Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

6-1-2021

Formulación de una herramienta tecnológica para la selección de Formulación de una herramienta tecnológica para la selección de

unidades de tratamiento de agua residual para el sector de las unidades de tratamiento de agua residual para el sector de las

curtiembres en Bogotá D.C. curtiembres en Bogotá D.C.

Sean Sebastián Suret Leguizamón Universidad de La Salle, Bogotá, ssuret35@unisalle.edu.co

Juan David Rubiano Tulcán Universidad de La Salle, Bogotá, jrubiano26@unisalle.edu.co

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Citación recomendada Citación recomendada Suret Leguizamón, S. S., & Rubiano Tulcán, J. D. (2021). Formulación de una herramienta tecnológica para la selección de unidades de tratamiento de agua residual para el sector de las curtiembres en Bogotá D.C.. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1922

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1

FORMULACIÓN DE UNA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA

SELECCIÓN DE UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

INDUSTRIAL PARA EL SECTOR DE LAS CURTIEMBRES EN BOGOTÁ D.C

JUAN DAVID RUBIANO TULCÁN

SEAN SEBASTIÁN SURET LEGUIZAMÓN

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTA D.C

2021

2

FORMULACIÓN DE UNA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA

SELECCIÓN DE UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

INDUSTRIAL PARA EL SECTOR DE LAS CURTIEMBRES EN BOGOTÁ D.C

JUAN DAVID RUBIANO TULCÁN

SEAN SEBASTIÁN SURET LEGUIZAMÓN

Trabajo de grado para optar el título de

Ingeniero Ambiental y Sanitario

Directora

BEATRIZ ELENA ORTIZ GUTIERREZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTA D.C

2021

3

Nota de aceptación

__________________________________

__________________________________

__________________________________

_________________________________________

Firma de la Directora

_________________________________________

Firma de Jurado

Bogotá, 2021

4

Dedicatoria

Este paso se lo dedico principalmente a mis padres que me apoyaron durante todo este

proceso de carrera estudiantil, a mis tutores y mentores que me brindaron las bases para

llegar a este punto, y a cada persona que de alguna u otra forma aporto en mi formación

profesional y personal.

Juan

Este paso se lo dedico a mis padres y hermanos; quienes han estado a lo largo de mi

camino apoyándome y guiándome. A mis profesores, que me brindaron las herramientas

para mi conocimiento y a cada persona que contribuyó en la formación de quien soy.

Sean

5

Agradecimientos

Principalmente a Dios, por darnos la oportunidad y los medios de formarnos

profesionalmente y llenarnos de sabiduría durante el tiempo que llevó culminar este proceso.

A nuestros padres como principal fuente de apoyo, paciencia y amor incondicional para

afrontar cada día con positivismo sin importar el obstáculo que se presentase. Por formarnos

como personas.

A nuestra tutora Beatriz por brindarnos la oportunidad y la confianza de desarrollar este

trabajo de grado junto con el apoyo y acompañamiento de Nadia Rojas y Alejandra Erazo

para nutrir este proyecto durante su desarrollo, por su actitud de colaboración y disposición

para brindar una mano.

A nuestros mentores en tratamiento de agua, los ingenieros Roberto Balda y Andres Bastidas

que desde el momento que los conocimos estuvieron abiertos a responder cualquier inquietud

e impulsarnos a perseguir nuestros sueños e intereses.

A nuestros familiares por servir como impulso para buscar cada día mejorar siendo el

respaldo de nuestro núcleo.

A nuestros amigos y colegas por acompañarnos y ser parte de nuestros equipos de trabajo a

lo largo de toda nuestra carrera aportándonos tanto personal como profesionalmente al

trabajo y aprendizaje colectivo.

A los partícipes en la validación de la herramienta de forma desinteresada buscando

apoyarnos y validar este trabajo de grado.

6

TABLA DE CONTENIDO

ÍNDICE DE TABLAS 9

ÍNDICE DE FIGURAS 10

SIGLAS 11

GLOSARIO 12

RESUMEN 16

ABSTRACT 17

JUSTIFICACIÓN 18

1. MARCO TEÓRICO 19

Proceso de curtición 20

Etapa de ribera 20

Etapa de curtido 22

Etapa de acabado en húmedo 23

Etapa de acabado en seco 24

Tratamiento de aguas residuales 25

Situación ambiental del sector de curtiembres en Bogotá D.C 26

Sentencia Río Bogotá 26

Situación ambiental actual del sector industrial San Benito en Bogotá D.C 27

2. MARCO LEGAL 31

3. OBJETIVOS 32

Objetivo General 32

Objetivos Específicos 32

4. DESARROLLO 33

CAPÍTULO 1. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE TECNOLOGÍAS PARA EL

TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL DE CURTIEMBRES 33

1.1 Identificación de elementos clave para el tratamiento de agua residual 34

1.1.1 Sustancias de interés sanitario generadas en las actividades del proceso productivo de

las curtiembres 34

Etapa de ribera 34

Etapa de curtido 35

Etapa de acabado en húmedo 37

Etapa de acabado en seco 38

1.1.2 Valores máximos permisibles 38

1.1.3 Variables criterio para selección de unidades de tratamiento 39

1.1.3.1 Aspecto técnico 40

A. Etapa del proceso 41

7

B. Disponibilidad de área 41

C. Reutilización de subproductos 42

D. Parámetros de remoción 43

1.1.3.2 Aspecto operativo. 43

A. Flujo de agua residual 44

B. Nivel de peligrosidad de insumos químicos 45

C. Requerimiento de operarios 45

1.1.3.3 Aspecto económico 46

A. Costo de operación por insumos químicos 47

B. Costo de operación por manejo de lodos. 47

C. Costo de operación por consumo energético 48

D. Costo por operación por manejo de olores ofensivos y gases de efecto invernadero

49

1.2 Identificación de tecnologías de tratamiento aplicables al sector de curtiembres 50

Título del documento 50

Lugar de publicación o aplicación 51

Año de publicación 51

Tipo de tratamiento 51

Apuntes de sistemas de tratamiento 51

Tecnología 51

Parámetros que remueve 52

Porcentaje de eficiencia o rango 52

Etapa del proceso 53

Criterios de control 53

Fuente o código del documento 53

1.3 Análisis y selección de tecnologías 54

1.3.1 Análisis de recopilación de la información 54

Del tipo de fuentes consultadas 54

De los países consultados 56

De la vigencia documental 57

De los tipos de tratamiento 57

De las tecnologías de tratamiento 58

De los parámetros de remoción 59

De las etapas del proceso 60

1.3.2 Tecnologías a incorporar en la herramienta 61

Tratamiento primario 62

8

Tratamiento secundario 64

Tratamiento terciario 64

CAPÍTULO 2. DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE LA HERRAMIENTA DE SELECCIÓN 67

2.1 Desarrollo de la herramienta 68

2.1.1 Desarrollo técnico 68

Aspecto técnico 68

Aspecto operativo 75

Aspecto económico 78

2.1.2 Desarrollo tecnológico 85

Ventanas visibles para el usuario 92

Manual de uso 92

Ventana inicial 93

Filtros 94

Resultados 95

Reporte 96

Ventanas de ocultas para el usuario 98

Base de registros 98

Base de datos de tecnologías 99

Base de datos reporte 99

Fuentes bibliográficas 100

2.2 Validación de la herramienta 101

Perfil de los expertos 101

Desarrollo de las validaciones 103

CAPÍTULO 3. DISEÑO DEL MANUAL DE USO E IMPLEMENTACIÓN DE LA

HERRAMIENTA DE SELECCIÓN 106

3.1 Documentación previa 106

3.2 Contenido del manual de usuario 109

5. CONCLUSIONES 115

6. RECOMENDACIONES 117

7. BIBLIOGRAFÍA 118

9

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Etapas implementadas en el sector de San Benito.

