 0.
Tabla 2. Basicidad de un complejo de cromo
Basicidad en porcentaje Basicidad en
doceavos
Ejemplos
0 (ningún grupo OH- enlazado) = 0/12 CrCl3
(Cloruro de cromo)
33% (un enlace ocupado por un
grupo OH-) = 4/12
Cr(OH)Cl2
(Cloruro monobásico de cromo)
66% (dos enlaces ocupados por un
grupo OH-) = 8/12
Cr(OH)2Cl
(cloruro dibásico de cromo)
100% (tres grupos OH-) = 12/12
Cr(OH)3
(Hidróxido de cromo
precipitado)
La diferencia entre la basicidad y 100 es lo que se denomina acidez (Lo que no está básico es
ácido). Dicho de otra manera, es el porcentaje de valencias primarias del átomo de Cr que no
están unidas a grupos OH-. O sea, que la suma de la basicidad más la acidez debe dar 100.
En la práctica se puede decir que el poder curtiente de una sal de cromo aumenta al aumentar su
basicidad.
Se inicia la curtición con compuestos de cromo de baja basicidad, generalmente 33%. Con esto
se consigue un rápido atravesamiento de la piel y se evita una sobresaturación de las capas
externa de la piel en tripa.
Con basicidad entre 0 y 33% las moléculas en solución son de pequeñas dimensiones, además
de poseer complejos mononucleares sin acción reticulante, o sea, sin efecto curtiente entre las
cadenas moleculares de la proteína dérmica.
18
Este efecto curtiente se logra cuando 2 o más átomos de cromo se enlazan formando moléculas
mayores (mayor basicidad). Pero, si esas moléculas son demasiado grandes se dificulta su
penetración en la sustancia dérmica.
Una vez incorporado el curtiente de cromo a la piel, una basificación posterior de la solución,
asegura la fijación del curtiente debido al aumento del tamaño de las partículas. Esa fijación
refuerza la fijación puramente química.
Comercialmente se encuentran curtientes de sulfato de cromo de 33% de basicidad y también
hay de 40 y 50%. Por todo lo dicho anteriormente es que un curtido normal se hace
comenzándolo con un sulfato de cromo de 33% de basicidad con lo que obtenemos una buena
penetración, facilitado por su pequeño tamaño de partícula y luego se puede continuar con otro
curtiente de 50% de basicidad ya sea en el mismo baño de curtición o en una posterior
recurtición con el cual obtendremos mayor plenitud.
Las sales de cromo de 66,66% de basicidad, precipitan en forma de sales básicas de cromo. Se
puede considerar que son solubles desde una basicidad 0 hasta 55%; por encima de ello los
fenómenos de olificación (hidroxilación) forman rápidamente agregados mayores que
disminuyen la solubilidad y con el tiempo llegan a precipitar.
La basificación siempre ha sido un proceso complicado en la curtición al cromo, ya que errores
en el basificado, como una incorrecta dosificación o una adición veloz dan lugar a manchas.
Se aumenta la basicidad del curtiente de cromo mediante basificado, es decir, adición de
productos de reacción alcalina, por ejemplo carbonato sódico, bicarbonato sódico. Así se
obtiene un mayor poder curtiente y una fijación más completa del curtiente de cromo.”[7]
1.8. Procesos biológicos aplicados al tratamiento de agua residual.
“Todos los procesos biológicos que se emplean en el tratamiento de agua residual tienen su
origen en procesos y fenómenos que se producen en la naturaleza. El proceso de tratamiento
biológico consiste en el control del medio ambiente de los microorganismos de modo que
consigan condiciones de crecimiento óptimas.
Las principales aplicaciones de estos procesos son: la eliminación de la materia orgánica
carbonosa del agua residual, medida como Demanda Biológica de Oxigeno, Carbono Orgánico
19
Total o Demanda Química de Oxígeno (DBO, COT, DQO); la nitrificación; la desnitrificación;
la eliminación de fosforo; y la estabilización de fangos.
Los principales procesos biológicos aplicados al tratamiento de agua residual se dividen en
cinco grandes grupos:
Procesos aerobios: Procesos de fangos activados, lagunas aireadas, digestión aerobia, filtros
percoladores, filtros de desbaste, sistemas biológicos rotativos de contacto o biodiscos
(RBC), biofiltros activados.
Procesos anóxicos: desnitrificación con cultivo en suspensión, y la identificación de película
fija.
Procesos anaerobios: digestión anaerobia, proceso anaerobio de contacto (UASB), filtro
anaerobio, y lecho expandido.
Procesos anaerobios, anóxicos o aerobios combinados: proceso de una o varias etapas.
Procesos en estanques o lagunajes: lagunas aerobias, lagunas facultativas, lagunas anaerobias
y lagunas de maduración o terciarias. Estos procesos en estanques o lagunajes se pueden
incluir también en los procesos anteriormente mencionados.”[8]
1.9. Consume POW.
“Consume POW contiene múltiples organismos únicos en su selección, adaptaciones
específicas, y mezcla sinérgica. Estos cultivos bacterianos de 5 mil millones por gramo son los
verdaderos trabajadores de la fórmula del producto. Cada sistema tiene una población bacteriana
natural en ella, pero esta población no está necesariamente compuesto por los organismos más
adecuados o más eficientes para el trabajo. Es una mezcla sinérgica de digestores naturales y
nutrientes especiales que trabajan juntos para digerir los residuos orgánicos de forma rápida y
eficaz.
Este producto incluye nutrientes especiales para proporcionar los minerales y vitaminas
necesarios para el crecimiento más rápido y la mayor actividad de los digestores. Estas bacterias
ataca a la materia no biodegradable y difíciles de degradar compuestos químicos encontrados en
las aguas residuales, y descomponerlas miles de veces más rápido que un ciclo de
descomposición natural sin producir malos olores o gases.
La DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) es un método para estimar el grado de
contaminación en aguas residuales determinado de residuos domiciliarios, fertilizantes,
productos químicos industriales, etc. El uso de las bacterias reducirá sustancialmente los niveles
de contaminación en la corriente de aguas residuales.
20
La estabilidad del sistema cambia constantemente debido a la composición de las aguas
residuales de entrada, lavados de la planta, y los cambios en los programas de producción. La
biomasa (población de buenos microorganismos en el sistema) trata constantemente de
ajustarse, pero a menudo se siente abrumado, haciendo el rendimiento deficiente del sistema.
Consume POW ofrece una mezcla concentrada de digestores necesarios, acelerando el proceso
de adaptación y el mantenimiento de un tratamiento más eficiente. El bajo rendimiento del
digestor puede causar espuma, lo que mantiene el material de desecho de la configuración en el
clarificador. Los digestores han sido cuidadosamente seleccionados y no contribuirán a la
formación de espuma en la planta de aguas residuales.
Este producto no es tóxico, no ácido ni alcalino. Consume proporciona un arranque seguro y
confiable. Es biodegradable, libre de fosfatos y no contaminante. No hay riesgo de
contaminación de aguas abajo y no daña a los animales o la vida marina.”[9]
21
2. PARTE EXPERIMENTAL
2.1. Materiales y equipos.
Bombo de pruebas.
Termómetro . R= (0-150)°C Ap= ±2°C
Equipo de agitación magnética.
Agitador magnético. R= (0-550)°C Ap= ±5°C
R= (0-1500) rpm Ap= ±50 rpm
Equipo de absorción atómica.
Balanza analítica. R= (0-220) g Ap= ±0,0001 g
Papel pH. R= (0-14)
Areómetro. R= (0-10) Baumé
Vasos de precipitación. V= 1000 ml R= (0-1000) ml
Vasos de precipitación. V= 200 ml R= (0-200) ml
Vasos de precipitación. V= 80 ml R= (0-80) ml
Vasos de precipitación. V= 50 ml R= (0-50) ml
Matraz Erlenmeyer. V= 125 ml R= (0-125) ml
Vidrio de reloj.
Pipetas. V= 5 ml R= (0-5) ml Ap= ±0,1 ml
Pipeta. V= 20 ml R= (0-20) ml Ap= ±1 ml
Micropipeta. V= 1000 μl R= (100-1000) μl Ap= ±1 μl
Micropipeta. V=100 μl R= (0-100) μl Ap= ±1 μl
Balones aforados. V= 250 ml
Balones aforados. V= 150 ml
Balones aforados. V= 100 ml
Balones aforados. V= 50 ml
Balones aforados. V= 25 ml
Jeringuillas. V= 1 ml R= (0-1) ml Ap=±0,1 ml
Embudos de vidrio.
Jarras plásticas. V= 1000 ml
Jarras plásticas. V= 500 ml
Recipiente plástico. V= 50 l
22
Envases de vidrio ámbar. V= 250 ml
Envase plástico. V= 3000 ml
Envases plásticos. V= 250 ml
Agitador de vidrio.
Pera.
Papel filtro.
Guantes de nitrilo.
Espátula.
Papel aluminio.
Bomba de aire.
2.2. Sustancias y reactivos.
Fenolftaleína. C20H14O4 (l)
Verde bromocresol. C21H14Br4O5S (l)
Agua. H2O (l)
Sulfato de amonio. (NH4)2SO4 (s)
Bisulfito de sodio. NaHSO3 (s)
Sales de ácidos policarboxílicos. R-COOH (s)
Proteasas pancreáticas.
