Evaluación ambiental asociada a los vertimientos de
aguas residuales generados por una empresa de curtiembres en la cuenca del río
Aburrá
Environmental assessment related to the sewage water
discharge of a tannery company into Aburra river
Diana
Marcela Cuesta-Parra1, Carol Lorena Velazco-Rincón2,
Julián Camilo Castro-Pardo3
1Grupo de procesos de separación no convencional, Programa
de Ingeniería Química, Fundación Universidad de
América, Colombia. Orcid: 0000-0001-9287-2452. Email: diana.cuesta@profesores.uamerica.edu.co
2 Grupo
de procesos de separación no convencional, Programa de Ingeniería Química,
Fundación Universidad de América, Colombia. Orcid: 0000-0001-6155-2894.
Email: carol.velazco@estudiantes.uamerica.edu.co
3 Grupo
de procesos de separación no convencional, Programa de Ingeniería Química,
Fundación Universidad de América, Colombia. Orcid: 0000-0002-6190-1748.
Email: julian.castro@estudiantes.uamerica.edu.co
Resumen
Las industrias de curtiembre utilizan
sustancias químicas orgánicas e inorgánicas para realizar sus operaciones, lo
que genera vertimientos contaminantes que son descargados a las fuentes
superficiales. En la presente investigación se evaluó el impacto ambiental
asociado a los vertimientos de una empresa de curtiembres ubicada en el
municipio de Copacabana, Antioquia, caracterizando el área de influencia
directa e indirecta afectada por las descargas de la empresa al río Aburrá. Se
aplicó el método Conesa (basado en el método de la matriz causa-efecto e
involucrando la matriz de Leopold y el método Instituto Batelle-Columbus). Los
resultados lograron identificar como impacto significativo el uso y la
alteración fisicoquímica del recurso hídrico, especialmente en las etapas del
proceso de la curtiembre, relacionados con el remojo, el pelambre, el
desencalado, la purga, el piquelado, el curtido, el recurtido y el teñido. Con
el fin de verificar la afectación de la descarga de los vertimientos de la
empresa sobre la fuente hídrica, fueron simulados los parámetros de pH, la
conductividad, la DBO (rápida y lenta), el caudal y la temperatura, usando el modelo
QUAL2K de la EPA. En este estudio se determinó que la DBO rápida vertida
aumenta la concentración de 167 mg O2/L hasta 185 mg O2/L en el tramo
estudiado, se aleja significativamente del objetivo de calidad del río Aburrá
de 50 mg O2/L y supera los límites permisibles relacionados en la Resolución
631 del 2015 en los parámetros DQO y DBO5, en un 203 % y 150 %. Los parámetros
de conductividad y temperatura no mostraron afectación en la fuente.
Palabras clave: afectación; carga; cuenca; impacto;
materia orgánica; modelación.
Abstract
Tannery industries use organic and inorganic chemicals to
perform their operations by generating pollutant discharges that are discharged
to surface sources. This study evaluated the environmental impact associated
with the dumping of a tannery company located in the Municipality of
Copacabana, Antioquia, characterizing the area of direct and indirect influence affected by the
company's discharges in to river Aburrá. The Conesa method was applied (based
on the cause-effect matrix method involving the Leopold matrix and the
Batelle-Columbus Institute method). According to the results, it was possible
to identify as a significant impact as a significant impact the use and
physicochemical alteration of water resources, especially in the tanning
process related to soaking, hair removal, dewatering, purging, pickling,
tanning, retanning and dyeing.The parameters of pH, Conductivity, BOD (fast and
slow), flow rate and temperature using the QUAL2K model of the EPA were
simulated in order to verify the impact of the discharge of the company's
spills on the water source.In this study, it was determined that the rapid BOD
discharged increases the concentration of 167 mg O2/L up to 185 mg O2
/L in the studied section, moving significantly away from the quality objective
of the Aburra river of 50 mg O2/L and exceeding the limits
permissible in Resolution 631 of 2015 in the parameters COD and BOD5,
by 203% and 150%. The parameters of Conductivity and temperature did not show
affectation in the source.
Keywords: affectation;
impact; load; modeling; organic matter; watershed.
Introducción
El curtido de pieles es una actividad que
se realiza con el fin de mejorar las propiedades de las pieles provenientes de
especies animales. Para su tratamiento se usan sustancias químicas nocivas como
hidrocarburos aromáticos policíclicos, sustancias halogenadas, metales pesados,
taninos, azufre, entre otras, esto produce residuos tóxicos y materia orgánica
como pelos y sangre. Esta industria se distingue por verter a las fuentes
superficiales las cargas significativas de DBO y DQO, lo que reduce el oxígeno
disuelto presente en estos efluentes.
En Colombia la actividad inició en los años
20, las curtiembres en Colombia están sectorizadas en Nariño (64), Quindío
(27), Risaralda (1), Cundinamarca (190), Antioquia (7), Atlántico (2), Valle
del Cauca (22), Bogotá (350), Tolima (8), Bolívar (1), Santander (4) y Huila (1)
[1]. La afectación por parte de esta industria la reciben los ríos Pasto,
Tunjuelo y Aburrá, entre otros.
