https://doi.org/10.37815/rte.v35n1.983

Artículos
originales

Actualidad
de tratamientos y procesos de reciclaje de los residuos industriales de
curtiembres en Ecuador y el mundo

Current treatment and recycling processes of industrial waste from
tanneries in Ecuador and the world

Dayana Anchatipán
Bastidas1 https://orcid.org/0000-0002-4251-2106,

Nelly Flores Tapia1  https://orcid.org/0000-0002-0851-8117

1Dirección de
Investigación y Desarrollo, Universidad Técnica de Ambato, Facultad de Ciencia
en Ingeniería en Alimentos (FCIAB), Ambato, Ecuador

[email-masked], [email-masked]

Enviado:         2023/09/29

Aceptado:       2023/06/21

Publicado:      2023/06/30

Resumen

Sumario: Introducción,
Metodología, Resultados y Discusión y
Conclusiones.

Como citar: Anchatipán, D.
& Flores, N. (2023). Actualidad de tratamientos y procesos de
reciclaje de los residuos industriales de curtiembres en Ecuador y el
mundo. Revista Tecnológica - Espol, 35(1), 66-87. http://www.rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/983

El objetivo de este estudio es
investigar los procesos de reciclaje y reuso de los residuos generados por las
curtiembres en Ecuador y el mundo. Para alcanzar este propósito, se utilizaron
publicaciones de alto impacto y bases de datos gubernamentales para recopilar
información. Se identificaron varios procesos de reciclaje y reuso para los
residuos sólidos de las curtiembres, estos incluyeron la producción de
pegamentos, colágeno, gelatina, aminoácidos, biocombustibles, biogás y
lubricantes para cueros. Además, se encontró que es posible recuperar sales de
cromo de las aguas residuales, lo que permite reutilizarlas. El estudio también
reveló que países como India, Bangladesh y China, que son los principales
productores de cuero, aplican tecnologías avanzadas de reciclaje en sus
curtiembres. En contraste, países como Italia, Alemania y España se enfocan más
en la conversión química de los residuos sólidos de la curtiduría. En Ecuador,
no existen publicaciones sobre el reciclaje de residuos de tenerías, y las
pocas que abordan este tema se centran en la reutilización de carnazas, restos
de piel y obtención de queratina del pelo residual. Esta falta de interés, en
la adecuada gestión de residuos en las curtiembres, puede atribuirse a la
informalidad y la falta de aplicación estricta de la legislación ambiental en
el país. En conclusión, es importante regularizar el sector industrial de
curtiembres en Ecuador y promover procesos de reciclaje y reuso que
proporcionarán beneficios económicos y sostenibilidad estas industrias. El
estudio resalta la necesidad de mejorar la gestión de residuos en las
curtiembres ecuatorianas y seguir el ejemplo de países que han implementado
tecnologías avanzadas de reciclaje.

Palabras clave: Desechos sólidos, efluentes líquidos, impacto
ambiental, tecnologías de reciclaje y reúso.

Abstract

This study aims to investigate the
recycling and reuse processes of the waste generated by tanneries in Ecuador
and the world. High-impact publications and government databases were used to
gather relevant information on the topic and, thus, achieve the objective of
the study. Several recycling and reuse processes of tannery solid waste were
identified, including the production of adhesives, collagen, gelatin, amino
acids, biofuels, biogas, and leather lubricants. Additionally, it was found
that it is possible to recover chromium salts from wastewater and reuse them.
The study also revealed that countries like India, Bangladesh, and China, the
primary producers of leather, apply advanced recycling technologies in their
tanneries. In contrast, countries like Italy, Germany, and Spain focus more on
the chemical conversion of tannery solid waste. In Ecuador, there is a lack of
publications on tannery waste recycling, and the few available ones focus on
the reuse of trimmings, leather scraps, and the extraction of keratin from
residual hair. This lack of interest in proper waste management in tanneries
may be attributed to informality and the country's lax enforcement of environmental
legislation. In conclusion, it is crucial to regulate the tannery industry
sector in Ecuador and promote recycling and reuse processes that will bring
economic benefits and sustainability to these industries. This study highlights
the need to improve waste management in Ecuadorian tanneries and follow the
example of countries that have implemented advanced recycling technologies.

Keywords: Solid waste, liquid effluents, environmental
impact, recycling and reuse technologies.

Introducción

Las curtiembres son industrias dedicadas a la transformación
de la piel animal, la modifican químicamente hasta convertirla en cuero de
valor comercial que es utilizado en la fabricación de vestimenta y aprovechado
en diferentes actividades humanas (Parisi et al., 2021; T. Verma et al., 2019).

La industria del curtido contribuye al desarrollo económico
de diferentes países, teniendo como mayores productores a Europa y Asia (Urbina et al., 2021). En Latinoamérica, Brasil
y Argentina se destacan en este sector. Según estudios, se calcula que el comercio del cuero genera ganancias entre de USD 100 mil millones y USD 414 mil
millones por año a nivel mundial (Rajamanickam et al., 2022;
Saxena et al., 2020). De igual forma, en Brasil se
generan USD 3 mil millones al año (Klein et al., 2022) y en Ecuador, solo en el 2020, se produjeron USD
502,38 millones (CFN, 2021). Sin embargo, la industria del
cuero descarga enormes cantidades de residuos sólidos y efluentes contaminantes, lo que la coloca entre las diez industrias más tóxicas y
a sus residuos en un foco de contaminación ambiental (Rigueto et al., 2020).

En los últimos años, a nivel mundial, el número de
industrias dedicadas al curtido de pieles ha crecido, siendo las medianas y
pequeñas tenerías las más contaminantes (González et al., 2017). En Ecuador, las
curtiembres son un factor importante para la economía nacional, puesto que
aportan con más de 100 mil plazas de empleo directo e indirecto (INEN, 2018); sin embargo, representan riegos
para el medio ambiente y la salud debido a la falta de gestión ambiental y Responsabilidad
Social Empresarial (RSE) (Lascano et al., 2019).