Alcohol etoxilado. R-OH (l)
Sal. NaCl (s)
Ácido fórmico. CH2O2 (l)
Éster hidroxilado. R-CO-COH-R (l)
Sulfato básico de cromo. Cr(OH)SO4 (s)
Aceite catiónico. R=R-COOH (l)
Éster en dispersión. R-CO-OR (l)
Óxido de magnesio. MgO (s)
Terra Flock GM.
Back Flock RR.
Agua tipo I. H2O (l)
Agua destilada. H2O (l)
Ácido nítrico. HNO3 (l) 70 v/v
Ácido clorhídrico. HCl (l)
Hidróxido de sodio. NaOH (s)
Ácido sulfúrico. H2S04 (l) 95 v/v
23
Acetileno. C2H2 (g)
Estándar AA Cromo. 1000 μg/ml
2.3. Diseño experimental.
Se determinaron las cantidades de tres variables independientes (alcohol etoxilado, éster
hidroxilado y éster en dispersión) y una variable dependiente (concentración final de cromo en
baño agotado). Se estableció un diseño factorial para estudiar el efecto de tres factores en la
variable de respuesta, estableciendo dos niveles para cada factor (bajo y alto), eligiendo un
diseño factorial de 2k=2
3, obteniendo 8 tratamientos diferentes y 1 réplicas.
Los niveles de los factores estudiados, fueron elegidos mediante recomendaciones del sector
curtidor y la casa química PELLITAL SA., los cuales se realizaron pruebas preliminares de
finiendo un nivel alto y bajo de cada factor.
Tabla 3. Niveles de prueba para cada factor
Factor Unidades Niveles Variable de
Respuesta Bajo Alto
Alcohol etoxilado g 16 32 Concentració
n final de
cromo
Éster hidroxilado g 80 240
Éster en dispersión g 160 320
Tabla 4 Combinaciones de los factores
Tratamiento Alcohol etoxilado, g Éster hidroxilado, g Éster en dispersión, g
t1 16 80 160
t2 16 80 320
t3 16 240 160
t4 16 240 320
t5 32 80 160
t6 32 80 320
t7 32 240 160
t8 32 240 320
24
Piel en TripaProceso de
Curtido
C11
C11
C11
C22
C31
C11
C21
C21
t4
t3
t2
t1
C22
C21
C21
C32
C31
C32
C31
C32
C31
t5
t8
t6
t7
C12
C12
C12
C12
C22
C22 C32
Figura 10. Diagrama de flujo diseño experimental
Purgado
Control materia prima (piel curtida)
PiqueladoCurtido
Desengrasado
Basificado
DesencaladoClasificación
materia prima(piel en tripa)
Figura 11. Diagrama de flujo del proceso de prueba de curtido
25
Procedimiento tradicional
Regeneración
PrecipitaciónCromo
Tomamuestras
Análisis Sulfatos
Tomamuestras
Cuantificación Cromo total
Cuantificación Cromo total
Análisis muestra
Comparación datos
Análisismuestra
PruebaCurtido
Análisis de datos
Selección muestra
Tratamientobiológico
Procedimientopropuesto
FiltradoPrecipidado
Figura 12. Diagrama de flujo para la comparación de procesos de curtidos tradicional y
propuesto, recuperación de cromo y su tratamiento
26
2.4. Procedimiento experimental.
2.4.1. Procedimiento experimental para pruebas. La parte experimental de pruebas se realizó
en laboratorio, basándose en la investigación bibliográfica sobre el fundamento del proceso en
general, manteniendo constante el tiempo de proceso, cantidades de sulfato básico de cromo y
demás productos que intervienen en la curtición, variando las cantidades de acuerdo con el
diseño experimental 23 de alcohol etoxilado, éster hidroxilado y éster.
Para cada tratamiento se trabajó de la siguiente manera:
Pesar la cantidad establecida de piel en tripa de 16 kg.
Determinar las cantidades de químicos según la relación en porcentaje establecida para la
prueba.
Añadir la cantidad de productos específicos para la etapa de desencalado, encender el equipo
durante 90 minutos.
Agregar la cantidad de productos para las etapas de purgado y desengrasado, encender el
equipo durante 45 minutos y escurrir.
Añadir la cantidad de producto inicial del piquelado, encender el equipo durante 10 minutos
y completar con el siguiente producto, encender el equipo durante 60 minutos.
Agregar la cantidad de producto fijador de cromo en la etapa de precurtido, encender el
equipo durante 60 minutos.
Añadir la primera dosificación de cromo, encender el equipo durante 60 minutos.
Agregar la siguiente dosificación de cromo con el producto engrasante y el producto
agotador de cromo, encender el equipo durante 120 min.
Añadir el producto para la etapa de basificación, encender el equipo durante 600 minutos.
Tomar muestra de baño agotado.
2.4.2. Procedimiento experimental para comparación de procesos de curtido. El proceso de
comparación se realizó mediante un proceso tradicional definido y el proceso optimizado
resultado del procedimiento anterior. Estos procedimientos fueron realizados en las mismas
condiciones de cantidad de materia prima, tiempo de etapas, cromo y equipo.
27
2.4.2.1. Procedimiento tradicional.
Pesar 50 kg de piel en tripa.
Determinar las cantidades de químicos según la relación en porcentaje en la formulación
tradicional.
Colocar la piel en el bombo y realizar un lavado con agua a temperatura ambiental.
Añadir 100 g de sulfato de amonio, 50 l de agua, encender el equipo durante 30 minutos y
escurrir.
Añadir 900 g de sulfato de amonio, 250 g de bisulfito de sodio y encender el equipo durante
45 minutos.
Revisar el corte de la piel con fenolftaleína.
Añadir 75 g de proteasas pancreáticas, encender el equipo durante 30 minutos, lavar y
escurrir.
Agregar 40 l de agua a temperatura ambiente, 3500 g de sal y encender el equipo durante 15
minutos.
Medir los grados Baumé.
Añadir 500 g de ácido fórmico y encender el equipo durante 60 minutos.
Agregar 500 g de ácido fórmico y encender el equipo durante 120 minutos.
Revisar el corte de la piel con verde bromocresol.
Agregar 1500 g de sulfato básico de cromo, encender el equipo durante 60 minutos y tomar
muestras.
Añadir 1500 g de sulfato básico de cromo, 250 g de aceite catiónico, encender el equipo
durante 120 minutos y tomar muestras.
Agregar 200 g de óxido de magnesio, encender el equipo durante 10 horas y tomar muestra.
2.4.2.2. Procedimiento mejorado.
Pesar 50 kg de piel pelambrada y dividida.
Determinar las cantidades de químicos según la relación en porcentaje en la formulación
propuesta.
Colocar la piel en el bombo y realizar un lavado con agua a temperatura ambiental.
Agregar 200 g de sulfato de amonio, 200 g bisulfito de sodio, 500 g de sales de ácidos
policarboxílicos y encender el equipo durante 90 minutos.
Revisar el corte de la piel con fenolftaleína.
Añadir 75 g de proteasas pancreáticas, 50 g de alcohol etoxilado, encender el equipo durante
45 minutos, escurrir y lavar.
28
Agregar 40 l de agua a temperatura ambiente, 2250 g de sal y encender el equipo durante 10
minutos.
Medir los grados Baumé.
Añadir 750 g de ácido fórmico y encender el equipo durante 60 minutos.
Revisar el corte de la piel con verde bromocresol.
Agregar 650 g de éster hidroxilado y encender el equipo durante 60 minutos.
Añadir 1500 g de sulfato básico de cromo, encender el equipo durante 60 minutos y tomar
muestras.
Agregar 1500 g de sulfato básico de cromo, 250 g de aceite catiónico, 250 g de éster en
dispersión encender el equipo durante 120 minutos, tomar muestras.
Agregar 200 g de óxido de magnesio, encender el equipo durante 600 minutos y tomar
muestra.
2.4.3. Procedimiento determinación de cromo.
2.4.3.1. Digestión de las muestras.
Poner en un matraz Erlhenmeyer una cantidad de muestra de 50 a 100 ml.
Añadir 3 ml de ácido nítrico concentrado.
Colocar el matraz sobre una placa caliente y esperar hasta que se evapore a menos de 5 ml.
Enfriar y añadir 5 ml de ácido nítrico concentrado.
Cubrir con un vidrio de reloj y volver a calentar en la placa elevando la temperatura y
añadiendo más ácido nítrico si es necesario, hasta observar un ligero color del digestado o
ausencia de cambio en su apariencia.
Evaporar a menos de 5 ml y enfriar.
Añadir 10 ml de ácido clorhídrico y 15 ml de agua por 100 ml de volumen final previsto.
Calentar 15 minutos para disolver cualquier precipitado o residuo.
Enfriar y filtrar para eliminar material insoluble.
2.4.3.2. Cuantificación de cromo total por absorción atómica.
Verificar el gas acetileno.
Revisar que el compresor esté con el nivel adecuado.
Encender el equipo de absorción atómica.
Abrir el software del equipo de absorción atómica.
Abrir el método del equipo para cuantificar el cromo.
29
Colocar en el equipo la lámpara correspondiente a cromo.
Encender la lámpara y esperar el nivel de energía adecuado.
Preparar los estándares de cromo de 1, 2, 3 y 4 ppm.
Calibrar el equipo, verificar absorbancia, nivel de energía, posición de mechero, longitud de
onda.
Leer el estándar para determinar la curva de calibración del equipo con un coeficiente de
correlación 0,9999.