Tabla 2. Marco legal.

Tabla 3. Contaminantes producidos en la etapa ribera.

Tabla 4. Contaminantes producidos en la etapa curtido.

Tabla 5. Contaminantes producidos en la etapa acabado en húmedo.

Tabla 6. Nombre modificado de tecnologías.

Tabla 7. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento preliminar.

Tabla 8. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento primario.

Tabla 9. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento secundario.

Tabla 10. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento terciario

Tabla 11. Valor de los rangos de precios por insumos químicos para cada criterio.

Tabla 12. Categoría de inyección de energía por criterio.

Tabla 13. Categoría de porcentaje de remoción por criterio.

Tabla 14. Botones y funciones en la herramienta tecnológica.

Tabla 15. Puntaje global de la herramienta

10

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Divisiones del proceso de curtición.

Figura 2. Actividades del proceso de ribera.

Figura 3. Actividades del proceso de curtido.

Figura 4. Actividades del proceso de acabado en húmedo.

Figura 5. Actividades del proceso de acabado en seco.

Figura 6. Producción mensual de pieles.

Figura 7. Variables criterio correspondientes al aspecto técnico.

Figura 8. Variables criterio correspondientes al aspecto operativo.

Figura 9. Variables criterio correspondientes al aspecto económico.

Figura 10. Creación y asignación de nombre de botones.

Figura 11. Asignación de macro.

Figura 12. Inicio de grabación de macro.

Figura 13. Finalización de grabación de macro.

Figura 14. Código generado en Visual Basic.

Figura 15. Experiencia del usuario en la herramienta de selección.

Figura 16. Composición de la herramienta de selección.

Figura 17. Ventana manual de uso.

Figura 18. Ventana inicial.

Figura 19. Ventana selección de variables.

Figura 20. Ventana de resultados.

Figura 21. Ventana de reporte.

Figura 22. Ventana base de registros.

Figura 23. Ventana base de datos de tecnologías.

Figura 24. Ventana base de datos reporte.

Figura 25. Ventana referencias bibliográficas.

11

SIGLAS

A&G. Aceites y Grasas.

AOX. Compuestos Orgánicos Halogenados

BTEX. Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno

DAF. Dissolved Air Flotation (Flotación por aire disuelto)

DBO. Demanda Bioquímica de Oxígeno

DQO. Demanda Química de Oxígeno.

EAAB-ESP. Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Empresa de servicios públicos

FOG. Fat Oil Grass (Grasas y aceites).

HAP. Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos

Kg. Kilogramo

MADS. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible

MBR. Reactor de membrana biológico

PML. Producción Más Limpia

PTAR. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

SDA. Secretaria Distrital de Ambiente

SST. Sólidos Suspendidos Totales

mg/L. Miligramo por litro

12

GLOSARIO

Agente desencalante

Insumo químico que permite y acelera la remoción de cal y de sulfuros en las pieles

consideradas sustancias alcalinas (Química Internacional para el Curtido, s.f)

Agua residual

Es aquella que ha sufrido una alteración en sus características físicas, químicas o biológicas

por la introducción de contaminantes como residuos sólidos, biológicos, químicos,

municipales, industriales, agrícolas etc., afectando así los ecosistemas acuáticos y su entorno

(Vinicio. M, 2017).

Agua residual industrial

Corresponde a las aguas provenientes del proceso productivo de las industrias. De no ser

tratadas, estas pueden afectar la salud de la población y contribuir a la contaminación del

medio ambiente. Estas se caracterizan por su alta contaminación según las actividades de

origen, por lo que es importante la reducción/eliminación de los contaminantes contenidos

en dicha agua (NYF SYNERGY, 2014).

Biodegradación

Degradación molecular de una materia orgánica, resultante de acciones complejas de

organismos vivos, generalmente en medio acuoso (NTC 5991, 2014)

Carga contaminante

Producto del caudal por la concentración de un parámetro específico; se usa para dimensionar

un proceso de tratamiento, en condiciones aceptables de operación. Tiene unidades de masa

por unidad de tiempo, (M/T) (Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico, 2000).

Caudal

Cantidad de un fluido que circula por un lugar determinado en una cantidad

de tiempo determinada (Bello M,2010)

13

Coagulación

Proceso de desestabilización química de las partículas coloidales que se producen al

neutralizar las fuerzas que los mantienen separados, por medio de la adición de los

coagulantes químicos y la aplicación de la energía de mezclado (Andía Y, 2000).

Concentración

Relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución, donde el

soluto es la sustancia que se disuelve, el solvente es la sustancia que disuelve al

soluto, y la disolución es el resultado de su mezcla homogénea (UAM, s.f)

Cuero

Durante el proceso de las curtiembres comprende al producto después de haber sido sometido

al proceso de pigmentado en la fase de acabado en seco. (Secretaría de Ambiente, 2017)

DBO

Demanda bioquímica de oxígeno. Cantidad de oxígeno usado en la estabilización de

la materia orgánica carbonácea y nitrogenada por acción de los microorganismos en

condiciones de tiempo y temperatura especificados generalmente cinco días y 20 ºC. Mide

indirectamente el contenido de materia orgánica biodegradable (Rigosa R, 2007).

DQO

Demanda química de oxígeno. Expresa la cantidad de oxígeno necesario para la oxidación

química de la materia orgánica. Generalmente es mayor que el valor de la DBO, porque suele

ser mayor el número de compuestos que se oxidan por vía química que biológica, ante

la presencia de un oxidante fuerte como los dicromatos (Rigosa R, 2007).

Efluente

Fluido liberado desde un foco emisor (Universidad Politécnica de Cataluña, s.f)

Floculación

Aglomeración de partículas coaguladas en partículas floculentas; es el proceso por el cual,

una vez desestabilizados los coloides, se provee una mezcla suave de las partículas

para incrementar la tasa de encuentros o colisiones entre ellas sin romper o disturbar

los agregados preformados (Romero, 2004).

14

Sedimentación

Operación por la cual se remueven las partículas salidas de una suspensión mediante la fuerza

de gravedad; en algunos casos se denomina clarificación o espesamiento (Romero, 2004).

Sólidos sedimentables

Son aquellos sólidos suspendidos que sedimentan en el fondo de un recipiente de

forma cónica (cono Imhoff), en un tiempo fijado por ejemplo en 10 minutos o en 2

horas. Constituyen una medida aproximada de la cantidad de barro que se obtendrá en el

proceso de decantación (Rigosa R, 2007).