Tomando en cuenta la actividad industrial de las curtiembres
en el mundo y a nivel nacional, en el presente artículo se realiza una
investigación bibliográfica sobre el proceso de curtido de pieles. Además, en
este estudio, se identifican las curtiembres actualmente activas en el Ecuador
y se evidencia el impacto ambiental de los residuos sólidos y efluentes;
finalmente, se presentan las tecnologías de reciclaje y reutilización para
desechos provenientes del curtido de cuero, utilizando bases de datos indexadas
en Scopus, bases de datos de universidades latinoamericanas y ecuatorianas con
la finalidad de encontrar alternativas ecológicas y sostenibles para la
reutilización y reciclaje de los desechos sólidos de las curtiembres (Saxena et al., 2020).

Metodología

En este trabajo se analizó, desde una perspectiva
bibliográfica, los tratamientos de reciclaje y reutilización de residuos
líquidos y sólidos de curtiembres que se han desarrollado a nivel mundial en
los últimos diez años. A partir de esta información, se determinaron las
tecnologías aplicables a las curtiembres ecuatorianas.

Esta revisión se centró en los tratamientos
existentes y las tecnologías utilizadas en el ámbito industrial alrededor del
mundo, con el fin de evaluar su viabilidad y aplicabilidad específica en el
contexto de las curtiembres en Ecuador.

Selección de
bibliografía

Se realizó una
búsqueda exhaustiva, utilizando diversas combinaciones de palabras clave como
curtiembres, residuos sólidos, efluentes, reciclaje de residuos sólidos y
descontaminación de efluentes provenientes del curtido de pieles. Estas
combinaciones de palabras se adaptaron a las bases de datos electrónicas como
Web of Science, Scopus-Elsevier-Science Direct, que se utilizaron en inglés.
Además, se llevó a cabo una búsqueda en la literatura gris en Google Scholar,
Scielo, Redalyc y tesis de grado de varias universidades latinoamericanas,
tanto en inglés como en español, para encontrar artículos relacionados con
curtiembres en Latinoamérica y Ecuador.

Es relevante
destacar que este trabajo no abarcó investigaciones de carácter específicamente
biológico o microbiológico, ni estudios sobre emisiones gaseosas en
curtiembres, dado que estas últimas no están reguladas por las normas TULSMA en
Ecuador. La contaminación gaseosa se encuentra principalmente asociada al mal
olor generado durante el proceso de curtiembre, como se menciona en el estudio
de Parada et al. (2019).

Las búsquedas se
llevaron a cabo desde el 1 de septiembre de 2022 hasta el 1 de junio de 2023 para
obtener la información lo más actualizada disponible.

Selección de publicaciones

Para mejorar la eficacia de la búsqueda, se dividió en dos
secciones principales. La primera sección se enfocó en buscar tecnologías de
tratamiento de aguas residuales, mientras que la segunda se centró en el
reciclaje de residuos sólidos. De todas las fuentes consultadas, se
seleccionaron aquellas más relevantes para realizar un resumen en este trabajo.

Se utilizó el software Connected Papers para encontrar
correlaciones de información entre los temas indagados. Este software generó
visualizaciones que representaron las conexiones de similitud entre los
artículos. Cada artículo se figuró como una esfera que se conecta con líneas a
otros trabajos, y las esferas de mayor tamaño indicaron mayor relevancia. La
investigación se realizó exclusivamente en inglés, utilizando palabras clave
específicas y el operador booleano AND. Por ejemplo, se utilizó la combinación
"tannery AND wastewaters" con el artículo base de Zhao et al. (2022,
pp. 1-22), como se muestra en la Figura 1a.
En una segunda búsqueda, se utilizaron las palabras clave "tannery AND
wastewater AND treatment" con el artículo base de Nigam et al. (2022),
como se muestra en la Figura 1b.
Además, se realizó una búsqueda con las palabras clave "tannery AND solid
waste treatment" y el artículo base de S. K. Verma & Sharma (2022),
para obtener los documentos más recientes sobre estos temas (Figura 1c).

Figura 1

Resultados búsqueda información connected
papers

a

b

c

Nota: La figura presenta los resulatdos obtenidos del
software connected papers utilizando la combinación tannery AND wastewaters
Figura 1a, tannery AND wastewater AND treatment Figura 1b y las palabras clave
"tannery AND solid waste treatment Figura 1c. Fuente: Autoría propia
utilizal software https://www.connectedpapers.com/ (2023).

Para adquirir información específica actualizada sobre las
curtiembres ecuatorianas, se buscó en bases de datos como el Instituto Nacional
de Estadísticas y Censos (INEC), Ministerio del Ambiente, Agua y Transición
Ecológica (MAATE), Instituto Nacional de Normalización (INEN), Servicio de
Rentas Internas (SRI), la Superintendencia de Compañía (SC) y los repositorios
de universidades nacionales.

De todos los artículos encontrados con la ayuda de
Connected Papers, se escogieron aquellos que cumplían con el criterio de
selección establecido. Se priorizaron las publicaciones de los últimos cinco
años que se basaban en investigaciones originales relacionadas con curtiembres,
residuos sólidos, efluentes líquidos e impacto ambiental. Se excluyeron los
artículos de revisión para garantizar la obtención de información actualizada y
de mayor relevancia.

En la base de datos Elsevier-Scopus se
establecieron los siguientes parámetros de búsqueda: "tannery AND solid
wastes" y "tannery AND wastewaters", en un periodo de búsqueda
desde 2018 hasta 2023. Se prescindieron los artículos de revisión y se
consideraron únicamente aquellos que presentaban investigaciones originales
para obtener información actual. Además, la indagación se limitó a artículos
escritos en inglés.