Leer el blanco de la muestra dos veces.
Diluir las muestras para leer en el rango de la curva de calibración.
Leer las muestras y determinar las concentraciones mediante el factor de dilución.
2.4.3.3. Recuperación del sulfato básico de cromo.
Tomar una muestra de 200 ml de agua residual del proceso de curtido optimizado.
Filtrar la muestra para eliminar residuos sólidos con un embudo y papel filtro.
Preparar una solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 25 p/v.
Con el papel indicador medir el pH inicial de la muestra.
Colocar el vaso de precipitación con la muestra en el equipo de calentamiento y agitación
magnética.
Encender el equipo con un calentamiento de 70 °C y agitación lenta.
Añadir con una pipeta 1 ml de solución de NaOH y medir el pH.
Repetir el mismo procedimiento hasta llegar a un pH de 9.
Apagar el sistema y dejar reposar la muestra hasta obtener dos fases.
Filtrar con papel filtro para separar totalmente las fases.
Preparar una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) al 25 v/v.
Poner el precipitado en un vaso de precipitación para su acidulación.
Colocar el vaso con el precipitado en el sistema de calentamiento y agitación.
Añadir con la pipeta la solución de H2SO4 con una agitación lenta y una temperatura de 70
°C, hasta obtener una coloración verde clara.
Apagar el sistema de calentamiento.
Tomar muestra para analizar sulfatos.
30
2.4.4. Procedimiento de aplicación de Terra Flock GM y Back Flock RR.
Tomar una muestra de agua residual en un vaso de precipitación de 200 ml.
Colocar el vaso con la muestra en el sistema de agitación.
Encender el equipo de agitación y regular a 50 rpm.
Añadir 1 ml de Terra Flock GM y esperar 5 minutos.
Agregar 1 ml de Back Flock RR y esperar 10 minutos.
Apagar el sistema de agitación.
La muestra llevar a una probeta de 10 ml.
Tomar el volumen en el fondo de la probeta cada 10 minutos.
Tabular los datos.
Tomar la temperatura y pH de la muestra final.
Repetir el procedimiento variando las concentraciones.
2.4.5. Procedimiento para el tratamiento biológico.
Establecer según la investigación bibliográfica la cantidad de bacterias para el tratamiento.
Colocar en un recipiente la cantidad de 50 L de muestra tratada con Terra Flock GM y Back
Flock RR.
Agregar inicialmente 1g de bacterias al recipiente e ir dosificando 0,5 g cada dos días.
Tomar medidas de pH, temperatura y observar las variaciones cualitativas del proceso
biológico diariamente.
Después de 30 días de iniciado el proceso, tomar una muestra y analizar los parámetros de
contaminación orgánica (DBO5 y DQO).
31
DesencaladoPurgado y
DesengrasadoPiqueladoPiquelado
Curtición CurticiónBasificado Pre-Curtición
Sulfato de amonio
Bisulfito de sodio
Sales de ácidos orgánicos
Alcohol etoxilado
Proteasas pancreáticas
Sal
AguaÁcido fórmico
Sulfato básico de cromo Éster hidroxilado
Sulfato básico de cromo
Aceite catiónico
Éster en dispersiónÓxido de magnesio
Piel curtida
Escurrido
Agua residual
Piel en tripa
Figura 13. Diagrama de bloques para el proceso de curtido en cada tratamiento
32
Lavado Lavado Desencalado Piquelado
Piquelado
Purgado
Curtición CurticiónBasificación Piquelado
AguaSulfato de amonio
AguaSulfato de amonio
Bisulfito de sodioProteasas pancreáticas
Sal
Agua
Ácido fórmicoSulfato básico de cromo Ácido fórmico
Sulfato básico de cromo
Aceite catiónicoÓxido de magnesio
Piel en tripa
Piel curtida
EscurridoEscurrido
Agua residual
Figura 14. Diagrama de bloques para el proceso tradicional
33
DesencaladoPurgado y
DesengrasadoPiqueladoPiquelado
Curtición CurticiónBasificado Pre-Curtición
Sulfato de amonio
Bisulfito de sodio
Sales de ácidos orgánicos
Alcohol etoxilado
Proteasas pancreáticas
Sal
AguaÁcido fórmico
Sulfato básico de cromo Éster hidroxilado
Sulfato básico de cromo
Aceite catiónico
Éster en dispersiónÓxido de magnesio
Piel curtida
Escurrido
Agua residual
Piel en tripa
Figura 15. Diagrama de bloques para el proceso propuesto
34
3. DATOS EXPERIMENTALES Y CÁLCULOS
3.1. Datos de formulaciones de tratamientos.
Tabla 5. Formulación tratamiento 1
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,1
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 0,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 1,0
Óxido de magnesio 0,4 600
35
Tabla 6. Formulación tratamiento 2
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,1
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 0,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 2,0
Óxido de magnesio 0,4 600
Tabla 7. Formulación tratamiento 3
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,1
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 1,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 1,0
Óxido de magnesio 0,4 600
36
Tabla 8. Formulación tratamiento 4
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,1
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 1,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 2,0
Óxido de magnesio 0,4 600
Tabla 9. Formulación tratamiento 5
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,2
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 0,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 1,0
Óxido de magnesio 0,4 600
37
Tabla 10. Formulación tratamiento 6
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,2
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 0,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 2,0
Óxido de magnesio 0,4 600
Tabla 11. Formulación tratamiento 7
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,2
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 1,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 1,0
Óxido de magnesio 0,4 600
38
Tabla 12. Formulación tratamiento 8
Reactivo % Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4
90 Bisulfito de sodio 0,4
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0
Proteasas pancreáticas 0,15 45
Alcohol etoxilado 0,2
Agua 80,0 10
Sal 4,5
Ácido fórmico 1,5 60
Éster hidroxilado 1,5 60
Sulfato básico de cromo 3,0 60
Sulfato básico de cromo 3,0
120 Aceite catiónico 0,5
Éster en dispersión 2,0
Óxido de magnesio 0,4 600
3.2. Cálculo de cantidades de productos para cada tratamiento.
𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 = 16000 𝑔
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 ∗ 𝑥𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 (3)
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 16000 𝑔 ∗ 0,004
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 64 𝑔
Donde:
𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 → Cantidad de materia prima utilizada en tratamiento 1.
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Cantidad de producto calculado para tratamiento 1.
𝑥𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Fracción de producto en la formulación tratamiento 1.
39
3.3. Cálculo de cantidades de los productos para cada proceso de curtido.
Tabla 13. Formulación tradicional
Producto % x Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,2 0,002 30
Agua 100 1,0
Sulfato de amonio 1,8 0,018 45
Bisulfito de sodio 0,5 0,005
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 30
Agua 80,0 0,8 15
Sal 7,0 0,07
Ácido fórmico 1,0 0,01 60
Ácido fórmico 1,0 0,01 120
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 120
Aceite catiónico 0,5 0,005
Óxido de magnesio 0,4 0,004 600
Tabla 14. Formulación mejorada
Reactivo % x Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,01
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002
Agua 80,0 0,8 10
Sal 4,5 0,045
Ácido fórmico 1,5 0,015 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03
120 Aceite catiónico 0,5 0,005
Éster en dispersión 1,0 0,01
Óxido de magnesio 0,4 0,004 600
40
𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 = 50000 𝑔
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 ∗ 𝑥𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 (4)
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 50000 𝑔 ∗ 0,002
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 100 𝑔
Donde:
𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎 → Cantidad de materia prima utilizada en el proceso.
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Cantidad de producto calculado.
𝑥𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Fracción de producto en la formulación.
3.4. Cálculo del costo de los procesos de curtido.
Tabla 15. Formulación tradicional
Producto % x Cantidad, kg Valor, USD/kg
Sulfato de amonio 0,2 0,002 0,2 2,24
Agua 100 1 100 0,0025
Sulfato de amonio 1,8 0,018 1,8 2,24
Bisulfito de sodio 0,5 0,005 0,5 1,4
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 0,15 2,96
Agua 80 0,8 80 0,0025
Sal 7 0,07 7 0,088
Ácido fórmico 1 0,01 1 1,47
Ácido fórmico 1 0,01 1 1,47
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73
Aceite catiónico 0,5 0,005 0,5 3,24
Óxido de magnesio 0,4 0,004 0,4 3,13
𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 = 100 𝑘𝑔
𝑉𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 𝑚𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 ∗ 𝑉𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 (5)
41
𝑉𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 0,2 𝑘𝑔 ∗ 2,24 𝑈𝑆𝐷/𝑘𝑔
𝑉𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 = 0,448 𝑈𝑆𝐷
Donde:
𝑉𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Costo del sulfato de amonio utilizado con base de cálculo de 100 kg.
𝑚𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑛𝑖𝑜 → Cantidad de producto calculado en kilogramos.
𝑉𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 → Costo del producto por cada kilogramo del mismo.
3.5. Cálculo de la diferencia de costo entre los procesos de curtido.
%𝑉 =𝑉𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜−𝑉𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
𝑉𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜∗ 100 (6)
%𝑉 =30,157 − 22,882
30,157∗ 100
%𝑉 = 24,12
Donde:
%𝑉 → Porcentaje de diferencias entre los valores totales de cada proceso.
𝑉𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 → Costo total del proceso propuesto con base de cálculo de 100 kg.
𝑉𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 → Costo total del proceso tradicional con base de cálculo de 100 kg.