De acuerdo con el artículo 42 del Decreto
3930 de 2010 emitido por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, uno
de los requisitos para solicitar el permiso de vertimientos a una fuente
superficial es la Evaluación Ambiental del Vertimiento. La metodología aplicada
permitió la valoración de la afectación producida por los vertimientos de una
empresa de curtiembres al río Aburrá, en las inmediaciones del municipio de
Copacabana, la cual incluye una evaluación de orden cualitativo y cuantitativo
mediante el método de Conesa [2]. En el análisis de los resultados se realizó
la comparación con los límites permisibles para el vertimiento incluidos en la
legislación local y nacional. La modelación de calidad del agua en la fuente
receptora se realizó con el Programa QUAL2K de la Agencia de Protección
Ambiental de Estados Unidos, con el fin de predecir el comportamiento de la
carga orgánica proveniente en el vertimiento y su afectación sobre el recurso
hídrico.
Marco teórico
El curtido de pieles se realiza desde la
antigüedad, empleando sustancias para curtir, como grasas animales y minerales,
humo, productos vegetales ricos en taninos, cereales, minerales, mezclas de
estos, productos químicos, entre otros [3], para la transformación en cuero de
las pieles de los animales [4] bovinos, ovinos, porcinos, caprinos y reptiles
[5]. Estos materiales son empleados en prendas de vestir, muebles o calzado. Su
transformación requiere una serie de etapas llevadas a cabo en las curtiembres:
ribera, proceso de curtido, poscurtido y acabado.
La primera etapa es la ribera, esta se
realiza en la curtiembre, después del descarne realizado en las centrales de
sacrificio, el acondicionamiento en los proveedores, el traslado, el tiempo de
almacenamiento, los tratamientos de conservación y el estado de la piel. En la
ribera se realiza la limpieza y la preparación de la piel, para esto se remueve
el pelo o la lana y la endodermis, según el animal del que proviene la materia
prima, la piel es hidratada y se remueven impurezas [6]. La ribera está
compuesta por varias subetapas, como el remojo, el pelambre, el desencalado, la
purga enzimática y el lavado; en esta se usan sustancias como sulfuro de sodio,
hidróxido de calcio, tensoactivos, sulfato de amonio, bisulfito de sodio, que
quedan mezcladas en los residuos líquidos, así como el pelo, partes de la
epidermis, fibras de colágeno, sangre y grasa [7].
El curtido es el proceso que permite la
transformación de la piel en cuero. En esta se estabiliza el colágeno, usando
agentes curtientes provenientes de vegetales o sales de cromo trivalente. En el
curtido con sales de cromo se realizan cuatro subetapas: piquelado, curtido,
basificado y neutralización. Durante el piquelado se prepara el cuero
eliminando la cal combinada con el colágeno y se interrumpen completamente las
reacciones de las enzimas adicionando ácidos y sales. Posteriormente la piel
ingresa al curtido donde se emplean sales inorgánicas de cromo. Este proceso
permite que la estructura adquiera estabilidad. Para que el cromo trivalente
penetre en la piel, esta es sumergida en solución, con lo que se logra que los
componentes orgánicos e inorgánicos reaccionen; en esta operación se aumenta la
temperatura. La acción del agente curtiente es facilitada por la adición de
sales alcalinas (bicarbonato de sodio, óxido de magnesio, carbonato de sodio,
entre otras) que aumentan el pH de la solución y favorecen la reacción con los
ligantes orgánicos durante el basificado, para finalizar se lleva el cuero a un
proceso de neutralización aumentando el pH para eliminar la acidez. En la etapa
de poscurtido o recurtido se repite el proceso anterior, con el fin de mejorar
la resistencia, la manejabilidad y la suavidad, para esto se complementa con
procedimientos como teñido, engrase, escurrido y estirado, según sea
necesario. Para el caso del terminado húmedo, cuando el cuero es curtido al
cromo se requiere neutralizar para elevar el pH inicial, si el producto lo
requiere se blanquea y se tiñe o tintura con colorantes directos que pueden ser
ácido o básicos [5].
En el acabado se busca principalmente
realizar operaciones de superficie. A este proceso ingresan los cueros
provenientes de recurtido y pasan por un secado que reduce la humedad del
material (16-22 %) [5], debido al procedimiento anterior, el cuero pierde
flexibilidad, y de esta manera se requiere de un ablandamiento que permita
obtener un producto con las características requeridas; posteriormente se
somete el cuero al lijado para igualar y corregir defectos del lado de la flor.
Esta actividad se conoce también con el nombre de esmerilado. Como es de
esperarse, quedan residuos finos que deben ser removidos del cuero, y para ello
se realiza un sacudido o desempolvado.