Para encontrar información relacionada con
Latinoamérica, se utilizó la base de datos Redalyc. Se emplearon palabras clave
y operadores boleanos como "curtiembre AND tratamiento AND residuos",
y se buscaron artículos publicados en los últimos cinco años tanto en inglés
como en español.

Los documentos que presentan información sobre
procesos específicos llevados a cabo en Ecuador se buscaron en Google Scholar,
para ello, se utilizó el siguiente criterio de indagación: tratamiento AND
'aguas residuales de curtiembres' AND ecuatorianas. Se especificó entre
comillas "aguas residuales de curtiembres" para hacer la búsqueda más
concreta. Asimismo, para analizar los estudios sobre el tratamiento de residuos
sólidos, se utilizó el siguiente criterio: tratamiento AND 'residuos sólidos de
curtiembre' AND ecuatorianas. Igualmente, solo se incluyeron artículos en
inglés y español.

Organización
de la información

Utilizando Connected Papers, se obtuvieron inicialmente 84 artículos
relacionados con curtiembres. De estos, se encontraron 31 que abordaban el tema
de reciclaje de residuos sólidos, y 29 trataban sobre tratamientos de aguas
residuales de curtiembres. Después de eliminar los duplicados e investigaciones
a escala laboratorio, solo quedaron 35 artículos útiles para este estudio.

En la base de datos Redalyc se encontraron 59 artículos
relacionados con los criterios de búsqueda establecidos, entre ellos, se
identificó uno muy relevante titulado: "Diseño, evaluación y validación de
un sistema de tratamiento de efluentes del proceso de curtido de pieles: caso
Pieles del Sur" (Paz et al., 2020). Este estudio resume que el tratamiento
del agua residual de la planta se hace solo con el fin de recircular el agua,
ahorrarla y evitar multas; este proceso se destaca como el caso más común en el
territorio nacional.

Por su parte, en la base de datos de Google Scholar, se
identificaron 121 artículos sobre el tratamiento de efluentes de curtiembres,
pero solo en 15 se hace hincapié en que el agua tratada fue reciclada al
proceso nuevamente; además, se encontraron 7 trabajos sobre tratamientos de
residuos sólidos investigados en Ecuador.

Finalmente, para recomendar tecnologías a aplicarse en
curtiembres ecuatorianas se buscaron tecnologías de descontaminación en la base
de datos Elsevier-Scopus-Science Direct, donde se usaron los criterios
"tannery AND solid wastes" y "tannery AND wastewater", lo
que arrojó 1656 y 2328 artículos de investigación, respectivamente. En este
caso, en vista de la gran cantidad de información obtenida, el enfoque fueron
los tratamientos específicos de vanguardia aplicables en las curtiembres
ecuatorianas; por lo que, se emplearon criterios de búsqueda adicionales como
"tannery AND solid wastes AND chromium", "tannery AND solid
wastes AND glue", "tannery AND solid wastes AND animal food",
"tannery AND solid wastes AND composites", y "tannery AND
wastewater AND treatment recycling".

Hay que recalcar que se realizaron eliminaciones de
duplicados en los documentos obtenidos y se revisaron los resúmenes y las
conclusiones de los trabajos encontrados. Además, se seleccionaron 10 artículos
de Scopus que proporcionaban información sobre nuevas tecnologías aplicables en
las curtiembres de Ecuador. En total, se resumieron 82 estudios en este
trabajo.

Resultados y Discusión

Las curtiembres se
dedican a convertir pieles de animales putrescibles en un material apto para
diferentes usos mediante tratamientos químicos. Este proceso consta de varias etapas: remojo, pelambre,
descarnado, dividido, desencalado, piquelado, curtido, neutralizado,
blanqueado, teñido, engrasado y secado (Verma et al., 2019). Se procesan alrededor de 6900 000 toneladas de pieles y cueros salados
al año (Puhazhendi et al., 2022),
este proceso, en su mayoría químico, genera gran cantidad de desechos
sólidos como: wet-blue, restos de carne, pelo, retazos de piel, polvos de
pulido, etc. (Kamaraj et al., 2017), los cuales son nocivos para el medio ambiente y la
salud debido a la presencia de cromo y exceso de materia orgánica con baja
biodegradabilidad. Además, el curtido de pieles requiere
un consumo de agua entre 30 a 50
m3 por tonelada de cuero (Basaran et al., 2018).

Figura 2

Etapas
del Curtido de Cuero y Residuos Generados

Nota: La Figura
muestra las etapas de cutido de cuero y sus subetapas con los respectivos
residuos producidos. Fuente: Autoría propia (2023).

Las aguas
residuales del proceso contienen metales pesados, ácidos orgánicos, grasas, proteínas, sangre (Korpe &
Venkateswara, 2021), los cuales causan daños
significativos al suelo agrícola y a cuerpos de agua receptores debido a la
toxicidad de los agentes químicos aplicados en cada etapa (Rigueto et al., 2020).
El procesamiento que se da a la piel en bruto empieza con el pretratamiento
para demorar el proceso de deterioro de las
pieles. En la etapa de ribera, se limpia y prepara la piel, en el
curtido se le cambia su composición química, confiriéndole estabilidad a los
cambios ambientales (Tasca & Puccini,
2019) y, en el post curtido, se le da las
demás características requeridas por el mercado (Parada et al., 2019). En la Figura 2, se puede observar las etapas por las que pasa la piel en bruto
y los residuos generados en cada una de ellas.