Sólidos totales

Son los materiales suspendidos y disueltos en agua .Se obtienen después de someter al agua a

un proceso de evaporación a temperaturas comprendidas entre 103 y 105 ºC. La porción

filtrable representa a los Sólidos Coloidales Totales Disueltos y la no filtrable son los

Sólidos Totales en Suspensión (Rigosa R, 2007).

Tratamiento preliminar

Consiste en la primera etapa del tratamiento de agua, en donde se emplean

tecnologías y métodos que eliminan sólidos o grasas de fácil separación (Cury. K, 2004),

con el fin de prevenir daños en equipos posteriores como bombas y tuberías; para llevar a

posterior tratamiento que puede ser químico, físico o biológico (Gomez C. 2012).

Tratamiento primario

Comprende las fases del tratamiento de aguas en donde se manejan la

remoción de contaminantes por procesos físico químicos. Mediante separación física se

eliminan sustancias del agua como sólidos suspendidos, grasas, arenas y espumas,

mediante métodos como la sedimentación, flotación, tamización, neutralización, entre

otros (Manahan, 2006).

Tratamiento secundario

Comprende la fase en tratamiento de aguas en donde principalmente se remueve la

carga orgánica del agua residual; mediante procesos aerobios, anaerobios y/o anóxicos (Cury.

K, 2004).

15

Tratamiento terciario

Comprende algunas operaciones dirigidas a la eliminación de contaminantes específicos

como fósforo y nitrógeno que pueden no haber alcanzado las normas de vertimiento y/o

ayudan al aumento de la eficiencia de los procesos utilizados, además de la calidad del agua

(Baeza J. s.f)

Usuario

Persona natural o jurídica que se beneficia con la prestación de un servicio público,

bien como propietario de un inmueble en donde éste se presta, o como receptor

directo del servicio, equiparando este último con el término consumidor (Decreto 302 de

2000).

Vertimiento

Descarga final a un cuerpo de agua, a un alcantarillado o al suelo, de elementos,

sustancias o compuestos contenidos en un medio líquido (Decreto 3930 de 2010).

Wet-blue

Producto del proceso de curtido en las etapas de ribera y curtido, en donde las pieles

no han recibido los procesos de acabado en húmedo y acabado en seco (Secretaría de

Ambiente, 2017).

16

RESUMEN

A pesar de la inclusión de prácticas de producción más limpia en el sector de curtiembres en

la ciudad de Bogotá, en la actualidad las actividades que se practican en este sector

productivo continúan generando impactos ambientales en materia de vertimientos de

sustancias de interés sanitario a las redes de alcantarillado de la ciudad; estas se deben

principalmente a que los cambios físicos y químicos que se realizan a las pieles se hacen

mediante soluciones químicas en medios acuosos.

El presente proyecto fue realizado en alianza con la Secretaría Distrital de Ambiente de la

ciudad de Bogotá y tiene como objeto diseñar una herramienta que permita asesorar a las

empresas sobre las tecnologías de tratamiento de agua residual industrial aplicables para el

sector de las curtiembres en Bogotá D.C partiendo de las variables criterio diseñadas; para

ello fue necesario dividir el desarrollo del proyecto en tres etapas.

En la primera etapa se realiza una explicación de las variables criterio a tener en cuenta para

la selección de unidades de tratamiento, una identificación de las tecnologías disponibles para

el tratamiento de agua residual a nivel nacional e internacional y finalmente se realiza una

selección de unidades para su incorporación en la herramienta de selección.

En la segunda etapa se realiza el desarrollo técnico de la herramienta mediante una definición

de los rangos cualitativos a calificar para las variables criterio y las herramientas

incorporadas, además del desarrollo tecnológico de la herramienta de selección en el software

Excel mediante la incorporación de procesos de filtración con botones y macros. Posterior a

esto se realiza la validación de esta herramienta bajo un juicio de expertos en el área del

conocimiento abarcada en este proyecto; obteniendo una aprobación por parte de ellos.

Finalmente en la tercera etapa, se realiza el diseño del manual de uso e implementación de la

herramienta en donde se explican los principales componentes de la herramienta, el proceso

de descarga y la manera adecuada de abordar la herramienta con el fin de dar una herramienta

de apoyo para el usuario de la herramienta.

Palabras claves: Curtiembres, variable criterio, agua residual, herramienta

tecnológica.

17

ABSTRACT

Despite the inclusion of cleaner production practices in the tannery sector in the city of

Bogotá, the activities carried out in this sector continue to have an environmental impact in

terms of discharges of substances of health concern into the city’s sewage systems. These are

mainly due to the physical and chemical changes made to the hides and skins. made by

chemical solutions in aqueous media.

This project was carried out in partnership with the District Secretariat of Environment of the

city of Bogotá and aims to design a tool that will allow companies to be advised on industrial

wastewater treatment technologies applicable to the tannery sector in Bogotá D. C. based on

the criteria variables designed; for this purpose, it was necessary to divide the development of

the project into three phases.

In the first phase, an explanation of the criteria variables to be considered for the selection of

treatment units, an identification of the technologies available for wastewater treatment at

national and international level, and finally a selection of units for incorporation into the

selection tool is made.

The second phase involves the technical development of the tool by defining the qualitative

ranges to be qualified for the criteria variables and the tools incorporated, as well as the

technological development of the selection tool in the Excel software by incorporating

filtering processes with buttons and macros. Subsequently, the validation of this tool is

carried out under a judgement of experts in the area of knowledge covered by this project,

obtaining approval from them.

Finally, in the third phase, the user and implementation guide of the tool is designed, which

explains the main components of the tool, the download process and the appropriate way to

approach the tool in order to provide a support tool for the user of the tool.

Keywords: Tannery, variable criteria, wastewater, technological tool.

18

JUSTIFICACIÓN

El proceso de curtición de pieles es un conjunto de procesos y actividades que generan

diferentes consecuencias en materia ambiental en diferentes recursos como aire, suelo y agua;

en donde el impacto en el recurso hídrico se presenta principalmente por el uso de agua e

insumos químicos para llevar a cabo las actividades de este proceso. Las descargas de estas

aguas residuales pueden llegarse a dar en el río Tunjuelito por su cercanía longitudinal con el

sector productivo; lo cual conlleva a una contaminación directa en la cuenca del río Bogotá.

En el presente proyecto se pretende diseñar una herramienta para la selección de

diferentes tecnologías para el tratamiento de los contaminantes dispuestos en agua

residual generados en las etapas de ribera, curtido, acabado en húmedo y acabado en

seco; pertenecientes al proceso industrial de curtiembres en el sector de San Benito,

localidad de Tunjuelito. Esto con el objetivo de crear un mecanismo pedagógico que

permita guiar a los generadores de este tipo de agua residual sobre las diferentes

opciones de tratamiento que pueden adoptar de acuerdo a los procesos que estos

implementan teniendo en cuenta criterios técnicos, económicos y operacionales que tiene

cada una de las empresas que implementen la herramienta, de manera particular.