Para lograr remover la humedad y los
solventes que estén impregnados en el cuero, se cuelgan y se evaporan los
compuestos mencionados, lo que da lugar a una serie de procedimientos
opcionales, como el esmerilado, el desempolvado y el pigmentado [8]; luego de
estos pasos se prensa o plancha el cuero. Para proteger cada una de las
modificaciones realizadas, es importante lacar el material, de manera que se
logre un acabado de calidad, con las medidas requeridas para ser almacenado y
comercializado.
Los vertimientos generados en la industria
de curtido, al ser descargados de forma directa en los cuerpos receptores de
agua, provocan efectos negativos en los usos posteriores de estos, lo que
modifica la calidad del agua y afecta negativamente la vida acuática [9].
Las etapas convencionales de ribera y de
curtido producen el 90 % de la contaminación total de una curtiembre [10]. En
la etapa de precurtido o ribera se producen variaciones significativas en el
pH, el aumento en la concentración de la DQO (Demanda Química de Oxígeno), los
STD (Sólidos Disueltos Totales), las sales como cloruros y sulfatos [11].
El proceso de pelambre representa el 84 %
de la carga de DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno), el 75 % de la carga de DQO
y el 92 % de los SST (Sólidos Suspendidos Totales) de una curtiembre [12].
Durante la ribera se consumen grandes cantidades de agua en relación con el
peso de las pieles, entre los desechos líquidos generados en una curtiembre.
Aproximadamente el 65 % [13] se producen en los procesos de esta etapa.
Metodología
La metodología aplicada para evaluación de
impactos ambientales fue el método de Vicente Conesa [14]. Esta consiste en dos
tipos de evaluaciones:
En la evaluación cualitativa, se
identifican las acciones que pueden causar impactos sobre una serie de factores
del medio, como la modificación del suelo, el cambio en las características
fisicoquímicas del agua, la emisión de contaminantes, la generación y
almacenamiento de residuos, la sobreexplotación de recursos, los cambios en el
medio biótico y el deterioro del paisaje, relacionados con las actividades que
se realizan en el proceso. El método requiere la aplicación de una matriz de
doble entrada, en la que se cruzan los componentes del ambiente con las
actividades del proyecto o del sistema de tratamiento [14].
La evaluación cuantitativa tiene como fin
establecer a través de los factores ambientales considerados, los indicadores,
la unidad de medida y la magnitud, para transformar estos valores en magnitudes
representativas, no de su alteración, sino de su impacto neto sobre el
ambiente. Los criterios de evaluación para determinar la importancia ambiental
son la naturaleza, la extensión, la intensidad, el momento, la duración, la
reversibilidad, la sinergia, la acumulación, el efecto, la periodicidad y la
recuperabilidad. El resultado de la evaluación indica si un impacto es
irrelevante, moderado, severo o crítico.
Para la modelación de las condiciones de
afectación del río al recibir las descargas contaminantes del proceso de
curtiembre, se utilizó el software QUAL2K desarrollado por la EPA
(Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos). El modelo QUAL2K emplea el
software Excel como interfase gráfica y de acceso de datos. El modelo
QUAL2K emplea el software Excel como interfase gráfica y de acceso de
datos. El libro de Excel contiene varias hojas electrónicas desde donde se
suministran los datos de entrada del modelo y desde donde este se ejecuta. Cada
una de estas hojas electrónicas tiene un nombre que identifica el tipo de
información que contiene: información general, información de la frontera aguas
arriba (cabecera), descripción de los tramos del río, condiciones
climatológicas (temperatura del aire, temperatura del punto de rocío, velocidad
del viento, nubosidad y sombra), los valores de las tasas de reacción o
constantes de calibración del modelo, la información correspondiente a los
tributarios y las captaciones puntuales y distribuidas y la información de las
estaciones aguas abajo de la cabecera.
Los datos requeridos para la modelación
aguas arriba y aguas abajo del punto de vertido fueron tomados de la
información publicada en la red de monitoreo de la calidad
del agua del río Aburrá. Se tuvieron en cuenta las estaciones de monitoreo más
cercanas.
·
Niquía (E21) coordenadas 6°20´17,73” N y
75°31´32,57” E, aguas arriba ubicada en el municipio de Bello.
·
Ancón Norte (E12) coordenadas 6°22´16,21” N y
75°29´21,29” E, aguas abajo ubicada en el municipio de Copacabana [15].
Los resultados de la caracterización
fisicoquímica del vertimiento en los parámetros son los siguientes: pH
analizado por método SM–4500 H+ electrodo selectivo; DQO por reflujo cerrado
SM-5220 D; DBO5 por Método Winkler; electrodo selectivo de O2 SM-5210 B SM–
4500 O G; grasas y aceites por extracción Soxhlet–Gravimetría SM–5520 D:
sólidos suspendidos totales por gravimetría SM–2540 D; cromo total
espectrofotometría de absorción atómica SM 3030H -3111D, y sulfuros por yodometría
SM-4500 S2—F, que fueron suministrados por la empresa, y el análisis de
calidad del agua fue realizado por un laboratorio acreditado por el Ideam.