Efluentes
y los contaminantes involucrados

En la etapa de
ribera se utilizan químicos como el cloruro de sodio para deshidratar las
fibras de colágeno y evitar la descomposición (Maina et al., 2019); así también, el hipoclorito de sodio
aplicado para eliminar sales y
materia orgánica (Sawalha et al., 2019a);
mientras que, el hidróxido de sodio y el sulfuro de sodio son aplicados para la
hidrólisis del pelo animal y quitarla epidermis de la piel respectivamente (Kadathur et al., 2022; Yadav et al., 2019);
finalmente, se usa ácido sulfúrico para preparar a la piel a la exposición del
agente curtiente. Todos estos productos químicos utilizados y los residuos
obtenidos tras su aplicación son descargados en aguas residuales y su presencia
incrementa la cantidad de sólidos totales disueltos (STD), demanda química de
oxígeno (DQO) y la concentración de sulfuros, los cuales son altamente
contaminantes para el cuerpo de agua receptor debido a la acidificación del
medio, lo que produce la intoxicación y posterior muerte de peces y otros
organismos acuáticos  (Verma et al., 2019).

Durante el curtido
se aplican agentes de origen mineral, vegetal y sintéticos, siendo el sulfato
de cromo el agente curtiente más empleado por esta industria, debido a su fácil
manejo, alta estabilidad térmica en condiciones de producción y propiedades
viables de aplicación, además de que ocupa menor tiempo para obtener el cuero
como producto final (Maraz, 2021). El sulfato de
amonio y sales de amonio eliminan la alcalinidad de la piel, asimismo, ayudan a
remover sulfuros y reducir el pH. En esta etapa se generan aguas residuales con
altas concentraciones de cromo, sulfuros, nitrógeno orgánico y amoniacal que
contaminan el medio ambiente debido a reacciones de nitrificación e
intervención en las reacciones naturales que ocurren en los cuerpo de agua y
suelo, provocando un desequilibrio químico
y generando agentes tóxicos como el
ion nitrito que penetra las membranas biológicas de seres vivos,
afectando su  sistema inmune y
produciendo su posterior muerte (Murshid et al., 2018).

Entre el 30% y el 40% de cromo es
eliminado en las aguas residuales del proceso de curtido, este cromo disuelto
es muy oxidante, no es biodegradable y atraviesa membranas biológicas de seres
vivos, por lo que, es tóxico para la vida microbiana, vegetal y acuática
(Rimawi et al., 2020a), además, este metal, en su forma hexavalente, es un cancerígeno
perjudicial para la salud humana (Salimin et al., 2020a).Todos
estos agentes químicos aplicados causan efectos negativos en la flora y fauna
de los ecosistemas donde son descargados, incrementando la demanda biológica de
oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (Liu et al., 2020; Verma et al., 2019).

En la etapa de post-curtido se aplica
el bicarbonato de sodio para blanquear el cuero, engrase para que adquiera
suavidad y flexibilidad, y tintes para brindar color al cuero terminado (Liknaw et al., 2017). También, se
aplica el tributilestaño y los bifenilos policlorados (PCB), como pintura
antiincrustante, para evitar la proliferación de bacterias y hongos (Bustos, 2020; Yasir et al., 2021a).
Estas aguas residuales producen eutrofización en los cuerpos de agua dulce
donde son descargados (Butt et al., 2021).
Además, debido a la presencia de metales pesados, generan una alta
conductividad, creando desequilibrio en las reacciones químicas y actividad enzimáticas en los
ecosistemas acuosos, disminuyendo el efecto de biorremediación natural (Sawalha et al., 2019; Verma et al., 2019; Yasir et al.,
2021). A toda esta situación, se suma que
incrementan la concentración de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda
química de oxígeno (DQO), sólidos suspendidos (SS), sólidos disueltos (SD) y
sólidos totales (ST) (Kadathur et al., 2022),
que son indicadores de un impacto ambiental negativo.

Residuos
sólidos

Los residuos sólidos
de las curtiembres incrementan la contaminación ambiental de los lugares donde
son descargados.  Se ha detectado que de
1000 kg de pieles saladas que se ocupan, 600 kg son desechos sólidos y solo 200
kg de cuero terminado,
produciéndose así una gran cantidad de desperdicios como: restos de carne,
pelo, retazos de piel, polvos de pulido y las virutas de wet-blue que se
obtienen durante el proceso de rebajado del cuero (Parisi et al., 2021).
Estos residuos al ser descargados en agua y suelo aumentan los niveles
de contaminación, generando un exceso de materia orgánica presente en la tierra
y los rellenos sanitarios, disminuyendo la velocidad de oxidación de la materia
orgánica por parte de microorganismos propios del suelo, lo que puede llegar a
convertirlo en inerte para su uso en agricultura u otro fin (Salimin
et al., 2020b).
En la Tabla
1 se puede identificar los residuos sólidos generados del proceso
de curtido de pieles.

Tabla 1

Características
de residuos sólidos de curtiembres

RESIDUO SÓLIDO

CARACTERÍSTICAS

FUENTE

Pelo

Alto contenido
de queratina

(Thankaswamy et al., 2018a)

Carnaza

Contiene grasa,
proteína, piel y sangre

(Hashem et al., 2021a)

Restos de piel

Alto contenido
de colágeno

(Tang et al., 2021)

Wet-blue

Virutas de
cuero con cromo

(Agustini et al., 2020a)

Polvos de
pulido

Material
volátil que contiene cromo y compuestos tóxicos

(Ayele et al., 2021a)

Los residuos sólidos
de curtiembre, como el pelo, se generan luego de la hidrólisis con hidróxido de
sodio o sulfuro de sodio, y estos contienen entre un 90% a 97% de queratina (Souza et al., 2022a), la naturaleza proteica de estos restos disminuye su biodegradabilidad,
aumentando la concentración de DBO, DQO, SD y ST (Thankaswamy et al., 2018).

De igual forma, la carnaza representa entre el 50 a 60% de
los residuos sólidos sin curtir (Hashem et al., 2021a) y junto con los
restos de piel generan partículas orgánicas de grasas, sangre y proteínas que
aumentan la concentración de SS y ST y, tras su descomposición, emiten un olor
putrefacto (Kadathur et al., 2022; Li et al., 2019).