3.6. Cálculo de soluciones estándares de cromo.
Tabla 16. Estándares de cromo
N Concentración estándar, mg/l
1 1
2 2
3 3
4 4
𝐶1𝑉1 = 𝐶2𝑉2 (7)
𝑉1 =𝐶2𝑉2
𝐶1 (8)
42
𝑉𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 =(100 𝑚𝑙)(1 𝑚𝑔/𝑙)
(1000 𝑚𝑔/𝑙)
𝑉𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 = 0,1𝑚𝑙
Donde:
𝐶1 → Concentración 1.
𝑉1 → Volumen 1.
𝐶2 → Concentración 2.
𝑉2 → Volumen 2.
𝑉𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 → Volumen estándar.
3.7. Cálculo de la solución de ácido nítrico.
𝐶1𝑉1 = 𝐶2𝑉2 (9)
𝑉1 =𝐶2𝑉2
𝐶1 (10)
𝑉𝐻𝑁𝑂3=
(3 𝑣/𝑣)(100 𝑚𝑙)
(70 𝑣/𝑣)
𝑉𝐻𝑁𝑂3 = 4,28 𝑚𝑙
Donde:
𝐶1 → Concentración 1.
𝑉1 → Volumen 1.
𝐶2 → Concentración 2.
𝑉2 → Volumen 2.
𝑉𝐻𝑁𝑂3 → Volumen de ácido nítrico concentrado.
3.8. Cálculo factor de disolución.
𝑓 =𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (11)
𝑓 =40 𝑚𝑙
0,1 𝑚𝑙
𝑓 = 400
43
Donde:
𝑓 → Factor de disolución.
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 → Volumen total.
𝑉𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 → Volumen de la muestra.
3.9. Cálculo de concentración de cromo total.
𝐶𝐶𝑟 = 𝐶𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑓 (12)
𝐶𝐶𝑟 = 0,684 𝑚𝑔/𝑙 ∗ 400
𝐶𝐶𝑟 = 273,6 𝑚𝑔/𝑙
Donde:
𝐶𝐶𝑟 → Concentración de cromo total calculada.
𝐶𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎 → Concentración de cromo total leída en el equipo de absorción atómica.
𝑓 → Factor de disolución.
3.10. Análisis estadístico.
El análisis estadístico se realizó con el software STATGRAPHICS Centurion XVI, mediante la
herramienta de análisis de experimentos multifactorial.
Se analizará el efecto de las cantidades de tres factores, el alcohol etoxilado, éster hidroxilado y
éster en la concentración de cromo en el baño agotado del proceso de curtido.
Se determinarán las condiciones óptimas del proceso mediante una superficie de respuesta.
3.10.1. ANOVA optimización del proceso de curtido.
Statgraphics construye y analiza muchos tipos de experimentos incluyendo diseños de
optimización.
44
El programa asiste en la construcción de los experimentos antes de que cualquier dato sea
recolectado, analizando los datos una vez que los experimentos fueron desarrollados,
aumentando el diseño si es necesaria más información, y en la determinación de condiciones
óptimas una vez que el modelo estadístico fue desarrollado.
Nos permite realizar un diseño factorial multinivel para estudiar los efectos con factores
cuantitativos. Se puede especificar un rango de cobertura para cada factor el cual es variado y el
número de diferentes niveles en los cuales se realiza el estudio. Construyendo una base de datos
que contiene todas las combinaciones de los diferentes niveles de las variables.
El uso importante de este programa es la creación de un conjunto de corridas candidatas para
que un subconjunto óptimo pueda seleccionarse como el procedimiento óptimo.
Para el diseño experimental planteado 23 se describirá el efecto de cada factor y las
interacciones entre las mismas, por lo tanto la hipótesis que se plantea probar son:
Hipótesis nula
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐴 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐵 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐵 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐵𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑜 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐵𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
Hipótesis alternativa
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐴 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐵 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐵 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐵𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐻𝑎 = 𝐸𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝐴𝐵𝐶 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑛 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
45
𝑆𝐶𝐴 = ∑𝑌2
𝑖..
𝑛−
𝑌2…
𝑁𝑎𝑖=1 (13)
𝑆𝐶𝐵 = ∑𝑌2
𝑖..
𝑛−
𝑌2…
𝑁𝑏𝑗=1 (14)
𝑆𝐶𝐶 = ∑𝑌2
𝑖..
𝑛−
𝑌2…
𝑁𝑐𝑘=1 (15)
𝑆𝐶𝐴𝐵 = ∑ ∑𝑌2
𝑖𝑗.
𝑛−
𝑌2…
𝑁− 𝑆𝐶𝐴 − 𝑆𝐶𝐵
𝑏𝑗=1
𝑎𝑖=1 (16)
𝑆𝐶𝐴𝐶 = ∑ ∑𝑌2
𝑖𝑗.
𝑛−
𝑌2…
𝑁− 𝑆𝐶𝐴 − 𝑆𝐶𝐶
𝑐𝑘=1
𝑎𝑖=1 (17)
𝑆𝐶𝐵𝐶 = ∑ ∑𝑌2
𝑖𝑗.
𝑛−
𝑌2…
𝑁− 𝑆𝐶𝐵 − 𝑆𝐶𝐶
𝑐𝑘=1
𝑏𝑗=1 (18)
𝑆𝐶𝐴𝐵𝐶 = ∑ ∑ ∑𝑌2
𝑖𝑗.
𝑛𝑐𝑘=1 −
𝑌2…
𝑁− 𝑆𝐶𝐴 − 𝑆𝐶𝐵 − 𝑆𝐶𝐶
𝑏𝑗=1
𝑎𝑖=1 (19)
𝑆𝐶𝑇 = ∑ ∑ ∑ 𝑌2𝑖𝑗𝑘
𝑐𝑘=1 −
𝑌2…
𝑁𝑏𝑗=1
𝑎𝑖=1 (20)
𝑆𝐶𝐸𝐸 = 𝑆𝐶𝑇 − 𝑆𝐶𝐴 − 𝑆𝐶𝐵 − 𝑆𝐶𝐶 − 𝑆𝐶𝐴𝐵 − 𝑆𝐶𝐴𝐶 − 𝑆𝐶𝐵𝐶 − 𝑆𝐶𝐴𝐵𝐶 (21)
𝑁 = 𝑎𝑏𝑐 (22)
𝐶𝑀 =𝑆𝐶𝐴
𝐺𝐿 (23)
𝐹 =𝐶𝑀𝐴
𝐶𝑀𝐸 (24)
Donde:
𝑌… → Suma de todas las observaciones.
𝑌𝑖. → Suma de las observaciones del tratamiento i del factor A.
𝑌𝑗. → Suma de las observaciones del tratamiento j del factor B.
𝑌𝑘. → Suma de las observaciones del tratamiento k del factor C.
𝑌𝑖𝑗𝑘 → Suma global de todas las observaciones.
𝑆𝐶𝐴 → Suma de cuadrados del efecto A.
𝑆𝐶𝐵 → Suma de cuadrados del efecto B.
𝑆𝐶𝐶 → Suma de cuadrados del efecto C.
𝑆𝐶𝐴𝐵 → Suma de cuadrados de los efectos AB.
𝑆𝐶𝐴𝐶 → Suma de cuadrados de los efectos AC.
𝑆𝐶𝐵𝐶 → Suma de cuadrados de los efectos BC.
𝑆𝐶𝐴𝐵𝐶 → Suma de cuadrados de los efectos ABC.
𝑆𝐶𝐸 → Suma de cuadrados del error.
𝑛 → Número réplicas.
𝐺𝐿 → Grados de libertad.
𝐶𝑀 → Cuadrados medios.
𝐹 → Estadístico de Fisher.
46
Tabla 17. ANOVA para diseño factorial 23
F SC GL CM Fo Valor-p
Efecto A SCA a-1 CMA CMA/ CME P(F>Fo)
Efecto B SCB b-1 CMB CMB/ CME P(F>Fo)
Efecto C SCC c-1 CMC CMC/ CME P(F>Fo)
Efecto AB SCAB (a-1)(b-1) CMAB CMAB/ CME P(F>Fo)
Efecto AB SCAC (a-1)(c-1) CMAC CMAC/ CME P(F>Fo)
Efecto BC SCBC (b-1)(c-1) CMBC CMBC/ CME P(F>Fo)
Efecto ABC SCABC (a-1)(b-1)(c-a) CMABC CMABC/ CME P(F>Fo)
Error SCE abc(n-1) CME
Total SCT abc-1
Figura 16. Cálculos en STATGRAPHICS Centurion XVI
3.11. Cálculo de solución de hidróxido de sodio.
𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 = 25 𝑝/𝑣 (25)
𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 =25 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻
100 𝑚𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
47
Donde:
𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 → Concentración peso/volumen de hidróxido de sodio.
3.12. Cálculo de la solución de ácido sulfúrico.
𝐶1𝑉1 = 𝐶2𝑉2 (26)
𝑉1 =𝐶2𝑉2
𝐶1 (27)
𝑉𝐻2𝑆𝑂4=
(25 𝑣/𝑣)(100𝑚𝑙)
(98 𝑣/𝑣)
𝑉𝐻2𝑆𝑂4 = 25,5 𝑚𝑙
Donde:
𝐶1 → Concentración 1.
𝑉1 → Volumen 1.
𝐶2 → Concentración 2.
𝑉2 → Volumen 2.