Resultados
Evaluación de impacto ambiental
Con el uso de la herramienta para la
evaluación cualitativa se identificó que, en las etapas de remojo, pelambre,
desencalado y purgado, piquelado, neutralizado, curtido, recurtido y teñido, el
impacto común es el consumo de agua y modificación de la calidad del recurso.
En la evaluación cuantitativa cada impacto
ambiental identificado en la matriz se valora según los criterios de evaluación
descritos en la metodología, para el método de Conesa. El resultado de la
evaluación cuantitativa se analiza por componente en relación con las
actividades del proceso productivo:
Para el componente agua las actividades de
remojo, pelambre, desencalado y purga, piquelado, curtido y recurtido y teñido,
los impactos ambientales asociados con el consumo de agua y la modificación de
la calidad fisicoquímica del recurso hídrico se valoraron como significativos,
por lo cual son prioritarias las actividades de mitigación, prevención y
compensación. Para el componente suelo, el impacto valorado como significativo
es la modificación de las características fisicoquímicas del suelo, por la
producción, el almacenamiento, el transporte y la disposición de lodos y
residuos peligrosos que se producen en el proceso y durante el tratamiento de
aguas residuales. Dentro de las actividades de mitigación, se deben
caracterizar los lodos con el fin de determinar su peligrosidad, cumpliendo con
la normativa legal al respecto. Para el aire se determinó que, en las
actividades de remojo, pelambre, desencalado y purga se producen olores
provenientes de la descomposición de la materia orgánica, proteínas, sangre en
las pieles cruda, además del uso de sulfuro de sodio. Pese a que se genera ruido, se tendría que realizar un
estudio para determinar si ese ruido supera los límites permisibles;
actualmente no hay quejas de la comunidad por emisiones de olores o de ruido.
El componente fue calificado como moderado.
4.2
Modelación de la afectación por vertimientos al río
Aburrá
Para la modelación de la afectación por la
descarga de desechos líquidos provenientes de una curtiembre al río Aburrá, se
tomó información de las estaciones de monitoreo de calidad del agua del área
metropolitana del Valle de Aburrá, la estación previa al punto de descarga es
Niquía (E21), ubicada en el municipio de Bello. La estación posterior al punto
de descarga es Ancón Norte (E12), ubicada en el municipio de Copacabana. La
distancia de separación entre las estaciones es 6,3 km en el cauce del río; el
punto de vertimiento de la empresa se encuentra ubicado a 2,5 km de la estación
Ancón Norte. La información de calidad del agua del río Aburrá, relacionada en
la tabla 2, corresponde a las fechas 19 de febrero de 2014 y 26 de febrero de
2014.
Tabla 1.
Identificación de impactos ambientales.
|
Actividad
|
Impactos
ambientales cualitativos
|
|
Remojo
|
En la
evaluación cualitativa se identificó consumo de agua, modificación a las
condiciones fisicoquímicas del recurso. En el proceso se genera ruido por los
motores de los bombos y hay afectación a la salud por residuos líquidos. La
actividad produce activación de la economía.
|
|
Pelambre
|
En la
actividad de pelambre se presenta consumo de agua, modificación a las
condiciones fisicoquímicas del recurso, producción de residuos peligrosos,
como lodos con sustancias químicas, envases y contenedores. El ruido se
produce por los motores de los bombos y hay afectación a la salud por el tipo
de sustancias a las que se expone el personal. La actividad produce
activación de la economía
|
|
Descanardo
|
En esta
actividad se generan residuos sólidos, peligrosos y biológicos, como el
colágeno y los residuos de la separación de las capas de la piel (material
orgánico). La presencia de material particulado es evidente en la operación,
al igual que los olores por el contenido de sulfuros en el proceso. Hay
afectación a la salud por el tipo de sustancias a las que se expone el
personal.
|
|
Dividido
|
En el
dividido se generan residuos sólidos que son dispuestos como ordinarios.
|
|
Desencalado
y purga
|
En el
desencalado se consume agua y se usan ácidos orgánicos que producen residuos
líquidos y peligrosos, además de emisiones de nieblas ácidas, ruido y
afectación a la salud del personal expuesto.
|
|
Piquelado
|
En el
piquelado se utilizan sustancias químicas similares a las etapas anteriores,
y el consumo de agua es equivalente. Los impactos generados son la producción
de residuos líquidos y peligrosos, emisiones atmosféricas y ruido.
|
|
Curtido
|
En el
curtido se usan sales de cromo, lo que genera transformación en la calidad
del agua, residuos peligrosos, emisiones de metales pesados, ruido y
afectación secundaria a suelos y ecosistemas.