Los recortes wet-blue son residuos
sólidos con alto contenido de cromo (Agustini et al., 2020),
generados en el proceso de rebajado, y son el 30% del total de estos
desperdicios (Parisi et al., 2021). Debido a la
toxicidad del cromo que está unido a las moléculas de colágeno, estos restos
son peligrosos para los seres vivos, pues pueden causar mutaciones en el ácido
nucleico y en las células humanas, induciendo a la aparición de células
cancerígenas (Rimawi et al., 2020b; Shukla et al., 2021a).

Finalmente, en menor cantidad, se
eliminan metales pesados como cromo, mercurio, sodio, níquel, cobre, etc. y
compuestos tóxicos como sulfuros, cloruros, amoniacos que son nocivos para el
medio ambiente y la salud (Ayele et al., 2021a).

Situación
de las curtiembres activas en Ecuador

En el Ecuador,
mediante la obtención de información de artículos y tesis, se encontró que
existe un antes y un después de la pandemia con respecto a la actividad
económica del sector de curtiembre. En la Figura 3a se puede identificar la localización de tenerías en diferentes
provincias del país. En 2017, mediante la realización de un catastro, se
determinó que la provincia con mayor número de curtiembres es Tungurahua, la
cual posee 57 industrias de las 80 existentes a nivel nacional (Masabanda et al., 2017;
Silva & Salinas, 2022), lo que representa el 75,58% del total de
curtiembres en el país. Esta situación aumenta el desarrollo industrial en
Tungurahua a la vez que contribuye a la contaminación en la provincia (Salinas, 2014). El restante 24,42% se distribuyen en las
provincias de Imbabura, seguido de Azuay y Cotopaxi, un resumen se puede ver en
la Figura
3b

Figura 3

Ubicación Geográfica de Curtiembres en el Ecuador (a) Antes de la
Pandemia COVID19 y (b) Después de la Pandemia del COVID 19

Nota: La Figura
presenta una comparación de la distribución de curtiembres en Ecuador antes (a)
y después (b) de la pandemia. Fuente: Autoría propia utilizando el software
http://mapinseconds.com/ (2023).

Durante el año
2018, se observó que el 76,6% de la producción de cuero en las curtiembres se
destinó a la fabricación de calzado, mientras que el 23,4% restante se
distribuyó en actividades como marroquinería y confección de prendas, entre
otras (Peñafiel & Vásquez, 2020). Por otro lado, en 2019, el Servicio de
Rentas Internas (SRI) registró ganancias totales de la industria de tenerías
por un monto de USD 867,7 mil dólares, lo cual representó una disminución del
15% en comparación con el año anterior. Además, se reportaron pérdidas por USD
1,2 miles de dólares, lo que supuso una reducción del 83% en las utilidades,
debido a la disminución en la demanda de cuero (SRI, 2019).

En 2020, con el
inicio de la pandemia global del COVID-19 y la emergencia sanitaria nacional,
ocurrió una disminución en la producción del cuero debido a la reducción en los
pedidos, incapacidad para entregarlos y dificultad para adquirir
financiamiento. Según el último boletín técnico del Instituto de
Estadísticas y Censo (INEC), el índice de producción de la Industria
Manufacturera (IPI-M), en septiembre del 2020, registró una variación anual de
-5,62% y una variación mensual de -77,12% respecto a septiembre 2019. Estas
cantidades indican un resultado negativo para la venta de cuero terminado (INEC, 2020).

En el presente año,
la Corporación de Desarrollo de Ambato y Tungurahua realizó un catastro de curtiembres a nivel
nacional mediante encuestas, entrevistas e investigación en medios digitales y
entidades públicas del sector, en este estudio se determinó que Tungurahua
sigue siendo la provincia con mayor número de tenerías activas del país, con un
50%, seguido de Azuay con el 26,43%, Guayas con el 21% y Cotopaxi con el 2,57%
como se puede observar en la Figura 3b. Además, se identificó que la provincia de Imbabura no
tiene industrias dedicadas al curtido de cuero registradas, esto debido a las
graves pérdidas económicas que dejó la pandemia y, por consiguiente, la
disolución y liquidación de varias de estas (Figura 4).
Sumado a esta situación, el efecto postpandemia provocó una disminución en la
demanda de cuero del 54,35% (Corporación de desarrollo de Ambato y Tungurahua, 2022).

Figura 4

Curtiembres
Registradas en la Superintendencia de Compañías.

Nota: La Figura
presenta la distribución geográfica de las curtiembres registradas en la
Superintendencia de Compañías hasta septiembre de 2022, desglosada por provincias.
Fuente: Autoría propia (2023).

Actualmente, en el país existen
solo once curtiembres legalmente registradas en la Superintendencia de
Compañías (SC), entidad que controla y valida las actividades de estas
empresas. Las once curtiembres que constan en la Figura 4, cumplen con los respectivos permisos de funcionamiento, con
Responsabilidad Social Empresarial (RSE) y correcta gestión económica, social y
ambiental (Lascano et al., 2019). Sin
embargo, es un número pequeño en comparación con el total de tenerías activas
en el país que en su mayoría trabajan de manera informal sin registrarse ante
las instituciones reguladoras nacionales.

Las informalidades de medianas y
pequeñas curtiembres hacen que las industrias dedicadas al curtido de pieles no
se interesen en cumplir con sus obligaciones legales y así formar parte del
cambio para disminuir el impacto ambiental provocado por los residuos que
generan; por tanto, es importante que exista un mayor control por parte del
gobierno e interés en aplicar tecnologías para el reciclaje y reutilización de
residuos de las tenerías para reducir la contaminación ambiental que provocan.