𝑉𝐻2𝑆𝑂4 → Volumen de ácido sulfúrico concentrado.
3.13. Cálculo de la eficiencia de optimización.
%𝑜𝑝 =𝐶𝑟𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙−𝐶𝑟𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜
𝐶𝑟𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙∗ 100 (28)
%𝑜𝑝 =938,4 − 178,0
938,4∗ 100
%𝑜𝑝 = 81,03
Donde:
%𝑜𝑝 → Eficiencia de optimización del proceso de curtido.
𝐶𝑟𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 → Cromo total presente en el agua residual del proceso tradicional.
𝐶𝑟𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 → Cromo total presente en el agua residual del proceso propuesto.
48
3.14. Cálculo de la eficiencia de recuperación.
%𝑒𝑟 =𝐶𝑟𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎−𝐶𝑟𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜
𝐶𝑟𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎∗ 100 (29)
%𝑒𝑟 =178,0 − 0,43
178,0∗ 100
%𝑒𝑟 = 99,75
Donde:
%𝑒𝑟 → Eficiencia de recuperación de cromo total.
𝐶𝑟𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 → Cromo total presente en la muestra inicial.
𝐶𝑟𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 → Cromo total presente en el filtrado después del tratamiento.
3.15. Cálculo de la carga contaminante de la muestra inicial.
𝐶𝐶𝑖 = (2 𝐷𝐵𝑂𝑖+𝐷𝑄𝑂𝑖
3+ 𝑆𝑆𝑖) ∗ 𝑄 (30)
𝐶𝐶 = (2 ∗ (3996 𝑚𝑔/𝑙) + 6394 𝑚𝑔/𝑙
3+ 5 𝑚𝑔/𝑙) ∗ 12000 𝑙/𝑑í𝑎
𝐶𝐶 = 57604000 𝑚𝑔/𝑑í𝑎
Donde:
𝐶𝐶𝑖 → Carga contaminante inicial.
𝐷𝐵𝑂𝑖 → Demanda biológica de oxígeno inicial.
𝐷𝑄𝑂𝑖 → Demanda química de oxígeno inicial.
𝑄 → Caudal.
3.16. Cálculo de carga orgánica.
𝐶𝑂 = 𝑄𝐼(𝐷𝐵𝑂𝐼)/100 (31)
𝐶𝑂 = (12 𝑚3/𝑑í𝑎) ∗ (3996 𝑚𝑔/𝑙)/100
𝐶𝑂 = 479,52 𝑘𝑔/𝑑í𝑎
49
Donde:
𝐶𝑂 → Carga orgánica, kg/día.
𝑄𝐼 → Caudal en el influyente de la laguna, m3/día.
𝐷𝐵𝑂𝐼 → Concentración de la demanda bioquímica de oxígeno en el influyente de la laguna,
mg/l.
3.17. Carga superficial de diseño.
𝜆𝑣 = 20(𝑇) − 100 (32)
𝜆𝑣 = 20(18°𝐶) − 100
𝜆𝑣 = 260 𝑔𝐷𝐵𝑂5/𝑚3. 𝑑í𝑎
Donde:
𝜆𝑣 → Carga orgánica superficial, gDBO5/m3.día.
𝑇 → Temperatura media mensual mínima de aire, °C.
3.18. Remoción de DBO.
%𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 = 2𝑇 + 20 (33)
%𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 = 2(18°𝐶) + 20
%𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 = 56
Donde:
%𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 → Porcentaje de DBO removida en el proceso
𝑇 → Temperatura media mensual mínima de aire, °C
3.19. Volumen de la laguna.
𝑉𝑎 =𝐿𝐼𝑄𝐼
𝜆𝑣 (34)
𝑉𝑎 =(3996 𝑚𝑔/𝑙)(12 𝑚3/𝑑í𝑎)
260𝑔/𝑚3𝑑í𝑎
50
𝑉𝑎 = 184,43 𝑚3
Donde:
𝑉𝑎 → Volumen de la laguna, m3.
𝐿𝐼 → Concentración de la DBO en el influyente de la laguna, mg/l.
𝑄𝐼 → Caudal en el influyente de la laguna, m3/día.
𝜆𝑣 → Carga orgánica superficial, gDBO5/m3.día.
3.20. Área de la laguna.
Profundidad de la laguna (Z) de 2 a 4 m (criterio de diseño para laguna anaerobia).
𝐴𝑎 =𝑉𝑎
𝑍 (35)
𝐴𝑎 =184,43 𝑚3
4 𝑚
𝐴𝑎 = 46,1 𝑚2
Donde:
𝐴𝑎 → Área de la laguna, m2.
𝑉𝑎 → Volumen de la laguna, m3.
𝑍 → Profundidad de la laguna (Z) de 2 a 4 m.
3.21. Tiempo medio de retención hidráulico.
𝑂𝑎 =𝑉𝑎
𝑄𝐼 (36)
𝑂𝑎 =184,43 𝑚3
12 𝑚3/𝑑í𝑎
𝑂𝑎 = 15,36 𝑑í𝑎𝑠
Donde:
𝑂𝑎 → Tiempo medio de retención hidráulico.
𝑉𝑎 → Volumen de la laguna, m3.
𝑄𝐼 → Caudal en el influyente de la laguna, m3/día.
51
3.22. Concentración de la DBO en el efluente de la laguna.
𝐷𝐵𝑂𝑒 = (100 − %𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑎)(𝐷𝐵𝑂𝐼) (37)
𝐷𝐵𝑂𝑒 = ((100 − 56)(3996 𝑚𝑔/𝑙))/100
𝐷𝐵𝑂𝑒 = 1758,24 𝑚𝑔/𝑙
Donde:
𝐷𝐵𝑂𝑒 → Concentración de la DBO en el efluente de la laguna.
%𝐷𝐵𝑂 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 → Porcentaje de DBO removida en el proceso.
𝐷𝐵𝑂𝐼 → Concentración de la demanda bioquímica de oxígeno en el influyente de la laguna,
mg/l.
3.23. Cálculo de la carga contaminante de la muestra final.
𝐶𝐶𝑓 = (2 𝐷𝐵𝑂𝑓+𝐷𝑄𝑂𝑓
3+ 𝑆𝑆𝑓) ∗ 𝑄 (38)
𝐶𝐶 = (2 ∗ (186 𝑚𝑔/𝑙) + 359 𝑚𝑔/𝑙
3+ 5 𝑚𝑔/𝐿) ∗ 12000 𝑙/𝑑í𝑎
𝐶𝐶 = 2984000 𝑚𝑔/𝑑í𝑎
Donde:
𝐶𝐶𝑓 → Carga contaminante final.
𝐷𝐵𝑂𝑓 → Demanda biológica de oxígeno final.
𝐷𝑄𝑂𝑓 → Demanda química de oxígeno final.
𝑄 → Caudal.
3.24. Cálculo de la eficiencia de disminución de la carga contaminante.
%𝑐𝑐 =𝐶𝐶𝑖−𝐶𝐶𝑓
𝐶𝐶𝑖∗ 100 (39)
%𝑐𝑐 =57604000 𝑚𝑔/𝑑í𝑎 − 2984000 𝑚𝑔/𝑑í𝑎
57604000 𝑚𝑔/𝑑í𝑎∗ 100
52
%𝑒𝑟 = 94,81
Donde:
%𝑐𝑐 → Eficiencia de disminución de la carga contaminante.
𝐶𝐶𝑖 → Carga contaminante inicial.
𝐶𝐶𝑓 → Carga contaminante final.
3.25. Cálculo estimado concentración inicial de cromo para los procesos de curtido
tradicional y mejorado.
3000 𝑔 𝐶𝑟(𝑂𝐻)𝑆𝑂4
40 𝑙= 75
𝑔 𝐶𝑟(𝑂𝐻)𝑆𝑂4
𝑙𝑥
52 𝑔 𝐶𝑟
165 𝑔 𝐶𝑟(𝑂𝐻)𝑆𝑂4
𝑥1000 𝑚𝑔 𝐶𝑟
1 𝑔 𝐶𝑟= 23636,36 𝑚𝑔 𝐶𝑟/𝑙
3.26. Cálculo estimado de la diferencia de concentración de cromo inicial y final de los
procesos de curtido.