|
|
Rebajado
|
En esta
actividad no se usa agua, hay consumo de energía eléctrica y producción de
residuos sólidos, retazos de la materia prima y virutas, que se entregan
finalmente como residuos ordinarios
|
|
Neutralizado
|
En la
actividad de neutralizado se usan sales de sodio, las cuales reducen la
acidez del agua. En este caso específico, los residuos líquidos contienen
sólidos disueltos que aumentan la DQO, residuos peligrosos. Se produce ruido
en la operación y hay afectación indirecta a ecosistemas y suelo
|
|
Recurtido
|
En el
recurtido se repiten las operaciones de curtido; se usan sales de cromo. Hay
modificación en la calidad del agua vertida, se producen residuos peligrosos,
emisiones de metales pesados, ruido, afectación secundaria a suelos y
ecosistemas.
|
|
Teñido
y Engrasado
|
En esta
operación unitaria se aplican grasas y aceites vegetales, se producen
residuos peligrosos y afectación a la salud y al medio por contaminación
física. Hay ruido producido por el compresor y consumo de energía eléctrica
|
|
Secado
|
Durante
el secado son emitidos al medio gases, olores y vapores procedentes del
secado, consumo de energía eléctrica
|
|
Pintado y planchado
|
En el
uso de pigmentos y colorantes para los procesos de teñido, se generan
emisiones atmosféricas, residuos peligrosos, residuos sólidos de retazos y
virutas de material terminado.
|
Fuente: elaboración propia.
|
Calidad del agua
del río Aburrá
|
|
Tipo de muestra
|
Aguas arriba
|
Aguas abajo
|
Aguas arriba
|
Aguas abajo
|
|
Fecha
|
2/19/2014
|
2/19/2014
|
2/26/2014
|
2/26/2014
|
|
Fase
|
4
|
4
|
4
|
4
|
|
Campaña
|
19
|
19
|
20
|
20
|
|
Estación
|
Niquía
|
Ancón Norte
|
Niquía
|
Ancón Norte
|
|
Código
|
E21
|
E12
|
E21
|
E12
|
|
Parámetro
|
|
|
|
|
|
T Agua (°C)
|
22,05
|
21,91
|
22,55
|
22,09
|
|
pH (U de pH)
|
7,60
|
7,45
|
7,56
|
7,49
|
|
Oxígeno disuelto
(mg/L)
|
0,76
|
0,63
|
1,02
|
0,35
|
|
Conductividad
eléctrica (µs/cm)
|
451,00
|
450,00
|
514,00
|
521,00
|
|
Potencial redox
(mV)
|
|
-70,00
|
|
-36,65
|
|
Turbiedad (NTU)
|
|
322,92
|
|
229,40
|
|
DBO5 (mg/L)
|
168
|
144
|
154,00
|
147,00
|
|
DQO (mg/L)
|
255
|
186
|
255,00
|
241,00
|
|
P-Total (mg P/L)
|
2,900
|
2,67
|
4,17
|
3,50
|
|
NTK (mg N/L)
|
21,400
|
19,20
|
21,60
|
20,90
|
|
SST (mg/L)
|
256,00
|
284,00
|
327.00
|
266,93
|
|
BMWP Col valor
|
1
|
1
|
8
|
1
|
|
BMWP Col Calidad
|
Muy crítica
|
Muy crítica
|
Muy crítica
|
Muy crítica
|
|
ICACOSU Valor
|
0,29
|
0,27
|
0,25
|
0,27
|
|
ICACOSU Calidad
|
Mala
|
Mala
|
Muy Mala
|
Mala
|
|
Coliormes
Totales (UFC/100 ml)
|
5,90E+10
|
9,50E+10
|
5.40E+07
|
8.30E+07
|
|
Q(m3/s)
|
N/D
|
17,65
|
17,53
|
18.87
|
|
Clasificación
Caudal
|
Medio
|
Medio
|
Bajo
|
Bajo
|
|
E - Coli
(UFC/100 ml)
|
5.40E+06
|
5.70E+05
|
5.00E+06
|
4.00E+06
|
Fuente: elaboración propia.
El caudal promedio del río en la estación
Ancón Norte fue de 21,23 m3/s, y para la estación de Niquía se tomó
el caudal medio de 18,98 m3/s.
La empresa cuenta con un sistema de
tratamiento de agua residual industrial compuesta por un sistema de
pretratamiento que incluye cribado fijo y grueso, trapa de grasas y homogenización,
el sistema primario conformado por oxidación catalítica para las aguas
provenientes de pelambre y el sistema de flotación y clarificación para la
totalidad de los residuos líquidos producidos. En la modelación de la
afectación de la calidad del agua del río Aburrá se tuvo en cuenta el punto de
vertimiento de la empresa. En este el caudal promedio de descarga fue de 1,48
L/s, medido en la caracterización de agua residual tratada por parte de los
laboratorios acreditados por el Ideam.
Debido a que en la caracterización de la
empresa fueron analizados los parámetros de interés sanitario según la
normativa legal, se decide que los parámetros incluidos en la modelación serán
cinco: la temperatura, la Demanda Bioquímica de Oxígeno, el pH, la Demanda
Química de Oxígeno y la conductividad eléctrica, los resultados de los análisis
de los parámetros mencionados en el agua residual tratada de la curtiembre
están relacionados en la tabla 3.
