INFORME TECNICO SOBRE MINIMIZACION DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIAL TEXTIL |
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4.1 El impacto ambiental
4.2 Evaluación del impacto ambiental
4.3 Minimización de impactos
4.4 Posibilidades de minimización en la industria textil
4.5 Algunos ejemplos concretos
4.1.1 Efectos de los efluentes textiles en el alcantarillado
4.1.2 Efectos de los efluentes texiles en el tratamiento biológico
4.1.3 Efectos de la disposición de lodos
4.1.4 Efectos de los efluentes textiles en aguas superficiales
4.1.5 Efectos de los efluentes textiles para abastecimiento doméstico
4.1.6 Efectos sobre la calidad del aire
4.1.7 Efectos del ruido
Los trabajadores del sistema de alcantarillado pueden intoxicarse gravemente e incluso morir por la generación de gas sulfhídrico en concentraciones mayores de 10 mg/l, aunque resulta poco probable que una descarga originada en la industria textil alcance niveles de generación de gas tan elevados.
Finalmente las grasas y sólidos provenientes del lavado de lana sin tratamiento alguno pueden acumularse sobre las paredes restringiendo el flujo. Por otra parte en algunos casos los efluentes se descargan con altas temperaturas. Estos parámetros deberán ser controlados por las autoridades pertinentes.
Las plantas de tratamiento biológico requieren flujos homogéneos, tanto en volumen como en composición, debiéndose prever el uso de tanques de igualación. Los compuestos químicos que provoquen efectos adversos deberán controlarse y los que no puedan degradarse completamente, se deben mantener en niveles que no afecten el cuerpo receptor.
Algunos compuestos químicos son tolerados por las bacterias encargadas de realizar el proceso aerobio, en cambio las encargadas de oxidar el amoníaco a nitritos y nitratos se inhiben, y otras pueden reducir su eficiencia.
Los compuestos tensoactivos generalmente ocasionan fallas en los digestores, modifican la absorción del oxígeno del aire y afectan económicamente al tratamiento. En sistemas de aireación por difusión esto representa una reducción de 20% en la eficiencia de transferencia de oxígeno. Otro problema evidente es la formación de espumas en la planta, lo que puede hacer flotar el barro biológico y ocasionar pérdidas del mismo, desbalanceando la relación alimento/microorganismos.
Es recomendable efectuar un tratamiento físico-químico previo al sistema biológico para reducir la carga orgánica no biodegradable, grasas y color. Con este pretratamiento, el efluente textil se adecua satisfactoriamente al tratamiento biológico.
El efecto más peligroso de la utilización de lodos en la agricultura son los metales que se acumulan en los suelos y vegetales; estos últimos pueden alcanzar niveles tóxicos que afectan la salud si se utilizan en la alimentación de animales y seres humanos.
Cuando los efluentes se descargan sin el debido tratamiento, se pueden observar diferencias en la coloración original del cuerpo de agua y la formación de espumas en su superficie; esto se origina por los tintes y tensoactivos, respectivamente. La espuma reduce la proporción de oxígeno transmitido a través de la superficie del río y limita la capacidad de autodepuración de la corriente, tal es el caso de la espuma estable que se forma al juntarse tensoactivos no iónicos con aniónicos en una relación de 1 a 0.4 mg/l, según Gardner, K. Borne, B.J., (1978). La descarga de compuestos fácilmente biodegradables (lavadero de lana) en grandes cantidades ocasiona la disminución del oxígeno disuelto en el agua y extingue la vida acuática directamente o hace a los peces más susceptibles a los efectos tóxicos de otras sustancias. Algunos compuestos afectan indirectamente a los peces y en mayor grado a los invertebrados acuáticos que componen su cadena alimenticia.
Los tóxicos y metales pesados en pequeñas concentraciones pueden acumularse en los tejidos de estos animales o incrementar el nivel tóxico del agua en los ríos; sus efectos se muestran a largo plazo, pero son igualmente peligrosos y, en la mayoría de los casos, son más difíciles y costosos de tratar.
También es posible que las descargas aumenten la población de peces y algas debido a su contenido de nitrógeno y fósforo (proceso de eutroficación). Estos parámetros deben ser controlados de manera que no se agote el oxígeno disuelto en el agua, pues provocaría su extinción a largo plazo.
Finalmente los colorantes comerciales básicos, como el trifenilmetano, fenacina y tiacina causan menor deterioro ambiental por su mayor fotodegradación o pérdida del color en solución que los tintes básicos modernos o "modificados" como el Azo, antraquinonoides y otros, que contrariamente pierden más fácilmente el color sobre la fibra que en solución. La fotodegradación óptima de tintes comerciales calculada por Porter (1973) fue de 40% frente a la luz artificial por aproximadamente 200 horas.
Otro efecto a considerar es la pérdida de espacios recreativos, debido a la contaminación del agua superficial con el consiguiente perjuicio económico, en particular en zonas turísticas.