𝐶𝑟𝑜𝑚𝑜 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑖𝑒𝑙 = 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑜𝑚𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑜𝑚𝑜 𝑏𝑎ñ𝑜 𝑎𝑔𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 (40)
𝐶𝑟𝑜𝑚𝑜 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑖𝑒𝑙 𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 = 23636,36 𝑚𝑔/𝑙 − 938,4𝑚𝑔/𝑙 = 22697,96 𝑚𝑔/𝑙
𝐶𝑟𝑜𝑚𝑜 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑖𝑒𝑙 𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 23636,36 𝑚𝑔/𝑙 − 178,0 𝑚𝑔/𝑙 = 23458,36 𝑚𝑔/𝑙
3.27. Cálculo estimado de la cantidad de cromo fijada en la piel.
22697,96 𝑚𝑔 𝐶𝑟
𝑙∗
40 𝑙
50 𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙= 18158,368
𝑚𝑔 𝐶𝑟
𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙
23458,36 𝑚𝑔 𝐶𝑟
𝑙∗
40 𝑙
50 𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙= 18766,608
𝑚𝑔 𝐶𝑟
𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙
3.28. Cálculo porcentual de la fijación de cromo en la piel.
% 𝐹𝑖𝑗𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎−𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑒𝑗𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎∗ 100 (41)
% 𝐹𝑖𝑗𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =18766,608
𝑚𝑔 𝐶𝑟𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙
− 18158,368 𝑚𝑔 𝐶𝑟𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙
18766,608 𝑚𝑔 𝐶𝑟𝑘𝑔 𝑝𝑖𝑒𝑙
∗ 100
% 𝐹𝑖𝑗𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 3,24
53
4. RESULTADOS
4.1. Cantidad de sustancias químicas para pruebas.
Tabla 18. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 1
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,01 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,1 0,001 16
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 0,5 0,005 80 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 1,0 0,01 160
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
54
Tabla 19. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 2
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,1 0,001 16
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 0,5 0,005 80 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 2,0 0,02 320
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
Tabla 20. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 3
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,1 0,001 16
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 240 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 1,0 0,01 160
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
55
Tabla 21. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 4
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,1 0,001 16
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 240 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 2,0 0,02 320
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
Tabla 22. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 5
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 32
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 0,5 0,005 80 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 1,0 0,01 160
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
56
Tabla 23. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 6
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 32
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 0,5 0,005 80 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 2,0 0,02 320
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
Tabla 24. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 7
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 32
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 240 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 1,0 0,01 160
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
57
Tabla 25. Cantidad de sustancias químicas formulación tratamiento 8
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 64
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 64
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 160
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 24 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 32
Agua 80,0 0,8 12800 10
Sal 4,5 0,045 720
Ácido fórmico 1,5 0,015 240 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 240 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 480
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 80
Éster en dispersión 2,0 0,02 320
Óxido de magnesio 0,4 0,004 64 600
4.2. Cantidad de sustancias químicas en los procesos de comparación.
Tabla 26. Cantidad de sustancias químicas formulación tradicional
Reactivos % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,2 0,002 100 30
Agua 100 1,0 50000
Sulfato de amonio 1,8 0,018 900 45
Bisulfito de sodio 0,5 0,005 250
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 75 30
Agua 80,0 0,8 40000 15
Sal 7,0 0,07 3500
Ácido fórmico 1,0 0,01 500 60
Ácido fórmico 1,0 0,01 500 120
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 1500 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 1500 120
Aceite catiónico 0,5 0,005 250
Óxido de magnesio 0,4 0,004 200 600
58
Tabla 27. Cantidad de sustancias químicas formulación mejorada
Reactivo % x Masa, g Tiempo, min
Sulfato de amonio 0,4 0,004 200
90 Bisulfito de sodio 0,4 0,004 200
Sales de ácidos policarboxílicos 1,0 0,04 500
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 75 45
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 100
Agua 80,0 0,8 40000 10
Sal 4,5 0,045 2250
Ácido fórmico 1,5 0,015 750 60
Éster hidroxilado 1,5 0,015 750 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 1500 60
Sulfato básico de cromo 3,0 0,03 1500
120 Aceite catiónico 0,5 0,005 250
Éster en dispersión 1,0 0,01 500
Óxido de magnesio 0,4 0,004 200 600
4.3. Costo de cada proceso con base de cálculo de 100 kg.
Tabla 28. Costo del proceso tradicional
Producto % x Cantidad, kg
Valor,
USD /kg
Valor Total,
USD
Sulfato de amonio 0,2 0,002 0,2 2,24 0,448
Agua 100 1 100 0,0025 0,25
Sulfato de amonio 1,8 0,018 1,8 2,24 4,032
Bisulfito de sodio 0,5 0,005 0,5 1,4 0,7
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 0,15 2,96 0,444
Agua 80 0,8 80 0,0025 0,2
Sal 7 0,07 7 0,088 0,616
Ácido fórmico 1 0,01 1 1,47 1,47
Ácido fórmico 1 0,01 1 1,47 1,47
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73 5,19
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73 5,19
Aceite catiónico 0,5 0,005 0,5 3,24 1,62
Óxido de magnesio 0,4 0,004 0,4 3,13 1,252
Total= 22,882
59
Tabla 29. Costo del proceso mejorado
Producto % x Cantidad, kg
Valor,
USD/kg
Valor Total,
USD
Sulfato de amonio 0,4 0,004 0,4 2,24 0,896
Bisulfito de sodio 0,4 0,004 0,4 1,4 0,56
Sales de ácidos
policarboxílicos 1 0,01 1 3,24 3,24
Proteasas pancreáticas 0,15 0,0015 0,15 2,96 0,444
Alcohol etoxilado 0,2 0,002 0,2 3,02 0,604
Agua 80 0,8 80 0,0025 0,2
Sal 4,5 0,045 4,5 0,088 0,396
Ácido fórmico 1,5 0,015 1,5 1,47 2,205
Éster hidroxilado 1,5 0,015 1,5 2,96 4,44
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73 5,19
Sulfato básico de cromo 3 0,03 3 1,73 5,19
Aceite catiónico 0,5 0,005 0,5 3,24 1,62
Éster en dispersión 1,0 0,01 1,0 3,92 3,92
Óxido de magnesio 0,4 0,004 0,4 3,13 1,252
Total= 30,157
4.4. Porcentaje diferencial entre costos totales de los procesos.
Tabla 30. Porcentaje diferencial entre procesos de curtido mejorado y tradicional