Procesos
de Reciclaje y Reutilización de Residuos Provenientes de Curtiembres a Nivel
Mundial

El reciclaje y reúso
de residuos industriales es aplicado alrededor de todo el mundo con el fin de
mitigar la contaminación ambiental. Para las empresas legalmente registradas
ante sus organismos de control nacional, el tratamiento de residuos es
obligatorio y está regido según normativas de cada país. En Ecuador, el
Ministerio del Ambiente, Agua y Transición Ecológica se encarga de controlar
las descargas de aguas residuales y desechos sólidos en el territorio nacional
siguiendo las leyes contempladas en Código Orgánico del Ambiente, el cual ha
sido un avance significativo en el ámbito legal para la protección del medio
ambiente (Moscoso, 2019).

Figura 5

Procesos
de Reciclaje de Efluentes de las Etapas de Curtido de Cuero.

Nota: La
Figura ilustra los productos resultantes del reciclaje de los diversos residuos
generados durante los procesos de curtido, post curtido y ribera. Fuente: Autoría
propia (2023).

Tecnologías
de reciclaje y reúso para residuos líquidos

El reciclaje y reúso depende ampliamente del tipo de
procesos y de los contaminantes que contienen las aguas residuales de
curtiembres, ya que estas presentan una gran dificultad en su descontaminación
por la cantidad de sustancias recalcitrantes y alto contenido de DBO, DQO, SS,
SD, grasas, etc.; por lo que, se han requerido muchos años de investigación
para tener resultados significativos (Zhao et al., 2022). En la Figura 5 y en la Tabla 2, se resumen algunos procesos aplicados en la remediación de
aguas residuales de curtiembres alrededor del mundo para su posterior reciclaje
y re-uso.

En la región andina,
los países que tienen curtiembres están trabajando para disminuir la
contaminación que producen, obligados en su mayoría por leyes ambientales
nacionales, mientras que son las universidades quienes promueven la
investigación para encontrar mejores procesos de manejo, uso y reúso de
efluentes líquidos. Por ejemplo, en Colombia, el estudio de Jara, 2018, evaluó el uso del quitosano, derivado del
exoesqueleto de Cryphiops caementarius, para reducir sustancias orgánicas
residuales de una curtiembre. Los resultados mostraron que el tratamiento de
efluentes de la tenería con recortes wet-blue mezclados con quitosano fue
altamente efectivo en la reducción de contaminantes en el agua residual, lo que
facilitó el reuso de estas aguas nuevamente en el proceso de curtiembre En Perú
también se estudian alternativas, por ejemplo, tecnologías de
electrocoagulación para eliminar materia orgánica de estas aguas para su
posterior recirculación en las curtiembres (Mayta & Mayta,
2017). Sin embargo, existe escasa literatura sobre el resto de los
países de la región andina.

Tecnologías
de reciclaje y reúso para residuos sólidos

En la Figura 6 se resumen algunos tratamientos de residuos sólidos en la etapa de
Ribera, en diferentes países. En los países europeos, por ejemplo, en Alemania se
realizó un estudio sobre la extracción de queratina del pelo residual de la
curtiembre (Souza et al., 2022b). Italia se encarga del 7% de la producción mundial de cuero (Hansen et al., 2021)
y en este país se ha estudiado la transformación de los residuos sólidos
generados en materia prima para la elaboración de polímeros que serán
utilizados en diferentes industrias como la del caucho y como sustituto del
petróleo (Parisi et al., 2021c).

Figura 6

Residuos Sólidos de la Etapa de Ribera.

Nota: La
Figura presenta los productos de mayor relevancia obtenidos a través del
reciclaje de los residuos sólidos generados en un proceso de curtido.Fuente:
Autoría propia (2023).

El
continente asiático destaca como el mayor productor de cuero en el mundo
(UN-FAO, 2013). India, al ser uno de los mayores productores de piel, busca de
forma constante estrategias para mitigar el impacto ambiental. En una de las
tantas investigaciones en India, se analizó la factibilidad de obtener un
agente re-curtiente biodegradable de los restos pelo hidrolizado y ácido
g-metacrílico (KH-g-MA) (Kadathur et al., 2022c).

Así
también, en Bangladesh se busca aplicar las 3 R (reciclar, reutilizar y
reducir), mediante el reciclaje de carnazas para la obtención de compost rico
en nutrientes con una relación equilibrada C/N que puede ser utilizado en
agricultura (Hashem et al., 2021b); mientras que en China se plateó la
obtención de biodiesel a partir de residuos de descarne ricos en ácidos grasos
(Li et al., 2019). En Irán se realizó la recuperación de cromo mediante método
químico con extracción ácida de los lodos de curtiduría, posteriormente, se
oxidó el Cr (III) a Cr (VI) y recuperó como sulfato de cromo (Raguraman &
Sailo, 2017), tal como se puede ver en la Figura 7.

Tabla 2

Tratamientos
experimentales para efluentes

PAÍS

PROCESOS
DE RECICLAJE

FUENTE

OBSERVACIONES

Ribera

India

Electro-oxidación foto asistida para eliminar sulfuros, cloruros y materia orgánica
reduciendo la concentración de DQO en las aguas de curtiduría y reciclar las
aguas para el proceso de curtido de pieles

(Selvaraj et al., 2020)

Método fácil de
aplicar, elevados costos energía eléctrica, consumo eléctrico 0,30 kWhL-1.

España

Aplicación de una membrana de nanofiltración y una
membrana de osmosis inversa para eliminar los sólidos en suspensión, iones
sulfuros y cloruros de las aguas residuales.

(Fernández et al., 2022)

Método fácil de
aplicación hay equipos industriales diseñados y listos para el uso

Bangladesh

El uso de lodos
generados en las aguas residuales de curtiembres para la obtención de
bio-carbón como agente adsorbente de metales pesados.