Tabla 3. Parámetros de salida del agua
residual tratada proveniente de la industria
|
Parámetro
|
Unidad
|
Conc.
|
Res. 631 2015
|
Res. 2016 2012
|
|
pH
|
Unidades pH
|
6,88-8,66
|
6-9
|
>6.5<8.5
|
|
DBO5
|
mg O2/L
|
1502
|
600
|
<80
|
|
DQO
|
mg O2/L
|
3633
|
1200
|
<150
|
|
Grasas y aceites
|
mg grasas/L
|
53
|
60
|
<20
|
|
Sólidos suspendidos totales
|
mg SST /L
|
683
|
600
|
<300
|
|
Cromo total
|
mg Cr/L
|
9,94
|
1.5
|
NA
|
|
Sulfuros totales
|
mg S-/L
|
241
|
3
|
NA
|
|
Conductividad (promedio)
|
µs/cm
|
31.940
|
NA
|
>120
|
Los resultados obtenidos en la modelación
fueron comparados con la legislación para el cumplimiento de objetivos de
calidad en la cuenca y los límites permisibles para vertimientos en fuentes
superficiales; es decir, se tendrán en cuenta la Resolución 2016 del año 2012,
emitida por el área metropolitana del Valle de Aburrá y la Resolución 0631 del
2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.
Para la
simulación de la mezcla, se revisó el caudal en el
tramo seleccionado, en la estación de Niquía. El caudal fue de 18,98 m3/s,
este se toma como dato del cauce aguas arriba de la zona de descarga de
efluentes líquidos de la empresa. La simulación muestra una fluctuación del
caudal. En este se puede identificar la distancia a la que se realiza el
vertimiento de las aguas residuales industriales de la curtiembre. Ubicado a
los 2,5 km de la estación de monitoreo, el caudal del río Aburrá aumenta
progresivamente hasta alcanzar los 18,98147 m3/s, como se muestra en
la gráfica 1. El caudal en Ancón Norte es de 21.23 m3/s, lo que
demuestra que no es el único flujo que puede estar recibiendo el río. El
vertimiento aporta el 0,0077 % del caudal total del río aguas abajo de la
descarga realizada por la empresa.
Gráfica 1. Caudal
modelado para el río Aburrá (Medellín).
En algunos procesos industriales se
requiere elevar la temperatura del agua. Si el agua residual es vertida en
estas condiciones se producen efectos adversos a la vida acuática de los
cuerpos de agua receptores, cambios en los coeficientes de transferencia de
masa y en la concentración de oxígeno. La gráfica 2 representa la simulación
realizada por el programa QUAL2K para la temperatura en el río Aburrá,
específicamente en el tramo comprendido entre las estaciones de Niquía y de
Ancón Norte. Según los reportes de las estaciones, la temperatura media del
agua para el río es de 22,5 °C; el resultado reportado para el vertimiento fue
una temperatura media de 25,2 °C.
En la
simulación se demuestra que no hay afectación del vertimiento al afluente: por
el contrario, aguas abajo acercándose al sitio de la estación de monitoreo de
Ancón Norte existe una leve disminución de la temperatura del agua modelada
para el cauce del río. El parámetro se encuentra entre el rango permitido,
según el Área Metropolitana del Valle de Aburrá en sus informes de RedRío para
una corriente de aguas superficiales cuyo rango de temperatura es de 18,5 °C a
28 °C [16].
Gráfica 2. Temperatura
modelada para el tramo Niquía-Ancón Norte.
La conductividad eléctrica es una variable
que está directamente relacionada con la cantidad de sólidos disueltos totales.
En la información de conductividad entregada por la empresa de 31.940 µs/cm;
sin embargo, el caudal que ingresa a la fuente superficial es inferior al
caudal del río reportado en la estación de Niquía, por lo tanto, ingresa al
volumen de control, lo que significa que posteriormente es diluido en el cauce,
como se muestra en la gráfica 3. El objetivo de recuperación del río establece
para este parámetro que el vertimiento debe tener una conductividad menor a 120
µs/cm, pero actualmente el río no cumple con estas características. En la
simulación se muestra como en la estación Ancón Norte no hay cambios
significativos en la conductividad, los últimos kilómetros el valor se
estabiliza en un valor de 456 µs/cm.
La Demanda
Bioquímica de Oxígeno es un parámetro que determina la carga contaminante que
pueden generar los desechos de carácter biológico de la curtiembre, para el modelo se
representa como el DBO5 correspondiente a la materia orgánica que se
oxida o se degrada de forma rápida. En la gráfica 4 se observa que la descarga
de la empresa es 1,502 mgO2/L. De acuerdo con los datos tomados de
la estación de monitoreo la concentración de DBO5 aguas arriba al
vertimiento es de 168 mgO2/L. Al ingresar los datos de la
concentración de DBO5 del vertimiento, el modelo muestra un aumento
significativo en el tramo pasando de 168 mgO2/L en Niquía (estación
aguas arriba) hasta aproximadamente 185 mgO2/L en Ancón Norte
(estación aguas abajo).