Adicionalmente las tecnologías propuestas buscan orientar a las empresas que se dedican a

esta actividad productiva hacia el cumplimiento del Decreto 0631 de 2015 y el Decreto

3957 de 2009 para la industria de curtiembres respecto al vertimiento en alcantarillado

público de aguas residuales no domésticas, partiendo del valor más restrictivo con

respecto a la normativa vigente. La formulación de la herramienta para la selección de

tecnologías de tratamiento de agua residual comprenderá un análisis situacional de las

caracterizaciones actuales presentadas por las industrias a la Empresa de Acueducto y

Alcantarillado de Bogotá (EAAB) obteniendo los valores los contaminantes generados por

etapa para la determinación de las tecnologías de tratamiento preliminar, primario,

secundario y terciario del agua residual garantizando el cumplimiento de la normativa

ambiental. Además, se deberá realizar una revisión de los sistemas de tratamiento de

agua residual tanto a nivel nacional como internacional implementados ya en el

área de tratamiento de agua residual para la industria de curtiembres, con el fin de

abarcar una amplia gama de tecnologías e incentivar al uso de tecnología o sistemas de

tratamiento empleados en el exterior que mejoren la calidad del vertimiento con beneficios

para el empresario.

19

1. MARCO TEÓRICO

El sector productivo de las curtiembres inició en Colombia a mediados de la década de 1950

en los municipios de Chocontá y Villapinzón en el departamento de Cundinamarca; años

después se desplazó hacia la ciudad de Bogotá debido a las distancias que se debían recorrer

inicialmente para la comercialización del cuero.

El sector de curtiembres como actividad económica representa para Colombia y

específicamente para la ciudad de Bogotá un eje relevante que desde el año 2015 ha ido

tomando relevancia con el aumento de sus ventas y con ello la generación de empleo

estableciendo unas cifras positivas año tras año (DANE, 2015). Las exportaciones de piel

salada y wet-blue en el primer semestre de 2015 ascendieron a US $99.2 millones; de estas

US $11.2 millones corresponden a pieles saladas y US $49.9 millones a wet-blue. El principal

país destino de las exportaciones de wet-blue es Italia con una participación del 27%, seguido

de China 19% y Venezuela 11%, entre otros destinos (DANE, 2015). Para el caso de la piel

salada, la participación del mercado en Bogotá entre 2008 y 2013 llegó a niveles superiores

del 35% con respecto al país; a pesar de que los niveles de exportación de estas pieles han

tenido niveles decrecientes durante los últimos años.

Esta centralización de empresas se debe a las costumbres productivas en esta zona la cual a

pesar de verse beneficiada en materia económica, genera diferentes impactos ambientales que

afectan a la salud pública y ambiental del entorno en el que se encuentran; tales como

generación de olores ofensivos, manejo inadecuado de residuos sólidos y vertimientos no

permitidos a la red de alcantarillado público.

Con la llegada a Bogotá, se empezaron las primeras empresas de curtido en el área de San

Benito en la localidad de Tunjuelito y a partir de ello se fue expandiendo hasta lograr

convertirse en el principal sector de curtiembres de la ciudad de Bogotá. Después de la

década de 1960 hubo diferentes hechos históricos en este sector tales como la consolidación

del barrio como sector curtidor entre 1960 y 1963, la instalación de redes de alcantarillado en

1960, la creación de la Cooperativa Integral de Curtidores en 1972, entre otros hechos que

permitieron el asentamiento tanto de personas como del sector productivo de la zona

(Vásquez L, 2012).

20

Es por eso que actualmente el sector es considerado tanto un sector industrial y residencial

que cuenta con una fuente hídrica aledaña conocida como el río Tunjuelo, río donde llegan la

mayoría de los vertimientos provenientes de esta industria.

Proceso de curtición

Las empresas conocidas como curtiembres son los sitios en los cuales se transforman las

pieles de animales en cuero; esto se debe principalmente a la estabilización de las fibras de

colágeno de la piel con agentes curtientes, mediante la eliminación de estas fibras con

compuestos químicos, además de la formación de complejos de tipo quelatos (Secretaría

Distrital de Ambiente, 2017). Este proceso utiliza insumos químicos que garantizan

características al producto final en términos de color, apariencia, textura, entre otros; que

evitan desgaste del material y aportan características que aumentan su valor comercial en el

mercado. Sin embargo, para obtener este producto las pieles deben llevar a cabo

generalmente cuatro diferentes etapas (ver figura 1).

Figura 1. Divisiones del proceso de curtición. Fuente. Secretaria Distrital de Ambiente.

Modificación propia.

Etapa de ribera

La etapa de ribera corresponde a un conjunto de actividades iniciales en la curtición, que se

encargan de realizar una adaptación de las pieles recibidas retirando restos de músculos, parte

de la sal que se deposita y pelos presentes en las pieles crudas (Cordova H, et al. 2014);

asegurando un contenido de humedad adecuado; esto con el fin de acondicionar la piel para la

etapa de curtido. La figura 2 muestra las diferentes actividades que constituyen el proceso de

ribera.

21

Figura 2. Actividades del proceso de ribera. Fuente. Secretaria Distrital de Ambiente.

Modificación propia

En la actividad de recepción se realiza un descargue y almacenamiento temporal de las pieles,

ya sean frescas o saladas provenientes de plantas de sacrificio animal. Posteriormente, se

retiran de manera mecánica los restos de músculo y grasas de la piel; sobre la piel en tripa y/o

sobre la piel remojada (Secretaría Distrital de Ambiente, 2017) esta actividad es conocida

como pre-descarne. Después de pasar por el pre-descarne se realiza un remojo de la piel en

donde se realiza una limpieza con agua y detergentes de materiales que afecten a la piel ta les

como tierra, sangre, estiércol, etc. En el caso de las pieles que contengan sal se debe eliminar

la mayor parte de la misma; en esta etapa también contribuye a devolverle a la piel la

humedad necesaria para los procesos que le siguen a este (Barros. A, Ovalle. C, 2019).

Después de ejecutarse las actividades mencionadas inicia el proceso de pelambre, en donde se

disuelven las fibras capilares utilizando cal y sulfuro de sodio, produciéndose al interior del

cuero el desdoblamiento de fibras a fibrillas, que prepara el cuero para la posterior

curtición (Universidad Nacional del Nordeste, 2007). Una vez la piel se somete a pelambre

se procede a realizar el descarne final de la misma, en donde se limpian los restos no

eliminados en el pre-descarne. Finalmente se realiza el dividido en donde se corta la piel por

la mitad de su espesor para separar la flor (epidermis) de la carnaza (dermis) (Barros. A,

Ovalle. C, 2019).

22

Etapa de curtido

La etapa de curtido corresponde a un conjunto de actividades iniciales que se encargan de

realizar una adaptación de las pieles recibidas (más que en la etapa de ribera) retirando restos

de músculos, parte de la sal que se deposita y pelos presentes en las pieles crudas; además se

realiza un proceso mediante el cual se llega de la piel al wet-blue (Cordova H, et al. 2014). La

figura 3 muestra las diferentes actividades que constituyen el proceso de curtido.

Figura 3. Actividades del proceso de curtido. Fuente. Secretaria Distrital de Ambiente.