(Payel et al., 2021)

Método fácil, la
adsorción es utilizada industrialmente remoción de cromo de 152.12 mg/g a
533.41 mg/g

Turquía

Coagulación- floculación para obtener un aditivo de las
partículas sólidas separadas y mezclarlo con el mortero para la fabricación
de ladrillos para construcción

(Köseoglu et
al., 2017)

Alto costo proceso
sinterizado a temperatura mayor 900°C.

Argelia

Recuperar y
reutilizar proteínas y aminoácidos utilizando una doble membrana de intercambio
iónico recubierta con una membrana de ultrafiltración (UF) impermeable que
pueden ser utilizadas con fines comerciales.

(Tamersit et al., 2018)

El proceso es
costoso, proceso difícil por el alto costo de la membrana.

China

Síntesis de óxido de grafeno magnético (GO/ Fe3O4) como
agente adsorbente.

(Cheng et al., 2021)

Proceso costoso, experimental.

Curtido

China

Recuperación del
cromo a partir de lodos generados de las aguas residuales de curtiembres.

(Du et al., 2022)

Recuperación cromo
99,12%. Proceso fácil y aplicable.

India

Extracción de cromo mediante el uso de una membrana de
electro flotación y reciclaje del agua del proceso de curtido.

(Selvaraj et al., 2018)

Costo elevado 19 $/m3
a escala laboratorio. Proceso fácil.

China

Obtención de cromo
para posteriormente transformarlo en sulfato de cromo y este utilizar como
agente re-curtiente

(Hongrui et al., 2017)

Proceso fácil de
implementar. Costo bajo.

Post-curtido

Brasil

Reutilizar el agua
residual del proceso de post-curtido tratadas por método químico de coagulación/floculación y posterior tratamiento
biológico para eliminar materia orgánica y compuestos azufrados.

(Klein et al., 2022b)

Fácil de implementar
costo bajo.

India

Recuperación de
metales pesados para utilizarlos como materia prima en la fabricación de
pigmentos y cerámicas.

(Verma et al., 2019c)

Fácil de implementar costo bajo.

India

Eliminación de metales pesados de los efluentes
residuales de curtiembres para volver a utilizar los mismos para el curtido
de pieles.

(Shukla et al., 2021b)

Fácil de implementar
costo bajo.

Los
polvos de pulido son los residuos sólidos menos abundantes, por ende, existe
poco interés para su reciclaje y reutilización. En Etiopía, un proyecto se
enfocó en la producción de biomasa a partir de residuos de descarne, restos de
piel, pelo, wet-blue y polvos de pulidos, esta biomasa puede ser reutilizada
para producir productos con valor agregado como bioplásticos, bio-fibras,
materiales absorbentes, aditivos y tensioactivos ecológicos que contribuyen a
la disminución del impacto ambiental negativo (Ayele et al., 2021b). Como ya se
conoce, India es un país con gran interés es aplicar tecnologías de reciclaje
para sus residuos sólidos de curtiembres y para reciclar los polvos de pulido
se desarrolló un proyecto donde estos se mezclan con wet-blue y poli-succinato
de butileno para producir un poliéster termoplástico biodegradable (Seggiani et
al., 2021).

Figura 7

Residuos
Sólidos de la Etapa de Curtido y Post-curtido.

Nota: En la Figura se
muestra los principales productos obtenidos a partir de los residuos recortes
de wet blue y los polvos de pulido. Fuente: Autoría propia (2023).

Brasil,
como el país con más ganadería en Latinoamérica, busca aprovechar los residuos
sólidos, como los restos de piel y carne, para la producción de biogás como una
fuente de energía eco-amigable mediante la degradación de estos residuos,
utilizando microrganismos anaerobios (Agustini et al., 2020b). En Argentina se
utilizan los residuos de wet-blue para la obtención de hidrolizado de colágeno
y su uso como agente coagulante en tratamientos de aguas residuales de
curtiembre (Villena et al., 2018).

Los
países de la región andina, en especial Perú, Colombia y Ecuador están
trabajando para reciclar residuos sólidos de curtiembres. Perú tiene una mínima
participación en el comercio del cuero en Latinoamérica, sin embargo, sus
investigadores han llevado a cabo varios estudios de remediación para esta
industria, por ejemplo, el trabajo realizado por Chuquimango Juber,  2019, donde se demostró que se puede obtener
queratina del pelo vacuno tratado con hidróxido de calcio. En esta
investigación se llevaron a cabo 27 ensayos en los que variaron la
concentración de hidróxido de calcio aplicado al pelo residual, los cuales
permitieron obtener un porcentaje de queratina, aproximadamente del 27.33%.
También en este país se ha desarrollado un proceso industrial para el aprovechamiento
del wet-blue en la elaboración de cuero reconstituido (Yuvaraj et al., 2020).
En Colombia, más que tratamientos de reciclaje, se están especializando en
tratamientos para reducir los desechos y para convertir los residuos sólidos en
combustibles con mayor poder combustible (Forero-Nuñez, 2022), así como
elaborar bases proteicas de carnaza residual de curtiembres para obtener
balanceados animales (Quipo, 2020).

Situación
actual de los tratamientos y procesos de reciclaje en Ecuador

En
Ecuador se encontraron siete artículos sobre procesos de reciclaje aplicados
industrialmente para reutilizar los residuos de curtiembres. Estas
investigaciones se enfocan en utilizar residuos sólidos como carnazas, restos
de piel y pelo animal para la obtención de productos varios como se observa en
la Figura 8.

En
el caso de los efluentes, luego de la reducción de contaminantes, el agua se
recircula al proceso ilimitado número de veces.

Figura 8

Reciclaje
de Residuos Provenientes de Curtiembres en Ecuador

Nota: Posibles productos que
se pueden obtener con la tecnología de las curtiembres ecuatorianas. Fuente:
Autoría propia (2023).