Gráfica 3. Conductividad eléctrica modelada en
el río Aburrá (Medellín).
Gráfica 4. Ampliación DBO5 modelada
por el software.
El modelo muestra que después del
vertimiento la pendiente de este parámetro se vuelve más pronunciada. La
grafica 4 muestra la afectación producto de la descarga de materia orgánica de
la empresa al río, debido al aumento de la concentración, A mayor valor de DBO,
mayor es la contaminación del agua [18]. Cabe resaltar que cuando el cauce del
río se acerca a la estación de Ancón Norte aproximadamente a 0,7 km aguas
arriba de esta la DBO5 presenta un comportamiento constante de 185
mgO2/L, lo cual demuestra la estabilización de la carga en este
punto. El parámetro DBO5 en el tramo de
estudio está por encima del límite establecido por los objetivos de calidad de
5-10 años para este recurso hídrico, en la Resolución 2016 del Área
Metropolitana del año 2012, debido a que su valor debe ser menor a 50 mgO2/L.
La Demanda Química de Oxígeno se usa en el
programa de modelación, para calcular la DBO lenta, la cual se obtiene restando
la demanda química de oxígeno total menos la DBO5. (Díaz, 2004) Esta
DBO refleja el carbono de descomposición lenta (sales, grasas y aceites).
Gráfica 5. Ampliación DQO modelada
por el modelo QUAL2K
Para el parámetro DQO, la gráfica 5 muestra
que no hay afectación al tramo del cauce principal, teniendo en cuenta que este
parámetro integra la DBO rápida y lenta, y se puede asociar con los resultados
reportados en la gráfica 4, donde la concentración de materia orgánica oxidable
aumenta la carga en el río, mientras que la DBO lenta probablemente procedente de
sales inorgánicas oxidables se disuelven en el cauce. Al relacionar los
resultados de la modelación de la demanda química de oxígeno con los objetivos
de calidad para el tramo, se encuentran concentraciones superiores a 100 mgO2/L.
En la información de la concentración de
oxígeno disuelto incluida en la modelación, los niveles más bajos de oxígeno
disuelto del río se presentan en la gráfica 6, a los 6,3 km entre las dos
estaciones, es posible que la carga orgánica de la empresa reduzca el oxígeno a
los 2,5 km.
Las concentraciones inferiores a 4mgO2
/L amenazan la vida acuática [17].
Gráfica 6. Oxígeno Disuelto modelado para el
tramo Niquía- Ancón Norte.
El pH es un
parámetro químico indicador de la calidad del agua que muestra la cantidad de
hidrogeniones (H+) que posee el agua y puede afectar la vida de animales y
plantas acuáticas. El pH en la salida de la PTARI arrojó valores entre 6,88 y
8,66 unidades de pH. El valor máximo está por fuera del rango de los límites
establecidos en los objetivos de calidad del agua de la Resolución 2016 del
Área Metropolitana. En la gráfica 7 se puede observar que una vez se realiza
el vertimiento se genera un decrecimiento en el parámetro analizado; sin
embargo, también es perceptible que no hay un cambio significativo, a pesar de
que el vertimiento presenta un valor elevado, y, por el contrario, tiende a la
neutralidad.
Gráfica 7. pH modelado para el tramo Niquía-
Ancón Norte.
Conclusiones
Se realizó una evaluación de impacto
ambiental relacionada con los vertimientos de una empresa de curtiembres usando
el método Conesa. Para esta evaluación se incluyó información referente a las
materias primas, los equipos y los insumos requeridos en los procesos asociados
a los residuos líquidos generados en cada etapa. El resultado de la evaluación
demuestra que el impacto calificado como significativo fue el uso y la
modificación fisicoquímica del recurso hídrico, especialmente en las
actividades de remojo, pelambre, desencalado y purga, piquelado, curtido,
recurtido y teñido. Seguido de los impactos al suelo por la generación de
residuos peligrosos provenientes del proceso y lodos resultantes del
tratamiento de aguas residuales.
Se aplicó el modelo de simulación QUAL2K
para predecir las condiciones de afectación del río. Al recibir las cargas
contaminantes de los vertimientos de una empresa de curtiembres, fueron
relacionados los datos de las estaciones de monitoreo Niquía y Ancón Norte
ubicadas en la zona de influencia y los análisis de calidad del agua residual
tratada. Los parámetros simulados fueron pH, conductividad, DBO rápida y lenta,
caudal y temperatura.
El pH del agua residual tratada se entrega
a la fuente superficial con un valor de 8,5; según el modelo, no afecta el
cauce, y con respecto al cumplimiento normativo, descrito en la Resolución 2016
del 2015, este se encuentra en el rango de cumplimiento de los objetivos de
descontaminación.