Modificación propia

La primer actividad correspondiente al curtido se conoce como el desencalado el cual es un

proceso que busca detener el hinchamiento de la piel utilizando insumos químicos como sales

de amonio, ácidos orgánicos y azúcares, retirando de la piel residuos de insumos alcalinos

como la cal y el sulfuro que se depositan en la piel principalmente por el pelambre.

Posteriormente se realiza una purga con enzimas proteasas y agentes desencalantes en busca

del aflojamiento del colágeno y una limpieza adicional de restos de pelo y grasa (Universidad

Nacional del Nordeste, 2007). Una vez alcanzadas las condiciones en la piel mencionadas,

mediante el piquelado se busca llevar las pieles a un pH entre 2.8 y 3.5 utilizando sal y ácidos

como el clorhídrico y el sulfúrico (Secretaria de Ambiente, 2017), con el fin de prepararlas

para los cambios físicos y químicos posteriores que se le dan a la piel.

Teniendo los valores de pH ideales y las condiciones de la piel adecuadas se procede a

realizar el curtido, en donde por medio de la reacción entre el colágeno y generalmente el

cromo trivalente, se busca generar una resistencia en la piel al deterioro obteniendo

finalmente una coloración en la piel conocida como wet-blue (Pagalo,2010). Después del

curtido se realiza un escurrido a las pieles ya que se debe retirar la humedad acumulada en la

piel mediante el estiramiento de la misma (Secretaria de Ambiente, 2017). Finalmente, se

realiza el rebajado el cual representa una etapa de acabado al wet-blue de forma manual o

23

mecánica con cuchillas a altas velocidades; en donde se realiza una reducción en el grosor del

wet-blue.

Etapa de acabado en húmedo

La etapa de acabado en húmedo o post-curtido corresponde a una preparación estética para la

comercialización de las pieles mediante operaciones que cambian de manera física la

apariencia de las pieles (Cordova H, et al. 2014). La figura 4 muestra las actividades etapas

que constituyen el proceso de acabado en húmedo.

Figura 4. Actividades del proceso de acabado en húmedo. Fuente. Secretaria Distrital de

Ambiente.

Modificación propia

Para iniciar esta etapa, se somete al wet-blue a un recurtido ya sea con cromo o taninos para

facilitar el proceso posterior de prensado (Gutierrez M, s.f). Con el fin de fijar una tonalidad

para la piel se realiza el teñido de la misma, mediante un baño a base de agua, colorantes

ácidos o básicos y ácido fórmico. Luego, se realiza un acondicionamiento de la piel mediante

el engrase para volver la piel flexible y suave haciendo uso de aceites vegetales y animales

(Gutierrez M, s.f). Finalmente, mediante el escurrido de la piel se retira parte de la humedad y

se eliminan las arrugas mediante rodillos de felpa (Secretaria de Ambiente, 2017).

24

Etapa de acabado en seco

La etapa de acabado en seco corresponde a un conjunto de actividades de pulimiento de

las pieles donde el empleo de agua durante el proceso es casi despreciable y se realiza un

conjunto de actividades que cumplirán diferentes requerimientos en las pieles por parte de la

empresa (Secretaria de Ambiente, 2017). La figura 5 muestra las diferentes actividades que

constituyen el proceso de acabado en seco.

Figura 5. Actividades del proceso de acabado en seco. Fuente. Secretaria Distrital de

Ambiente.

Modificación propia

Este pulimiento inicia mediante el secado del wet-blue reduciendo el remanente de humedad

presente. Mediante el ablandado, esmerilado y desempolvado se realiza un control de

suavidad, corregimiento de imperfecciones de los bordes y retiro de residuos de polvo en las

superficies del wet-blue. Teniendo en cuenta los aspectos mencionados, se realiza un pintado

de la superficie pasando de llamarse wet-blue a cuero mediante el pigmentado. Una vez se

tiene el cuero como producto, se realiza el planchado para darle una textura lisa a este

producto; posteriormente, se realiza una aplicación de laca al cuero con el fin de guardar la

calidad del producto y si se requiere se realiza una cuantificación de las dimensiones del

producto el cuál finalmente deberá ser almacenado (Secretaría de Ambiente, 2017).

No obstante, de las 68 empresas pertenecientes al sector de San Benito analizadas bajo

diferentes reportes mencionados en el presente proyecto; estas presentan variedad en las

etapas que implementan donde no todas implementan las cuatro etapas explicadas. Lo

anteriormente dicho es de vital importancia ya que cada etapa genera contaminantes

diferentes partiendo de los insumos químicos utilizados, condición que determinará los

25

procesos de tratamiento a realizar a los efluentes generando variedad en la caracterización

fisicoquímica de las aguas.

Tratamiento de aguas residuales

De acuerdo a esto, el manejo de las aguas residuales es necesario en cada empresa que realice

procesos de curtición ya que se debe cumplir con los límites máximos permisibles dispuestos

por ley. El tratamiento de agua residual comprende una serie de procesos que permiten

reducir las cargas contaminantes que lleva este tipo de aguas producida por el manejo y

adecuación de las pieles; el tren de tratamiento comprende cuatro etapas principales en donde

en cada una se remueven diferentes tipos de contaminantes. Estas etapas se describen a

continuación:

Tratamiento preliminar

Este es el primer tratamiento que se le da al agua residual, en donde principalmente se realiza

una adecuación del agua para sus posteriores tratamientos. Durante este tratamiento se

eliminan sólidos o grasas de fácil separación (Cury K, 2004). Este debe realizarse por medio

de procesos físicos y/o mecánicos, como rejillas, desarenadores y trampas de grasa,

dispuestos convencionalmente de modo que permitan la retención y remoción del material

extraño presente en las aguas residuales y que pueda interferir los procesos de tratamiento

(Higuera S, Puentes I. 2017).

Tratamiento primario

En este tratamiento se recibe el agua proveniente del tratamiento preliminar. Mediante

separación física se eliminan sustancias del agua como sólidos suspendidos, grasas, arenas y

espumas, mediante métodos como la sedimentación, flotación, tamización, neutralización,

entre otros (Manahan, 2006).

Tratamiento secundario

Esta etapa también es conocida como tratamiento biológico, en donde se realiza una

degradación biológica de parámetros principales como lo son DBO y DQO; las características

de los microorganismos que intervienen en las reacciones biológicas para la degradación de

la materia orgánica son las que permiten establecer una clasificación de los procesos

biológicos de las aguas residuales (Villegas A. Alvarez C., 2008).

26

Este tratamiento se realiza una vez terminados los procesos de sedimentación, decantación y

homogeneización. (RAS, 2000)

Tratamiento terciario

Esta etapa del tratamiento es opcional de implementar ya que se realizan procesos de

pulimiento de tratamiento del agua, con el fin de realizar un reúso de la misma ya sea para

consumo humano, o para incorporación en procesos. Este tratamiento consiste en una serie

de procesos destinados a conseguir una calidad del efluente superior a la del tratamiento

secundario convencional (Cury. K, 2004). Este un tratamiento involucra procesos

fisicoquímicos o biológicos de modo que se pueda lograr un alto grado de tratamiento

superior al secundario; en este proceso se pueden remover varios parámetros como lo son:

sólidos en suspensión, complejos orgánicos disueltos, compuestos inorgánicos disueltos o

nutrientes (RAS, 2000).