La Organización Mundial de la Salud establece parámetros que determinan la calidad del agua usada para abastecimiento público. Cuanto más contaminada se halle la fuente de captación, más dificultosos y costosos resultarán los mecanismos que permitan su potabilización.
La industria textil presenta diferentes fuentes de contaminantes: el vapor de agua caliente producido por sus calderas e intercambiadores de calor, las emisiones provenientes de la incineración de residuos sólidos, las partículas originadas en las operaciones de apertura y cardado, y finalmente los diferentes componentes orgánicos volátiles provenientes de los hidrocarburos solventes utilizados en los procesos de acabado.
Los componentes orgánicos volátiles (COV) se originan principalmente en el secado por reacciones químicas debido al aumento de la temperatura. Las resinas y compuestos que cubren la fibra reaccionan entre sí y emiten gases de difícil identificación o cuantificación.
Muchas de estas emisiones generadas por hidrocarburos solventes, no son percibidas por el olfato ni ocasionan consecuencias directas sobre la salud, pero deben ser reguladas porque ocasionan los mismos problemas que los oxidantes fotoquímicos. Los oxidantes fotoquímicos provocan la disminución de las características químicas de diversos materiales. El ácido clorhídrico generado por la incineración de residuos sólidos textiles origina corrosión, según Suess, M. Grefen, K. Reinish, W. D. (1985). Ellos reportan que después de las operaciones de secado, las grasas añadidas a las fibras durante los procesos de preparado para las operaciones mecánicas, generan humos densos que se diseminan por kilómetros y pueden destruir los techos - tejas plásticas - de casas aledañas luego de 20 años, o deterioran la pintura de acabado de autos estacionados en los alrededores en sólo tres años. Por lo general, los hidrocarburos solventes utilizados antes del acabado se consideran no contaminantes debido a su baja reactividad fotoquímica, con excepción del tricloroetileno que si está regulado. Las partículas de naturaleza orgánica y con impurezas generadas durante los procesos de apertura de las balas de algodón y cardado de las fibras, originan nubes de polvo que se propagan fácilmente y congestionan el área de trabajo. Estas partículas pueden obstruir las vías respiratorias de los empleados y tienen carácter acumulativo. La OMS (1982) estima 14 kg de particulados por tonelada de algodón producido. La reducción del impacto producido por estas partículas se logra mediante la instalación de filtros y extractores para la recirculación del aire. En general el material particulado proveniente de la industria textil así como de otras fuentes debe ser controlado estrictamente, ya que actúa sinérgicamente con otros agentes de contaminación ambiental. Estas partículas pueden actuar como medio de transporte del óxido nitroso (NO2) al organismo, ingresando a mayor profundidad a medida que su tamaño disminuye o pueden reaccionar químicamente con el anhídrido sulfuroso (SO2) formando aereosoles tóxicos. Por otro lado, las resinas orgánicas y solventes pueden despedir olores desagradables.
Por estos motivos se preparó inicialmente una tabla de índices de descarga contaminante para la industria textil algodonera. Estos índices comprenden la contaminación del aire, agua y suelo; entendiendo que un programa de minimización que no posea una concepción global del problema puede originar una simple transferencia de efectos negativos de un cuerpo receptor a otro o inclusive acentuarlos en lugar de resolverlos. En ese caso el objetivo social del proyecto se pierde totalmente.
Los índices han sido complementados con la producción de hilados y tejidos de algodón en el Perú, según Webb, R. y Fernández, G. (1992) de manera que se pueda determinar la magnitud de la descarga contaminante en el nivel preliminar. Los resultados obtenidos se presentan en la tabla 4.1. Estas cifras al relacionarse con las características propias del área o empresa permiten obtener un diagnóstico más certero. Estas peculiaridades pueden ser la cantidad de residuos sólidos incinerados o tratamiento de alguno de los efluentes.
El anexo II presenta una tabla de índices de contaminación para la industria basada en un inventario de residuos industriales, CEPIS (1992) de Perú, Brasil e Italia que permite caracterizar con mayor veracidad los tipos de residuos sólidos, líquidos y lodos generados en estos países y las notables diferencias existentes entre ellos.
Para minimizar el impacto ejercido se debe determinar en primera instancia cuáles son los agentes generadores de deterioro ambiental.
La industria textil algodonera tiene dos agentes de contaminación: las impurezas naturales de la fibra y los compuestos químicos utilizados. Por otro lado, tiene un excesivo consumo de agua. Las impurezas de la fibra no pueden evitarse pero su impacto puede reducirse mediante la optimización de los procesos de producción y la reutilización de los residuos sólidos generados. Asimismo, el consumo de agua puede disminuir notoriamente si se emplean tecnologías adecuadas para su reuso. En algunas empresas europeas, mediante tratamiento se recicla el agua hasta en un 80%. Por otra parte, el uso de maquinaria moderna con baja relación de baño (1:10) permite un significativo ahorro de agua.
A diferencia de las impurezas, los compuestos químicos del proceso son susceptibles de sustitución o reducción. Estos compuestos también pueden aprovecharse mejor si se perfecciona los métodos de operación y se reducen las pérdidas de insumos y caudales ocasionados por accidente durante trabajos auxiliares no controlados, como el lavado de equipo y almacenamiento, entre otros.