El agua residual proveniente de la empresa
excede los límites permisibles relacionados en la Resolución 0631 del 2015 en
los parámetros DQO y DBO5, en un 203 % y 150 %. En la simulación el resultado
de la DBO rápida vertida, aumenta la concentración de 167 mg O2/L hasta 185 mg
O2/L en el tramo estudiado, y se aleja significativamente del objetivo de
calidad de 50 mg de O2/L.
El vertimiento de la curtiembre tiene una
leve afectación de la calidad del agua referente a materia orgánica, la cual
disuelve debido a la diferencia que existe entre el caudal medio de 18,98 m3/s
para el río y de 0,00147 m3/s del vertimiento. El flujo promedio del
vertimiento representa el 0,0077 % del caudal total después de mezclarse con el
cauce del río.
Recomendación
Se recomienda que las empresas del sector de
las curtiembres ajusten sus tratamientos de agua residual con métodos
biológicos, para cumplir con la Resolución 631 de 2015.
Referencias
[1] Centro Nacional de Producción Más
Limpia. Diagnóstico y Estrategias proyecto gestión ambiental en el sector de
curtiembres. 2004. Disponible en:
www.sirac.info/curtiembres/html/archivos/publicaciones/estratagiasdiagnostico.pdf
[2] CONESA, V. Guía metodológica para la
evaluación de impacto ambiental. Ed. Mundi- Prensa 3ra edición,
Madrid 2003. ISBN 84-7114-647-9
[3] Caballero Escribano, C. Historia de los
curtidos de las pieles. Alicante, España: Editorial Club Universitario 2013.
ISBN 97-8849-948-749-6
[4] Lofrano, Giusy, et al. Chemical
and biological treatment technologies for leather tannery chemicals and
wastewaters: A review. En: SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT.
Septiembre, 2013. vol. 461–462, p. 265-281
[5] Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial. Guía ambiental para la industria del curtido y
preparado de cueros. Segunda Edición ed. Bogotá D.C.: Print Digital Ltda 2006.
ISBN 9789589778548
[6] MCCANN, M. Capítulo 88 Cuero, pieles y
calzado. En: enciclopedia de la OIT. D - INSHT (Instituto Nacional de Seguridad
e Higiene en el Trabajo) 2012.
[7] Salas, G. Eliminación
de sulfuros por oxidación en el tratamiento del agua residual de una
curtiembre. Revista Peruana de Química e Ingeniería Química. Vol. 8 N.º 1 2005. Inline ISSN. 1609-7599.
PrintISSN: 1726-2208
[8] Carabias, J; Provencio, E y Cortinas,
C. Manual de Procedimientos para el Manejo Adecuado de los Residuos de la
Curtiduría. Primera Edición ed. México D.F.: Instituto Nacional de Ecología
1999.
[9] Cooman, K., et al. Tannery wastewater characterization
and toxicity effects on Daphnia spp. En: Environmental
Toxicology. vol. 18, No. 1, p. 45-51. 2003
https://doi.org/10.1002/tox.10094
[10] Aloy, M.; Folachier, A. y Vulliermet, B.
Tannery and pollution. Lyon (France): Centre Technique du Cuir. 306 p. 1976.
[11] Thanikaivelan, P., Rao, J. R. y Nair, B. U. Development
of leather processing method in narrow pH profile. Part 1: standardization of
dehairing process, vol. 84, no. 6, p. 276-284. 2000.
[12] Marsal, A., et al. Oxidizing unhairing process with
hair recovery. Part I: experiments on the prior hair immunization. vol. 83, No.
47, p. 310-315. 1999.
[13] Arango, C. Proyecto Gestión Ambiental
en la Industria de Curtiembre en Colombia. Colombia. p. 5. 2004
[14] CONESA, V. Guía metodológica para la
evaluación de impacto ambiental. Ed. Mundi- Prensa 3ra edición, Madrid. ISBN
84-7114-647-9. 2003
[15] Área Metropolitana del Valle De
Aburrá. Red de monitoreo ambiental en la cuenca hidrográfica del río Aburrá en
jurisdicción del área. convenio 368 de 2014 – adición I y II metropolitana.
Septiembre 2016
http://www.metropol.gov.co/recursohidrico/Documents/ParametrosCalidadRio/EstacionesAutomaticasMonitoreoAguaSuperficial.pdf.
Consultado el 12 de septiembre de 2017
[16] Universidad de Antioquia, et al. Red
de monitoreo ambiental en la cuenca hidrográfica del río Aburrá - Medellín en
jurisdicción del Área Metropolitana FASE IV - Informe de calidad. Medellín. p.
1249-1255. 2014.
[18]O. Guarín-Villamizar,
“Metodología para evaluación de la condición ambiental en microcuencas
urbanas,” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 2, pp. 141-150, 2017.
Doi: https://doi.org/10.18273/revuin.v16n2-2017013.