Estudio de la pirólisis térmica de los residuos de piel curtida

Resumen

La legislación ambiental vigente promueve la reducción del vertido de residuos biodegradables en los vertederos, mediante reciclaje, compostaje y otras formas de valorización. Aunque los residuos de calzado son clasificados como no peligrosos, por lo que pueden incorporarse a los vertederos de residuos urbanos, esta situación genera una problemática debida, fundamentalmente, a la marcada concentración geográfica de la fabricación de calzado y de curtido de la piel. Los efectos negativos a medio plazo de estos residuos sobre el medio ambiente vienen principalmente motivados por la posible toxicidad de los lixiviados de cromo en los vertederos. De acuerdo con la estimación realizada por INESCOP, en España los residuos provenientes de la actividad industrial de la curtición de la piel y de la manufactura de productos de piel suponen anualmente más de 34.000 toneladas en forma de rebajaduras, recortes sobrantes y polvo de esmerilado. Según el Real Decreto 1481/2001 que regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertederos, los residuos del sector curtidos, clasificados como no peligrosos, podrán incorporarse a los vertederos de residuos urbanos tras superar el procedimiento de admisión establecido en tal decreto. En la actualidad, la gran mayoría de estos desechos son enviados a vertederos y una pequeña cantidad se recupera para su valorización. El endurecimiento de la legislación medioambiental en relación con los residuos en vertederos, y la lógica reutilización de los mismos en la generación de nuevos artículos industriales u otros derivados, ha llevado al desarrollo de técnicas y procesos en materia de reutilización de estos residuos. Tal y como se detallará en el estudio de la técnica y revisión del mercado (Publicación I: Producción de los residuos de piel curtida y posibilidades de valorización), existen soluciones dirigidas tanto a la generación de nuevos productos o subproductos industriales, como a la producción de energía. En este último campo son diferentes las técnicas descritas y aplicadas, y todas tienen como objeto la producción de energía en sustrato no almacenable. Este hecho motivó que se decidiera abordar el presente trabajo con el objetivo de la obtención de una fase líquida capaz de ser utilizada como combustible. La técnica seleccionada fue la pirólisis a baja temperatura. La escasa presencia de datos correspondientes al comportamiento térmico de la piel hizo necesario empezar el estudio con una caracterización térmica de distintas curticiones. Este estudio se desarrolló mediante análisis termogravimétrico de ocho muestras de piel sometidas a tratamiento con distintos agentes curtientes. Estas mismas curticiones también se sometieron a pirólisis flash en pyroprobe para analizar los compuestos líquidos generados. Los resultados obtenidos se recogen en la Publicación II: Analytical pyrolysis as a method to characterize tannery wastes. En esta publicación también se recogen los resultados del estudio estadístico multivariante llevado a cabo con el fin de establecer similitudes y diferencias entre los compuestos líquidos obtenidos para residuos con distintos tipos de curtición. El proceso de pirólisis térmica es un proceso endotérmico que requiere un elevado gasto energético. Con el fin de reducir en la medida de lo posible este consumo se decidió estudiar la posibilidad de un tratamiento de los residuos de piel, de forma previa a la pirólisis, que permitiese disminuir la temperatura de descomposición de la piel. Como tratamiento previo se ha estudiado la impregnación de las pieles con una disolución de hidróxido sódico. Los resultados de variación en la temperatura de descomposición de la piel y la variación en los compuestos líquidos obtenidos por la pirólisis flash de las pieles impregnadas se recogen en la Publicación III: Study of the influence of NaOH treatment on the pyrolysis of different leather tanned using thermogravimetric analysis and Py/GC-MS system. En la misma publicación se incluye el análisis estadístico multivariante de los líquidos, con la intención nuevamente de establecer las semejanzas y diferencias entre los distintos tipos de curtición tras la impregnación. Los estudios que se realizaron en termobalanza contemplaron toda la diversidad de agentes curtientes actuales, tanto comerciales como en fase pre-industrial, pero se tuvo presente desde el punto de vista del impacto real que la mayoría de los residuos de piel curtida poseen una curtición al cromo, ya que este tipo de curtición supone cerca del 90% del total. Por este motivo a la hora de seleccionar un tipo de piel para realizar el estudio de pirólisis en reactor vertical a escala de laboratorio se decidió seleccionar una piel serraje bovina con curtición cromo. Los resultados obtenidos del estudio de los distintos parámetros evaluados en el proceso se recogen en la Publicación IV: Pyrolysis of Tannery Wastes in a Vertical Lab Scale Reactor. En esta publicación se analizan los resultados obtenidos para distintas temperaturas y velocidades de descomposición y su influencia en los líquidos y gases obtenidos, tanto de forma cuantitativa como cualitativa. Una vez analizada la influencia del agente curtiente en piel bovina, se han seleccionado un conjunto de seis muestras comerciales: tres curticiones (cromo, glutaraldehído y vegetal) y dos procedencias (bovina y caprina) para evaluar los productos pirolíticos que se obtienen y sus procesos de descomposición térmica. Los resultados se recoge en la Publicación V: Characterization of commercial tanned leathers using thermogravimetric analysis and Py/GC-MS System e indican que algunas características de las muestras son fácilmente deducibles mediante estas técnicas.