Mejorado, USD = 30,157
Tradicional, USD = 22,882
%= 24,12
4.5. Soluciones estándares de cromo.
Tabla 31. Dilución de estándar de cromo
N Concentración estándar, mg/l Volumen a diluir, ml
1 1 0,1
2 2 0,2
3 3 0,3
4 4 0,4
60
4.6. Factor de disolución.
Tabla 32. Factor de disolución de tratamientos y réplicas
Tratamiento Réplica 1 f
t1 t1
400
t2 t2
t3 t3
t4 t4
t5 t5
t6 t6
t7 t7
t8 t8
Tabla 33. Factor de disolución de muestras
Proceso Tradicional Proceso Mejorado
Muestra f Muestra f
MT1 400 MP1 400
MT2 600 MP2 400
MT3 800 MP3 800
MT4 800 MP4 400
MT5 800 MP5 400
4.7. Concentración de cromo total.
Tabla 34. Concentración de cromo
N
Tratamiento Réplica 1
Cr f
Cr Cr f
Cr
mg/l mg/l mg/l mg/l
1 1,411
400
564,2 1,415
400
566,0
2 1,303 521,0 1,298 519,0
3 1,144 457,6 1,151 460,2
4 0,995 398,0 1,003 401,0
5 0,953 381,0 0,948 379,2
6 0,598 239,0 0,588 235,0
7 0,455 182,0 0,452 180,6
8 0,653 261,2 0,645 258,0
61
Tabla 35. Concentración de cromo en baños agotados de tratamientos
N
Alcohol
etoxilado
Éster
hidroxilado
Éster en
dispersión
Concentración
Cr tratamiento
Concentración
Cr replica 1
g g g mg/l mg/l
1 16 80 160 564,2 566,0
2 16 80 320 521,0 519,0
3 16 240 160 457,6 460,2
4 16 240 320 398,0 401,0
5 32 80 160 381,0 379,2
6 32 80 320 239,0 235,0
7 32 240 160 182,0 180,6
8 32 240 320 261,2 258,0
Tabla 36. Concentración de cromo total en comparación
Tradicional Mejorado
Cr total f
Cr total mg/l Cr total mg/l f
Cr total mg/l
mg/l mg/l mg/l mg/l
0,684 400 273,6 3,045 400 1218,0
2,086 600 1251,6 1,338 400 535,2
3,739 800 2991,2 0,355 800 284,0
3,615 800 2892,0 0,671 400 268,4
1,173 800 938,4 0,445 400 178,0
4.8. ANOVA y superficie de respuesta.
Tabla 37. ANOVA
Fuente Suma de Cuadrados GI Cuadrado Medio Razón-F Valor.P
A:Alcohol etoxacilado 195585,5 1 195585,0 55524,50 0,0000
B:Éster hidroxilado 40380,9 1 40380,9 11463,71 0,0000
C:Éster 7250,52 1 7250,52 2058,35 0,0000
AB 612,563 1 612,563 173,90 0,0000
AC 414,123 1 414,123 117,56 0,0000
BC 10826,4 1 10826,4 3073,50 0,0000
ABC 13771,0 1 13771,0 3909,45 0,0000
Error total 24,6575 7 3,5225
Total (corregido) 268866,0 15
62
Tabla 38. Condiciones óptimas
Factor Bajo Alto Óptimo
Alcohol etoxilado 16,0 32,0 32,0
Éster hidroxilado 80,0 240,0 240,0
Éster 160,0 320,0 160,0
Gráfico 1. Gráfica de cubo para concentraciones de cromo
Gráfico 2. Contornos de la superficie de respuesta estimada
63
Gráfico 3. Superficie de respuesta estimada
Gráfico 4. Efectos principales para concentración de cromo
4.9. Concentración de cromo total en función del tiempo.
Tabla 39. Concentración de cromo total en función del tiempo
Tiempo Tradicional Mejorado
min Cr total mg/l f Cr total mg/l Cr total mg/l f Cr total mg/l
0 37500 1 37500,0 37500 1 37500,0
30 0,684 400 273,6 3,045 400 1218,0
60 2,086 600 1251,6 1,338 400 535,2
60 38751,6 1 38751,6 38035,2 1 38035,2
120 3,739 800 2991,2 0,355 800 284,0
180 3,615 800 2892,0 0,671 400 268,4
780 1,173 800 938,4 0,445 400 178,0
64
4.10. Curva de comportamiento de cromo el en baño de curtido.
Gráfico 5. Concentración de cromo en función del tiempo en los procesos de curtición
0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Cr
tota
l, m
g/l
tiempo, min
Cromo total=f(tiempo)
Proceso Tradicional
Proceso Mejorado
65
4.11. Curva de análisis de la concentración de cromo en la zona de agotamiento.
Gráfico 6. Análisis de la concentración de cromo en las zonas de agotamiento
0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
60 160 260 360 460 560 660 760
Cr
tota
l, m
g/l
tiempo, min
Cromo total=f(tiempo)
Proceso Tradicional
Proceso Mejorado
66
4.12. Curva de análisis de la concentración de cromo en la zona de agotamiento.
Gráfico 7. Análisis de la concentración de cromo en las zonas de agotamiento
0,0
500,0
1000,0
1500,0
2000,0
2500,0
3000,0
120 220 320 420 520 620 720
Cr
tota
l, m
g/l
tiempo, min
Cromo total=f(tiempo)
Proceso Tradicional
Proceso Mejorado
67
4.13. Resultados de análisis de la muestra del proceso mejorado.
Tabla 40. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado
Parámetro Unidades Resultado
Temperatura °C 23,8
Potencial de hidrógeno pH 3,4
Aceites y grasas mg/l 38
Demanda Química de Oxígeno mg/l 6394
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 3996
Sólidos sedimentables ml/l < 1
Sólidos totales suspendidos mg/l < 5
Sulfuros mg/l < 1
Fuente: Centrocesal, Cia. Ltda., Junio 2015
4.14. Volumen de base para la condición de precipitación.
pH inicial = 3
Volumen inicial= 200 ml
Tabla 41. Volumen de base
Volumen, ml pH
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
Volumen base total= 5 pH final= 9
4.15. Volumen de decantación.
Tabla 42. Volumen de decantación
Tiempo Volumen, ml Volumen, ml Volumen, ml Volumen, ml
10 17 23 29 39
20 19 27 34 45
30 21 29 36 49
40 22 30 38 53
50 23 31 41 55
60 23 31 44 56
68
4.16. Velocidad de sedimentación.
Gráfico 8. Velocidad de sedimentación
4.17. Resultado prueba de jarras.
Tabla 43. Parámetros utilizados en prueba de jarras
Vaso Terra
Flock
GM
Tiempo Back
Flock
RR
Tiempo Muestra Agitación Temperatura
N ml min ml min ml rpm °C
1 1
5
1
10 200 50 20 2 2 2
3 3 3
4 4 4
y = 0,1229x + 16,533 R² = 0,9161
y = 0,1514x + 23,2 R² = 0,8448
y = 0,28x + 27,2 R² = 0,98
y = 0,34x + 37,6 R² = 0,9387
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70
Vo
lum
en
, ml
tiempo, min
Volumen=f(tiempo)
Vaso 1
Vaso 2
Vaso 3
Vaso 4
Lineal (Vaso 1)
Lineal (Vaso 2)
Lineal (Vaso 3)
Lineal (Vaso 4)
69
Tabla 44. Resultado de prueba de jarras
Vaso pH Velocidad de sedimentación
N - ml/min
1 8 0,1229
2 7 0,1514
3 8 0,28
4 8 0,34
4.18. Comparación volumétrica de precipitado y fase líquida en el proceso de
recuperación.
Tabla 45. Datos volumétricos de fases
Sin tratamiento Con tratamiento
Precipitado, ml 72 113
Fase líquida, ml 128 87
Total 200 200
Gráfico 9. Relación volumétrica de precipitado y fase líquida
72 113
128 87
1 2
Sin tratamiento Con tratamiento
Relación Volumétrica Precipitado & Fase Líquida
Precipitado Fase líquida
70
4.19. Comparación porcentual de precipitado y fase líquida en el proceso de recuperación.
Tabla 46. Datos porcentuales de fases
Sin tratamiento Con tratamiento
Precipitado, % 36 56,5
Fase líquida, % 64 43,5
Total 100 100
Gráfico 10. Relación porcentual de precipitado y fase líquida
4.20. Cantidad de ácido para recuperación de sulfato básico de cromo.
Tabla 47. Cantidad de ácido
Producto Volumen, ml
Ácido sulfúrico 5
4.21. Cromo total en las muestra y en las fases.
Tabla 48. Cromo total en las fases
Cromo total Unidad Resultado
Muestra mg/l 178,0
Filtrado mg/l 0,43
Precipitado mg/l 177,57
36 56,5
64 43,5
1 2
Sin tratamiento Con tratamiento
Relación Porcentual Precipitado & Fase Líquida
Precipitado Fase líquida
71
4.22. Eficiencia de optimización.
Tabla 49. Eficiencia de optimización
% Resultado
Optimización 81,03
4.23. Eficiencia de recuperación de cromo.
Tabla 50. Eficiencia de recuperación de cromo
% Resultado
Recuperación 99,75
4.24. Resultados de análisis de la muestra del procedimiento mejorado sin tratamiento.
Tabla 51. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado sin tratamiento
Parámetro Unidades Resultado
Temperatura °C 22,8
Potencial de hidrógeno pH 6,0
Aceites y grasas mg/l 28
Demanda Química de Oxígeno mg/l 7018
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 4386
Sólidos sedimentables ml/l < 1
Sólidos totales suspendidos mg/l 60
Fuente: Centrocesal, Cia. Ltda., Julio 2015
4.25. Resultado de diseño de laguna anaerobia.
Tabla 52. Diseño de laguna anaerobia
Parámetro Unidades Resultado
Carga orgánica kg/día 479,52
Carga superficial de diseño g/m3.día 260
Remoción de DBO % 56
Volumen laguna m3
184,43
Área laguna m2 46,1
Tiempo de retención días 15,36
Concentración de DBO en efluente mg/l 1758,24
72
4.26. Resultados de análisis de la muestra del procedimiento mejorado con tratamiento.
Tabla 53. Resultado de análisis de la muestra del procedimiento mejorado con
tratamiento.
Parámetro Unidades Resultado
Demanda Química de Oxígeno mg/l 359
Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 186
Fuente: Centrocesal, Cia. Ltda., Julio 2015
4.27. Resultado de demanda química de oxígeno.
Tabla 54. Resultado de demanda química de oxígeno
Parámetro Obtenido Unidades Resultado
Demanda Bioquímica de Oxígeno Teórico mg/l 1758,24
Experimental mg/l 186,00
4.28. Resultado de análisis de la muestra acidulada del procedimiento de recuperación.
Tabla 55. Resultado de análisis de sulfatos de muestra acidulado
Parámetro Unidades Resultado
Sulfatos g/100g 5,5
Fuente: Centrocesal, Cia. Ltda., Julio 2015
4.29. Resultado de la carga contaminante inicial y final.
Tabla 56. Carga contaminante inicial y final
Parámetro Unidad Resultado
Inicial mg/día 57604000
Final mg/día 2984000
4.30. Resultado de disminución de carga contaminante.
Tabla 57. Disminución de carga contaminante
Parámetro %
Carga contaminante 94,81
73
4.31. Resultado estimado de concentración inicial de cromo en proceso tradicional y
mejorado.
Tabla 58. Concentración de cromo inicial
Parámetro mg/l
Cromo 23636,36
4.31. Resultado estimado de la diferencia de la cantidad de cromo inicial y final.
Tabla 59. Diferencia de cantidad de cromo en procesos de curtido
Proceso curtido mg/l
Tradicional 22697,96
Mejorado 23458,36
4.32. Resultado estimado de fijación de cromo en la piel.
Tabla 60. Cantidad de cromo fijado en la piel
Proceso curtido mg Cr/kg piel
Tradicional 18158,36
Mejorado 18766,60
4.33. Resultado de fijación porcentual de cromo en la piel.
Tabla 61. Fijación porcentual de la piel
Parámetro %
Fijación de la piel 3,24
74
5. DISCUSIÓN
Se calculó el costo de cada proceso de curtido tradicional y mejorado, como se tiene en las
Tablas 28 y 29. Se tomaron como base de cálculo 100 kg de piel en tripa. En la Tabla 28 se
tiene un valor de USD 22, 882 para el proceso tradicional y en la Tabla 29 se tiene un valor
de USD 30,157 para el proceso mejorado. La diferencia porcentual entre los dos procesos es
de 24,12 % según Tabla 30.
En la Tabla 35 se observa las concentraciones de cada tratamiento y de sus réplicas, al
analizar la diferencia individual de cada tratamiento y su réplica se determina una
diferencia mínima entre 2 a 4 mg/l de Cromo, por lo que se considera a cada tratamiento
como un proceso reproducible. No sería reproducible cuando los factores no tengan los
mismos efectos en la fijación de cromo en la piel en la variable de respuesta establecida.