Situación ambiental del sector de curtiembres en Bogotá D.C

Sentencia Río Bogotá

Debido a la creciente preocupación sobre el estado de la cuenca hidrográfica del río Bogotá,

el Consejo de Estado emitió la Sentencia del río Bogotá; partiendo de acciones económicas,

sociales, ambientales e institucionales se busca la reducción de contaminación de la cuenca

mediante una serie de órdenes e involucrados de cumplimiento para tres grandes ejes que son:

El mejoramiento ambiental y social de la cuenca hidrográfica, la articulación y coordinación

colectiva institucional para el trabajo integral y la profundización en procesos educativos y de

participación ciudadana (Consejo de estado, 2014). De acuerdo al primer eje mencionado

implica un interés especial al sector de San Benito debido a los actuales vertimientos que se

realizan al alcantarillado de la zona; la cual es cercana a un afluente del río Bogotá debido al

cauce del río Tunjuelo.

En el numeral 4.6 de esta sentencia se le ordena a la Corporación Autónoma Regional de

Cundinamarca (CAR) a revisar y ordenar los ajustes necesarios frente a los vertimientos de

los usuarios individuales que no son interceptados por los sistemas de alcantarillado

municipales, en aras de que las descargas que hacen al cauce del Río Bogotá cumplan con los

parámetros y lineamientos de descontaminación consagrados en la sentencia; además también

se ordena a los usuarios a realizar actividades dirigidas a ajustar el nivel de tratamiento de las

aguas residuales.

27

En la sentencia mencionada se declaran diferentes personas naturales, jurídicas y autoridades

que deben ser responsables y velar por la descontaminación de la cuenca del río Bogotá; por

esto es que desde la Secretaría Distrital de Ambiente se ha trabajado por reducir estos

vertimientos mediante charlas y foros de participación; en donde en 2017 se logró publicar la

Guía de Producción Más Limpia para el sector de curtiembres con el fin de fomentar buenas

prácticas en el sector productivo que incurran en una reducción en las concentraciones de los

contaminantes dispuestos en las redes de alcantarillado.

Para el 11 de diciembre de 2017 bajo la orden 4,63 expedida por el Tribunal Administrativo

de Cundinamarca se ordena el cierre de las empresas que no cuentan con un permiso de

vertimientos (necesario para su operación en la época) y además de adelantar acciones frente

a la implementación de una PTAR para el parque ecoindustrial de San Benito. Es por esto

que desde la Sociedad Administradora Parque Industrial Eco-eficiente de San Benito S.A.S –

PIESB se realizó un acta de compromiso en donde la persona natural o jurídica se

compromete a tomar las acciones tendientes a la minimización de la carga contaminante

producida por las industrias del cuero, y así, coadyuvar y dar cumplimiento a la Sentencia

proferida por el Consejo de Estado el 28 de marzo de 2014.

Sin embargo, a pesar de que por parte de autoridades ambientales y sanitarias se ha resaltado

la necesidad y relevancia de implementar acciones de producción más limpia en este sector

económico, el vertimiento de aguas residuales industriales a las redes de alcantarillado de la

ciudad de Bogotá es tanto frecuente como inminente. Por lo tanto, se hace necesario articular

sistemas de tratamiento de agua residual como parte del cumplimiento de las órdenes

impuestas en la sentencia, relacionadas de manera específica con el tratamiento de

contaminantes en esta industria.

Situación ambiental actual del sector industrial San Benito en Bogotá D.C

Teniendo en cuenta el INFORME DEL SEGUIMIENTO DE CAUDALES Y CALIDAD DE

AGUA RESIDUAL ANTES Y DESPUÉS DEL BARRIO SAN BENITO PARQUE

ECOINDUSTRIAL SAN BENITO (EAAB, 2017), en el cual se realizó un seguimiento a las

descargas de agua residual en dos diferentes puntos del barrio mencionado en donde a la

fecha de publicación del documento se concentraban cerca de 230 empresas de curtiembres.

Estas descargas se realizaron antes y después de cruzar por el sector industrial de San Benito,

28

en donde se pudo evidenciar las concentraciones de cromo (7,17 mg/L), grasas y aceites (269

mg/L), DBO5 (2248 mg/L), DQO (3848 mg/L), sólidos suspendidos (962 mg/L), sólidos

sedimentables (18 mg/L) y sulfuros (6 mg/L); en donde de las concentraciones mencionadas

todas exceden los valores máximos permisibles.

De acuerdo a esto, se estimó un aporte significativo por parte de la industria de curtiembres

(entre otras) para diferentes parámetros como se muestra a continuación:

● Alcalinidad: 310 mg/L

● Color: 162 UCP

● Cloruros: 820 mg/L

● Cromo: 7,15 mg/L

● DBO5: 1852 mg/L

● DQO: 3097 mg/L

● Fenoles: 0,85 mg/L

● FOG: 225 mg/L

● Sólidos suspendidos: 691 mg/L

A pesar de que actualmente las empresas no requieren de un permiso de vertimientos para

poder operar de manera legal, deben reportar a la EAAB la caracterización de sus

vertimientos. Es por esto que de acuerdo al análisis de las curtiembres de San Benito

desarrollado por la SDA y las caracterizaciones de vertimientos para el año 2019 en donde se

tuvo en cuenta el reporte de 68 empresas del sector de curtiembres a la empresa de acueducto

y alcantarillado de Bogotá (EAAB-ESP), se conoce que el 37% de las empresas analizadas

procesan menos de 500 pieles al mes, el 17% entre 500 y 1000 pieles al mes, el 12% entre

1000 y 3000 pieles al mes y el 6% entre 3000 y 6000 pieles al mes como se puede ver en la

figura 6; lo que muestra una alta variabilidad en cuanto al alcance y efectos de estas empresas

en materia económica y ambiental.

29

Figura 6. Producción mensual de pieles.

Fuente. Secretaria Distrital de Ambiente (2017).

Así mismo, este reporte muestra un panorama general de los procesos que se implementan en

las 68 empresas analizadas en el sector de San Benito de acuerdo a las empresas analizadas

en donde existe una variabilidad significativa puesto que las empresas en estudio no realizan

todas las etapas mencionadas al inicio de este capítulo; debido a que algunas empresas optan

por realizar alguna o varias etapas de acuerdo a la dimensión que tiene cada empresa de

manera individual. La tabla 1 muestra la proporción de empresas que implementan diferentes

etapas del proceso de curtición; cabe resaltar los dos últimos ítems mostrados en donde la

clasificación de otros corresponde a empresas que, a pesar de realizar actividades de

fabricación y comercialización de juguetes caninos, presentaron su caracterización de

vertimientos a la empresa de acueducto. Además, el 6% de las empresas estudiadas no

presentaron información para el análisis de este apartado. De acuerdo a esto, se conoce que la

etapa más frecuente en las empresas analizadas del sector de San Benito es la de curtido con

un total de 54 empresas, seguido de los acabados y finalmente de pelambre con un total de 45

y 32 empresas respectivamente. Así mismo, en el anexo A se muestra información de

contextualización de este sector productivo.