A continuación se enumeran las actividades que dentro y fuera del proceso minimizan el impacto sobre el entorno industrial, las que sin duda forman parte del llamado sistema de gestión ambiental:
6. Mejoramiento de los procedimientos de limpieza.
Es una alternativa de minimización de los costos de producción para industrias localizadas en zonas lluviosas (con períodos de lluvias iguales o menores a seis meses) y permite a las empresas de agua potable suministrar este recurso a zonas que carecen del servicio.
Se deberá contar con un estudio de factibilidad de acuerdo al índice pluviométrico de la zona, lo que permitirá valorar el agua que se podrá aprovechar en un año y el dimensionamiento de los tanques de almacenamiento. Todo ello se complementará con un estudio de costos de inversión. El agua de lluvia es blanda y puede servir para alimentar calderas y otros procesos en los que el nivel de calidad es superior al del agua potable.
El agua utilizada para enfriamiento es de calidad suficiente para ser aprovechada en otras actividades. Se deberá estudiar la factibilidad física, de operación y económica de construir el sistema de colección, almacenamiento y distribución de estas aguas en la planta.
Una vez asegurada la fuente de agua, su utilización dependerá de los costos de inversión y tratamiento necesarios (ablandar o desmineralizar según el caso) con relación a la tarifa municipal.
1. Racionalización del uso de agua - Reducción de la relación de baño
Suavizado en foulard
En una pequeña tintorería algodonera de tejido de punto (1400 a 1800 kg/día) se ajustó el proceso de suavizado de telas empleando un foulard. Mientras que en promedio para cinco partidas diarias (1540 kg) el suavizado en las mismas máquinas de tintura demandaba 13,6 m3 de agua por día, en el foulard el mismo proceso requería 1,6 m3/día. Sobre el consumo global de agua esto representó un ahorro de orden del 6,5 %, mientras que desde el punto de vista de la contaminación, significó reducir para este proceso una descarga del orden de 13,6 kg de DBO por día (13 m3 con una DBO promedio de 1000 mg/l) a 0,9 kg de DBO por día (cinco descargas de 30 litros con una DBO promedio de 6000 mg/l). Dicho de otra manera, mientras que para el primer caso suavizar en la máquina incrementaba en 73,6 mg/l la DBO global de la descarga general del establecimiento, empleando el foulard se veía incrementada en 2,3 mg/litro. En la figura 4.2 se resumen las principales ventajas que desde el punto de vista de minimización resultan del empleo de este proceso.
Cabe informar que el consumo de agua promedio en esta tintorería era del orden de los 120 litros/kilo de tela terminada, disponiendo para ello de una overflow de 3500 litros de capacidad (400 a 500 kg de carga según color) y de una batea abierta de 2200 litros de capacidad (150 a 180 kg de carga). Es decir, en el mejor de los casos, la máquina overflow operaba con una relación de baño de 1:7, mientras la batea lo hacía con 1:12.
2. Tintura en frío (pad-batch)
El proceso pad-batch para la tintura en frío se aplica a una amplia gama de colores para tejidos de algodón no mercerizados. Por lo general para el caso de tejidos tubulares de algodón (tejido de punto), este proceso se adapta satisfactoriamente para tonos claros y medios que por se minimiza la probable marca en los bordes. En este proceso de tintura se emplean principalmen- te colorantes reactivos resistentes al agua oxigenada, producto que se utiliza en el blanqueo posterior al teñido para eliminar la cascarilla.
El sistema pad-batch se realiza en un foulard, donde en frío se impregna la tela cruda con el baño de tintura. Para ello los reactivos se dosifican a la batea del foulard proporcionalmente a la velocidad de pasaje de la tela.
En el caso de tejidos tubulares, mediante aire, se conforma un globo o balón de tela para evitar las marcas de borde. La tela impregnada se pliega y se deja descansar a resguardo de la acción del aire. Según el color, el período de reposo es de 4 a 8 horas para luego someterla a la etapa de blanqueo y suavizado.
Mediante este proceso se ahorra más de la tercera parte del agua que se emplearía en un proceso convencional de tintura, ya que no sólo se eliminan las descargas más contaminantes (descrude y baño de tintura agotado), sino que también se evita el jabonado final, dado que el tratamiento de blanqueo posterior actúa como tal. Así un balance general indica que, según el color, podrá ahorrarse desde 40 % de agua para colores claros hasta 60 % para tonos medios.
Desde el punto de vista de la minimización de residuos, indudablemente el aspecto más importante resulta la drástica disminución de la carga contaminante en el desagüe. Tomando como parámetro la DBO, para un tono medio, la reducción de la carga contaminante respecto a un proceso convencional llega hasta 80 %.
Es considerable tambien el ahorro energético (vapor y fuerza electro motriz) que, con respecto a un proceso convencional de teñido, resultan cercanos al 50 %.
En la figura 4.3 se resumen las principales ventajas de este proceso.
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