En el análisis de las concentraciones de cromo de la Tabla 35, se observa que en el
tratamiento número 7 se tiene una baja concentración de cromo en relación con los otros
tratamientos. Los datos obtenidos del diseño experimental se ingresaron al programa
estadístico STATGRAPHICS, para analizar el diseño experimental planteado de
minimización de cromo, en la Tabla 38 se tiene el resultado del análisis, dando como
condiciones óptimas las cantidades de 32 g de alcohol etoxilado, 240 g de éster hidroxilado
y 160 g de éster en dispersión, teniendo como concentración de cromo de 180 mg/l en el
baño agotado como se puede observar en la Tabla 34. En el Gráfico 3 se obtiene una
superficie de respuesta en función de las condiciones óptimas, donde se observa en la
esquina inferior derecha la zona de minimización de la concentración de cromo de color
azul.
Se tiene una concentración de cromo en el baño agotado de 178,0 mg/l y 938,4 mg/l para
los procesos de curtido mejorado y tradicional respectivamente, teniendo una disminución
de 760,4 mg/l según la tabla 39, optimizando el proceso de curtido en un 81,03 % de
disminución de la concentración de cromo en el baño agotado, (Tabla 49). A partir de estos
datos se puede estimar una fijación de cromo de 18158,368 mg Cr/kg piel para el curtido
tradicional y 18766,608 mg Cr/kg piel para el curtido mejorado (Tabla 60), con un 3,24%
de mayor fijación, (Tabla 61).
75
En la Tabla 41 se observa la cantidad de hidróxido de sodio que se debe dosificar para una
muestra de 200 ml de agua residual para que llegue a las condiciones de pH= 9. Se realizó
un procedimiento para determinar una mayor velocidad de sedimentación y de mayor
cantidad de precipitado, mediante la adición del coagulante Terra Flock GM y floculante
Back Flock RR se obtuvo una velocidad de 0,34 ml/min como se puede observar en la
Tabla 44 y Gráfico 8. También se puede observar que al trabajar con estos coagulante y
floculante, se tiene mayor cantidad de precipitado final, alrededor de 72 ml de precipitado
sin coagulante ni floculante y 113 ml de precipitado con coagulante y floculante de 200 ml
de agua residual tratado como se puede observar en la Tabla 45 y Gráfico 9. Esta diferencia
se tiene por la desestabilización de las partículas, neutralizando sus cargas electrostáticas
para que se unan entre sí, formando microflóculos y después en flóculos más grandes que
tienden a depositarse en el fondo del recipiente.
Del proceso mejorado se determinó inicialmente la concentración de cromo del baño
agotado de 178,0 mg/l. Este valor se mejoró debido a las funciones de los factores: el
alcohol etoxilado eliminó la cal (unida químicamente, absorbida en los capilares,
almacenada mecánicamente), el éster hidroxilado eliminó las grasas naturales de la piel que
entorpece el proceso de curtido, y el éster dispersó el cromo entre las cadenas de colágeno.
La concentración final de cromo en la muestra tratada es de 0,43 mg/l, esto se obtuvo
mediante las condiciones de pH=9, ya que el cromo a este pH está como hidróxido de
cromo que es insoluble en el agua. Obteniendo una diferencia de 177,57 mg/l de cromo en
el precipitado como se puede observar en Tabla 48. Para el precipitado obtenido de los 200
ml de agua residual tratada, fueron necesarios 5 ml de ácido (Tabla 47) para obtener una
solución de sulfato básico de cromo con una concentración de 5,5 g/100 g según la Tabla
55, lo cual está dentro del rango de basicidad (0 % - 55 %).
Mediante análisis físicoquímico de la muestra inicial y final de agua residual se calculó la
carga contaminante en función de sólidos suspendidos y las demandas química y biológica
de oxígeno; y se obtuvo una carga contaminante inicial de 57604000 mg/día. Después del
tratamiento al agua residual se disminuyó la carga contaminante mediante una laguna
anaerobia con bacterias a 2984000 mg/día según Tabla 56, reduciendo en un 94,81 % la
carga contaminante total de la muestra tratada Tabla 57. Además, en el proceso mejorado se
redujo la cantidad de sal en grano en un 2,5% (Tabla 14), la sal en altas concentraciones
afecta a la fauna y flora del cuerpo receptor. Por otro lado, se suprime el uso del ácido
sulfúrico en el proceso mejorado como se puede observar en las Tablas 13 y 14.
76
6. CONCLUSIONES
Mediante el análisis del proceso mejorado y tradicional de curtido, se disminuyó la
concentración de cromo en el baño residual de 938,4 mg/l a 178 mg/l, disminuyendo la
concentración de cromo en el baño agotado en un 81,03 %.
De acuerdo con el análisis de optimización de proceso de curtido, las condiciones óptimas de
los factores estudiados son las cantidades de 32 g de alcohol etoxilado, 240 g de éster
hidroxilado y 160 g de éster en dispersión.
Con una base de cálculo de 100 kg para curtir, el valor del proceso tradicional es de USD
22,882 y el proceso mejorado USD 30,157, teniendo una diferencia porcentual entre
procesos de 24,12 %.
Se tiene una recuperación de cromo del 99,75 % del baño agotado del proceso mejorado y
una regeneración de sulfato básico de cromo de 5 g/100g que está dentro del rango de
basicidad de 0 a 55 %.
Se mejoró la fijación de cromo en la piel de 18158,36 mg Cr/kg piel a 18766,60 mg Cr/kg
piel, con 3,24 % de mayor fijación.
Se tiene una carga contaminante inicial de 57604000 mg/día y una final de 2984000 mg/L,
concluyendo que se disminuyó en un 94,81 %, mediante el tratamiento de degradación
biológica en la laguna anaerobia.
77
7. RECOMENDACIONES
Realizar un proceso de optimización de la etapa de pelambre, para disminuir la
contaminación de sulfuros y complementar el siguiente proceso que es el curtido.
Para aplicar un sistema de regeneración del sulfato básico de cromo, se recomienda realizar
este proceso en una sola planta de regeneración, teniendo un solo punto de captación de
hidróxido de cromo, que es más manejable ya precipitado, ya que sería muy costoso
establecer una planta de regeneración en cada empresa de curtiembre.
Se recomienda aplicar el sistema SART (Sistema de Auditorias de Riesgos del Trabajo) en
esta industria.
Capacitar constantemente al personal en el área de mejora continua (ISO 9000) y gestión
ambiental (ISO 14000).
Establecer vínculos con la autoridad ambiental (Ministerio del Ambiente) para debatir sobre
los niveles de contaminantes en líquidos de descargas.
78
CITAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] CORDERO, Bernardo. “Tecnología de la Curtición”. Editorial Cordero. Cuenca-Ecuador.
2011. P.43
[2] Ibid.. pp. 77, 81, 82
[3] Ministerio del Ambiente. (2010). Estudio de Potenciales Impactos Ambientales y
Vulnerabilidad Relacionada con las Sustancias Químicas y Tratamiento de Desechos
Peligrosos en el Sector Productivo del Ecuador. Capítulo 11. CIIU C-1511. pp. 127, 155
[4] CORDERO, Bernardo. “Tecnología de la Curtición”. Editorial Cordero. Cuenca-Ecuador.
2011. p. 210.
[5] COVINGTON, A. “Modern tanning chemistry”. Chemical Society Reviews. United States.
1997. pp. 111-126
[6] Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear. Centro de Investigaciones Nucleares.
Recuperación de Cromo y su Reuso en Curtiembres. Bolivia. 2004. pp. 19-22.
[7] CUERONET. Basicidad. [en línea]. Uruguay [Fecha de consulta: 26 de Mayo de 2015].
Disponible en: http://www.cueronet.com/flujograma/basicidad1.htm
[8] NODAL, Elida. “Procesos biológicos aplicados al tratamiento de agua residual. Ingeniería
hidráulica y Ambiental. Habana. XXII (4):52-54.Octubre 2000. pp. 52-56
[9] SPARTAN. Consume pow. Estados Unidos [en línea]. [Fecha de consulta: 10 de Mayo de
2015]. Disponible en: http://www.spartanchemical.com/Products
79
BIBLIOGRAFÍA
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Ed. London. 1996.
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Recuperación de Cromo y su Reuso en Curtiembres. Bolivia. 2004.
MÉNDEZ, Ramón. “Producción limpia en la industria de curtiembre”, Servicio de
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NODAL, Elida. “Procesos biológicos aplicados al tratamiento de agua residual. Ingeniería
hidráulica y Ambiental. XXII (4):52-54.Octubre 2000.
82
ANEXO A. FOTOGRAFÍAS DEL PROCESO EXPERIMENTAL
Figura A.1. Selección de piel en tripa para los procesos
Figura A.2. Equipo de pruebas
84
Figura A.5. Piel en tripa seleccionada para los procesos
Figura A.6. Revisión de corte de la piel con fenolftaleína
85
Figura A.7. Revisión de corte de la piel con verde bromocresol
Figura A. 8. Control de calidad de las pieles curtidas en los procesos
86
Figura A. 9. Preparación del ácido para las disoluciones de las muestras
Figura A. 10. Equipo de absorción atómica
90
Figura A. 17. Regeneración del agente curtidor
Figura A. 18. Adición de Terra Flock GM y Back Flock RR
91
Figura A. 19. Precipitación con Terra Flock GM y Back Flock RR
Figura A. 20. Precipitado con Terra Flock GM y Back Flock RR
92
Figura A. 21. Piel en tripa para prueba de curtición con agente recuperado y agente
industrial
Figura A. 22. Curtición con el agente industrial (izquierda) y agente recuperado (derecha)
93
Figura A. 23. Control de calidad de piel curtida con agente recuperado (izquierda) y
agente industrial (derecha)