30

Tabla 1. Etapas implementadas en el sector de San Benito.

Etapas Empresas que implementan

Pelambre 9%

Curtido 6%

Acabados 3%

Pelambre + curtido 7%

Curtido + acabados 35%

Pelambre + curtido + acabados 31%

Otros 3%

Sin información 6%

Fuente. Secretaria Distrital de Ambiente.

Modificación propia.

31

2. MARCO LEGAL

Es de conocimiento que las empresas que demanden de recursos naturales o se suplan de

ellos, deberán hacerlo de una manera regulada por las diferentes autoridades legales,

ambientales y/o sanitarias las cuales disponen mediante disposiciones los aspectos a regular y

a tener en cuenta por parte de las diferentes personas legales o jurídicas que le impliquen.

Es por esto que en la tabla 2 se muestra la normativa nacional y distrital aplicable al

tratamiento de vertimientos de aguas residuales para las industrias de curtido de pieles; dadas

principalmente por el alcance del presente proyecto. En esta misma se muestran los

requerimientos actuales que las empresas deben cumplir frente a aspectos administrativos

(permiso de vertimientos) y ambientales (valores permisibles en vertimientos).

Tabla 2. Marco legal.

Fuente. Modificación propia.

32

3. OBJETIVOS

Objetivo General

Diseñar una herramienta que permita seleccionar tecnologías de tratamiento de agua residual

industrial para el sector de las curtiembres en Bogotá D.C partiendo de las variables criterio

seleccionadas.

Objetivos Específicos

1. Identificar y analizar las diferentes tecnologías para el tratamiento de agua residual

proveniente del sector de curtiembres en la ciudad de Bogotá D.C.

2. Desarrollar y validar una herramienta que permita la selección de tecnologías de

tratamiento de agua residual teniendo en cuenta variables técnicas, económicas y

operacionales.

3. Diseñar la guía de uso e implementación de la herramienta desde el punto de vista

operacional de la misma.

33

4. DESARROLLO

CAPÍTULO 1. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE TECNOLOGÍAS PARA EL

TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL DE CURTIEMBRES

En este capítulo se realiza una presentación de las tecnologías actuales disponibles a nivel

nacional e internacional para el tratamiento del agua residual en el sector de las curtiembres

con el fin de mostrar las diferentes unidades y/o métodos para reducir las concentraciones de

sustancias de interés sanitario al alcantarillado de la ciudad de Bogotá; las cuales serán

incorporadas en la herramienta de selección de tecnologías abarcadas en el presente proyecto.

Teniendo en cuenta lo anterior, para el desarrollo del presente capítulo se hace necesario

realizar una división del mismo en donde en la primera parte del mismo se realiza una

explicación de los contaminantes que se derivan del proceso productivo, una identificación de

los valores máximos permisibles de vertimientos al alcantarillado público y se realiza una

explicación de las variables criterio que se han de tener en cuenta para la selección de

unidades de tratamiento de agua residual.

Posteriormente en la segunda parte del presente capítulo se realiza una búsqueda de

información de las tecnologías que se han aplicado en el sector de curtiembres para el

tratamiento de agua residual de este sector bajo un marco nacional e internacional mediante

una recopilación dispuesta en el anexo E bajo una división de tecnologías y tipos de

tratamientos identificados. Finalmente, se realiza un análisis de las tecnologías identificadas

dispuestas en el presente documento y se realiza una elección de tecnologías a incorporar en

la herramienta de selección, con base en los datos recopilados en el anexo E, reportes de la

secretaría distrital de ambiente y guías de producción más limpia del sector.

34

1.1 Identificación de elementos clave para el tratamiento de agua residual

1.1.1 Sustancias de interés sanitario generadas en las actividades del proceso productivo

de las curtiembres

Teniendo en cuenta las etapas y actividades que implican el proceso de curtición, es de vital

importancia analizar las sustancias de interés sanitario que se generan en las etapas del

proceso de curtido como producto de la utilización de químicos y agua para el tratamiento de

las pieles, de esta manera es posible establecer que las características del agua residual a

tratar posteriormente por cada unidad de tratamiento dependerá netamente de las diferentes

implicaciones de actividades durante el proceso productivo. Partiendo de lo anteriormente

dicho, a continuación se presentan los contaminantes generados por cada una de las etapas

llevadas a cabo durante el proceso de curtición, con el fin de identificar posteriormente a

partir de las sustancias identificadas las unidades de tratamiento respectivas para la remoción

de dicho contaminante.

Etapa de ribera

Las actividades de esta etapa se basan en el uso de insumos que facilitan la remoción de las

fibras que tienen las pieles crudas y/o saladas. Para el remojo es frecuente el uso de

tensoactivos y ácidos como el acético y fórmico los cuales limpian suciedades en las pieles;

para la remoción de fibras se suele utilizar cal, sulfuro de sodio y sulfhidrato de sodio.

Después del pelambre se hace uso de cal y agua para las operaciones de lavado, descarne y

dividido de pieles; en la tabla 2 se muestran los principales contaminantes que se derivan de

las actividades en la etapa de ribera.

Tabla 3. Contaminantes producidos en la etapa ribera.

Fuente. Birbuet J, Landivar C. (2016). Emmer V, del Campo M. (2014).

Modificación propia.

35

Basado en lo anterior se destaca la presencia de contaminantes tales como aceites y grasas del

estado inicial de las pieles al iniciar el proceso de remojo, dando como resultado un efluente

con contenidos de sales mezcladas con sangre, bactericidas, tensoactivos y residuos de polvo

o tierra dependiendo del sitio de procedencia del cuero (Instituto Nacional de Ecología,

1999). De la etapa ribera, la actividad a destacar en cuanto al mayor aporte de contaminantes

al agua residual es el pelambre el cual aporta, según la Guía para el control y prevención de

la contaminación industrial adoptada (1999) en Chile, en términos de porcentaje a los

contaminantes generados para toda la etapa ribera un 70% a la DBO, un 56% a la DQO, un

55% a los SST y un 76% a la toxicidad del efluente por el empleo de sulfuros. El sulfuro

como agente utilizado para la destrucción del pelaje, se considera un elemento altamente

tóxico en el medio acuoso por su acción sobre el cuerpo de agua reduciendo su oxígeno

disuelto debido a la producción de ácido sulfhídrico (Ortiz, N et al. 2018).

Adicionalmente al ser la primera etapa del proceso de tratamiento de cueros el aporte a la

cantidad de sólidos tanto disueltos como suspendidos, es elevado. Respecto al pH teniendo

en cuenta que durante todo el proceso se utiliza cal el efluente suele tener un valor elevado

con pH básico entre 11 y 13 (Guzman K, Lujan M. 2010) lo que implica tratar de manera

diferenciada el agua de esta etapa de manera diferenciada al agua de curtido ya que estas

aguas tienen niveles de pH ácido.

