Análisis de Huella de Carbono y Energía Del Tratamiento de Aguas Residuales de Curtiduría
Análisis de Huella de Carbono y Energía Del Tratamiento de Aguas Residuales de Curtiduría
Análisis de Huella de Carbono y Energía Del Tratamiento de Aguas Residuales de Curtiduría
Fig. 1. Proceso típico de tratamiento de aguas residuales empleado para el tratamiento de aguas residuales de
curtiduría.
Flujo Definición
Aireación para ecualización + (ED, AFE) + asentamiento primario (ED, PS) +
Demanda de energía proceso de lodo activado (ED, ASP) + asentamiento secundario (ED, SS) +
deshidratación de lodo ++ (ED, SD)
Respiración aeróbica (en el sitio) + Generación de energía (sitio libre) +
Carbono total emitido
producción de NaOH, ++ (sitio web)
+ se evalúa solo para el tratamiento de la curtiduría industrial, ++ se evalúa solo para el estudio de caso italiano.
Tabla 2. Análisis de sensibilidad de la emisión indirecta para producción de soda cáustica en Europa.
Producción Producción
de cuero de cuero de
País
bovino oveja y
(t / a) cabra (t / a)
América Latina y el Caribe 110 103 16
África 5 103 49
3
Cerca del este 22 10 98
3
Lejano Oriente 285 10 225
3
Norteamérica 21 10 6
3
Europa 71 10 73
3
El resto de Europa 0.4 10 1
3
Área Antigua URSS 38 10 22
Oceania Desarrollado 3 103 6
3
Desarrollado Otro 6 10 0.3
3
Mundo 562 10 496
Para comparar la curtiduría y la intensidad del agua municipal y la producción de aguas residuales,
utilizamos la región del caso de Italia. El promedio del consumo de agua para uso municipal en
Italia se estima en 64 m3 per cápita [13].
Debido a las variaciones en la materia prima, el proceso, los productos químicos, etc., la
caracterización de las aguas residuales puede ser diferente de un distrito a otro. Todos los
parámetros asumidos y las características de las aguas residuales se resumen en los Cuadros 4 y
5.
La caracterización del agua residual reportada en la Tabla 4 y las fracciones DQO reportadas en
la Tabla 5 se usaron para calcular la emisión de carbono y la demanda de energía del tratamiento
biológico. La elección de las fracciones DQO por Munz et al. [14] fue dictada por la aplicación a
la región italiana.
3. Resultados y discusión
La Fig. 3 muestra la producción mundial de cuero bovino de cuero crudo a pieles de cuero en
toneladas por año.
Fig. 3. Producción mundial de cuero bovino (de cuero a cuero), miles de toneladas por año
Para las 5 regiones productoras de cuero más grandes (alfabéticamente: Brasil, República Popular
de China, India, Italia y la Federación de Rusia), el consumo de agua supera los 5 107 m3/año. La
huella hídrica más alta relacionada con la producción más alta se debe a China con 2.7 107 m3/año.
La Fig. 4 muestra la producción de cuero bovino per cápita para los 10 mayores productores de
cuero (kilogramos por persona).
La Fig. 4 confirma la intensidad de la industria italiana del cuero. Además, si consideramos que
la industria italiana del cuero está ubicada en 4 polos industriales principales [1], la concentración
real de la producción per cápita puede considerarse de 2,12 kg de cuero por persona y 659 kg de
cuero por km2.
Fig. 4. Producción de cuero bovino per cápita para los 10 mayores productores de cuero
En Italia, la industria de la curtiduría utilizó 6.7 104 m3 de agua por año. Este país cuenta con una
población de aproximadamente 60 millones de personas y la utilización de aguas residuales
municipales fue de 3.8 109 m3 en 2011. Comparado con otras industrias importantes, como la
industria de bodegas que produce anualmente más de 10 106 m3 [22] y la industria textil que
produce anualmente 6.72 106 m3 [23], el proceso de tenería puede considerarse uno de los que
menos agua consume en el país.
Tabla 4. Características típicas del proceso asumidas en el modelo. Caracterización de aguas residuales
industriales ONUDI, 2011 [5]; Caracterización de aguas residuales urbanas Metcalf y Eddy [15].
Aguas Aguas
Parámetro Unidad residuales residuales
industriales municipales
[DBO5] PI mg O2 l−1 2000 120
[DBO5] SE mg O2 l−1 25
[COD] PI mg O2 l−1 4000 300
[COD] SE mg O2 l−1 125
Calidad del agua [Sólidos suspendidos] PI mg l−1 2000 169
[Nitrógeno total (TKN)] PI mg N l−1 650 50
[S2-] PI mg S l−1 160 –
[SO42-] PI mg SO4 l−1 1400 –
Tiempo medio de retención
d 20 20
celular (MCRT)
Temperatura del agua residual °C 20 20
Características del
proceso Eficiencia de transferencia de
oxígeno en el agua de proceso
% m−1 1.58 3.17
por unidad de profundidad
(αSOTE / Z)
La Fig. 5 muestra la demanda de energía de los procesos de tratamiento de aguas residuales de
curtiduría de los 5 productores más grandes.
Como se muestra en la figura 5, el proceso de sedimentación requiere menos energía en
comparación con el proceso de aireación. Por otra parte, el lodo activado que procesa el tanque
de aireación requiere más energía en comparación con la ecualización, y de hecho requiere casi 3
veces más energía. La mayor demanda total de energía relacionada con el mayor productor (PR
China) se estimó en 15 MW. La intensidad energética del tratamiento de aguas residuales de la
curtiduría se evaluó a 3,6 kWh/kg DQO eliminado (4,9 kWh/m3).
Fig. 5. Demanda de potencia del tratamiento de aguas residuales de la curtiduría de la mayoría de los
productores.
Fig. 7. CFP del tratamiento de aguas residuales de curtiduría de la mayoría de los productores.
La emisión fuera de sitio debido a las generaciones de energía domina el análisis de la huella de
carbono. La CFP del tratamiento de aguas residuales de curtiduría asciende a 3.15 kgCO2, eq kg-
1bCOD, eliminada para la emisión in situ, mientras que la emisión fuera de sitio está en el rango
de 9.77-21.4 kgCO2, eq/kg DQO, eliminada. La intensidad de emisión de carbono específica del
país para la generación de energía es responsable de la amplia gama de emisiones fuera de sitio.
Como punto de referencia, el tratamiento de aguas residuales municipales tiene un CFP total de
aproximadamente 2 kgCO2, eq/kg DQO eliminado [7]. Sin embargo, esto no refleja necesariamente
la alta emisión del proceso de aguas residuales de la curtiduría, ya que las aguas residuales
municipales están mucho más diluidas, por lo tanto, su emisión por unidad de volumen puede ser
una comparación más nivelada.
La Fig. 8 muestra la comparación de la huella de carbono entre la industria de la curtiduría y las
aguas residuales municipales, haciendo referencia al estudio de caso italiano.
Fig. 8. Comparación de la PPC de la curtiduría y el tratamiento de aguas residuales municipales en Italia.