La
grasa pegada a la piel, residuo del descarne, debido a su alto contenido de
ácidos grasos, sirve para fabricar un tensoactivo de valor comercial (Parada et
al., 2018). Los restos de piel más las carnazas de la etapa de dividido y
descarne, por su contenido de proteínas y aminoácidos, son óptimos para la
nutrición del animal (M. Rivera et al., 2020), finalmente, en el compostaje se aprovecha
el pelo animal, por su relación adecuada de C/N; además con los restos de
carnaza se elabora biodiesel (Puente et al., 2020). Como se puede observar en
los estudios encontrados, las curtiembres ecuatorianas están muy interesadas en
convertir los residuos en nuevos productos comercializables y en la reducción
del pago de multas.

Las
tecnologías aplicables en el país, según los documentos revisados en esta
investigación, se resumen en la Tabla 3.

Tabla 3

Tecnologías
útiles para tratamiento y reciclaje de residuos de curtiembres en Ecuador

Residuo

Tecnología asociada

Beneficios

Citas

Aguas residuales

Procesos de coagulación.

Procesos químicos combinados.

Procesos de adsorción.

Reducir contaminación de aguas hasta cumplir normas
TULSMA.

(Calucho, 2019)

(Mera Parra, 2018)

(Valle, 2018)

Residuos sedimentos ricos en cromo

Tratamientos fisicoquímicos.

Compactación

Recuperación
de cromo para reutilización en curtiembre.

Reducción de
la cantidad de residuos.

(Camacho, 2019)

(Suhendra et al., 2020)

(Cisneros, 2018)

(Puhazhselvan
et al., 2022)

Carnaza

Obtención de grasas y bases proteicas para
alimentación animal.

Procesos de cocción y secado.

(M.
P. Rivera et al., 2020)

Pelo

Hidrólisis ácidas, básicas, enzimáticas.

Obtención de queratina.

(Pan et al., 2023)

Recortes de cuero residual y colas de vaca

Hidrólisis Químicas

Proceso pelambre química seguido de secado
controlado.

Obtención de colágeno, pegamento.

Compost y fertilizantes.

Elaboración de juguetes para perros.

(Ravindran
et al., 2019)

(Tujjohra
et al., 2023)

Recortes Wet-blue

Hidrólisis Químicas

Composites

Obtención de colágeno, pegamento.

(Gebremariam et al., 2023)

(Masilamani et al., 2023)

En Ecuador, el
proceso de descontaminación de aguas residuales y el reciclaje de estos
residuos se encuentra en una etapa incipiente debido a dos razones principales.
En primer lugar, la informalidad del sector de producción de cuero, lo que
dificulta la implementación de medidas adecuadas de descontaminación,
reutilización y disposición adecuada de aguas residuales. En segundo lugar, que
los costos (GAD Municipal de Ambato, 2020), asociados a la eliminación de residuos, son
más bajos que los afrontados durante la investigación, tratamiento y
recirculación de aguas residuales.

Sin embargo, es
fundamental avanzar en la implementación de tecnologías más eficientes en el
contexto ecuatoriano. Esto requerirá un enfoque integral que abarque desde la
concientización hasta la inversión en infraestructuras para el tratamiento de
residuos de curtiembres. A medida que se solicitan más opciones y soluciones en
el país, es necesario explorar y adoptar tecnologías que permitan un
tratamiento más efectivo de las aguas residuales y una reducción significativa
de la contaminación ambiental.

Conclusiones

En conclusión, este trabajo ha realizado un análisis
exhaustivo de la literatura científica, de los últimos cinco años, sobre los
tratamientos y procesos de reciclaje de residuos líquidos y sólidos de
curtiembres a nivel mundial y en Ecuador. Se ha observado que India, China y
Bangladesh han implementado procesos de reciclaje más avanzados en comparación
con otros países. Además, se ha identificado que Brasil es el líder en el
reciclaje de residuos de la etapa de post-curtido en América Latina.

Sin embargo, se ha constatado una falta de
investigación científica profunda en Ecuador sobre este tema, ya que la mayoría
de los estudios se encuentran en tesis universitarias y muy pocos están
publicados en revistas científicas regionales. Además, no se ha encontrado
ningún artículo ecuatoriano publicado en revistas indexadas Scopus. Esto indica
una necesidad de promover y fomentar la investigación de alta calidad en el
país.

Es importante destacar que las curtiembres en Ecuador
están enfocadas en tecnologías que conviertan los residuos sólidos en productos
comercializables, en lugar de invertir en investigaciones costosas para disminuir
los residuos enviados a los vertederos o lechos acuosos. Los artículos
revisados muestran que existe una tendencia a buscar procesos y tecnologías que
cumplan al menos con los parámetros legales de descarga de efluentes o que
reduzcan la contaminación lo suficiente como para permitir la recirculación de
estos.

Este análisis proporciona una base sólida para
identificar las tecnologías más adecuadas y eficientes que podrían ser
implementadas en las curtiembres ecuatorianas, con el objetivo de mejorar la
gestión ambiental y promover la sostenibilidad en esta industria. No obstante,
se requiere un mayor compromiso de la industria y los investigadores
ecuatorianos para lograr resultados similares a los reportados a nivel mundial
en términos de reducción de contaminación y reciclaje de residuos en las
curtiembres ecuatorianas.

Reconocimientos

Este trabajo ha sido parte del Proyecto de Investigación
“Proyecto reciclaje de residuos Wet-Blue para producir un adhesivo para
zapatos”, código SFFCIAL07.

Los autores agradecen a la Universidad Técnica de Ambato, la
Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología por los recursos
brindados y conocimientos impartidos y a la Dirección de Investigación y
Desarrollo (DIDE).

Participación de autores

Dayana Anchatipán, redacción del artículo, ilustración.

Nelly Flores, revisión, edición y formato.

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