Etapa de curtido

Las actividades de esta etapa se basan en el uso de insumos que retiran los residuos de las

actividades anteriores y facilitan las condiciones en las pieles para la coloración del wet-blue

(Secretaria Distrital de Ambiente, 2017). Para el desencalado es frecuente el uso de sulfato de

amonio y ácidos los cuales limpian los restos de pelambre; para acondicionar las pieles a

niveles de pH adecuados se puede utilizar cloruro de sodio, acido sulfurico, acido glioxílico o

ácido pirúvico. Para el curtido se utiliza el sulfato de cromo que da la coloración al wet-blue,

el cual se somete a un escurrido y rebajado sin la presencia de químicos; en la tabla 3 se

muestran los principales contaminantes que se derivan de las actividades en la etapa de

curtido.

36

Tabla 4. Contaminantes producidos en la etapa curtido.

Fuente. Birbuet J, Landivar C. (2016). Emmer V, del Campo M. (2014).

Modificación propia.

Basado en lo anterior el aporte de contaminantes por cada una de las etapas del proceso de

curtido se ve fuertemente marcado por la utilización de cromo como agente estabilizante de la

estructura de colágeno del cuero. Partiendo de los primeros procesos de toda la etapa de

curtido, destaca la producción de grasas emulsionadas durante la etapa de desencalado y

purga enzimática. Este aspecto es de vital importancia, ya que durante la formulación de

sistemas de tratamiento de aceites y grasas es necesario manejar las grasas tanto

emulsionadas como no emulsionadas de manera distinta utilizando unidades de tratamiento

diferentes. Además, el sulfato de amonio usado durante el desencalado produce nitrógeno

amoniacal en el agua residual (Tuset S, s.f) lo cual genera a concentraciones altas condiciones

anóxicas, reducción en el oxígeno disuelto, entre otros efectos.

Posterior a esto la utilización de cromo en el proceso de curtido, lavado, escurrido y recorte al

wet-blue representa el contaminante criterio de esta etapa donde la toxicidad del compuesto

se presenta con la presencia de cromo (Castiblanco Y, Perilla A, 2019) por encima del cromo

trivalente, que por normativa ambiental colombiana (de acuerdo a la Resolución 631/2015 y

Resolución 3957/2009) es necesario tratar. Durante este proceso de curtido teniendo en

cuenta los agentes utilizados como sales orgánicas, cromo, cloruros, sulfatos y sales (FAO,

1998) origina que el pH del efluente tome un carácter ácido; lo que como se ha mencionado,

debe tratarse de manera diferenciada al agua proveniente de la etapa de pelambre.

37

Etapa de acabado en húmedo

Las actividades de esta etapa se basan en el uso de químicos e insumos que cambian las

propiedades físicas del wet-blue y aumentan su valor comercial. Para el neutralizado se

pueden utilizar compuestos derivados de sodio los cuales estabilizan la piel tratada; para el

curtido se utiliza el sulfato y sales de cromo que da la un mejor terminado al wet-blue, el cual

se somete a un escurrido y rebajado sin la presencia de químicos. En la actividad de teñido se

realiza mediante el uso de anilina la fijación del tono al wet-blue, el cual cambia a una textura

suave en presencia de aceites y/o ácido fórmico; en la tabla 4 se muestran los principales

contaminantes que se derivan de las actividades en la etapa de acabado en húmedo (Miller S,

Gagnet A, Worden R. 1999).

Tabla 5. Contaminantes producidos en la etapa acabado en húmedo.

Fuente. Birbuet J, Landivar C. (2016). Emmer V, del Campo M. (2014).

Modificación propia.

Durante el proceso de acabado en húmedo siendo esta la etapa final del tratamiento de cueros,

se destaca la presencia de cromo, sales, y sustancias orgánicas proveniente de las etapas

previas, durante los procesos de post-curtido, desengrase, lavado y neutralización (Birbuet J,

Landivar C, 2016) debido a las diluciones que se tienen después de la limpieza de las pieles

que se realizan entre las actividades de la etapa. Adicionalmente durante esta etapa se puede

presenciar un proceso de recurtido que aumenta los niveles de concentración de cromo

(Cordova H, et al. 2014) en el efluente, aclarando que este proceso es opcional, y la

utilización de aceites a base de fenoles que incorporan este contaminante a las características

del agua residual de esta etapa. Como fase final de la etapa durante los procesos de teñido el

efluente adquiere contaminantes tales como grasas emulsionadas, ácidos orgánicos y anilinas

o colorantes.

38

Etapa de acabado en seco

Las actividades de esta etapa se encargan de realizar un pulimiento al wet-blue de acuerdo a

los requerimientos de la empresa y/o del comprador. Cabe resaltar que esta etapa no se hace

producción de agua residual considerable (Secretaría Distrital de Ambiente, 2017); sin

embargo, se utilizan diferentes insumos en esta etapa en las actividades de pigmentado en

donde se usan pigmentos, colorantes o resinas; y en el lacado de las pieles que pasan a

denominarse cueros.

1.1.2 Valores máximos permisibles

La identificación de valores máximos permisibles en la normativa colombiana es de suma

importancia, ya que la selección de unidades de tratamiento de agua residual industrial y

posterior formulación del sistema en su totalidad debe garantizar un efluente con valores de

concentraciones de contaminantes por debajo de lo establecido en la norma dependiendo el

cuerpo de agua receptor al que se desee realizar el vertimiento o la industria que lo realice.

Actualmente se cuenta con diferentes normativas legales vigentes dispuestos por el MADS

(Resolución 0631 de 2015) y la Secretaría Distrital del Ambiente (Resolución 3957 de 2009),

con la cual se busca garantizar la implementación del control efectivo de las sustancias de

especial interés sanitario que llegan a la red de alcantarillado distrital. A pesar de que el

artículo 13 del Decreto 1955 de 2019 establece que la industria de curtiembres no requiere

permiso de vertimiento para alcantarillado, el reporte de las caracterizaciones físico químicas

del efluente a la EAAB es obligatorio, por ello es necesario que la industria posea un sistema

de tratamiento de agua residual que garantice unas concentraciones por debajo del valor

establecido con la norma para alcantarillado público.

Es por esto, que en el anexo B se establecen bajo el principio de rigor subsidiario, los valores

máximos permisibles para la industria de acuerdo a lo establecido en el artículo 29 del

Decreto 3930 de 2010. En dicho anexo se puede evidenciar que contrastando los valores la

Resolución 3957 de 2009 y la Resolución 0631 de 2015, es de interés para los sistemas de

tratamiento cumplir con los requerimientos normativos de los cuatro parámetros base

correspondientes a DQO, DBO, SST y aceites y grasas. Adicionalmente teniendo en cuenta la

39

industria se destaca el cumplimiento de parámetros tales como sulfuros como un valor

máximo permisible de 3 mg/L, cromo con un valor de 1 mg/L y fenoles con un valor de 0.2

mg/L.

La empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá mediante el informe: seguimiento sobre

las actividades de San Benito, reportó a la Secretaría Distrital de Ambiente los resultados

obtenidos por la entidad en donde se obtuvo un total de 68 usuarios que presentaron

caracterización de vertimientos, como se ha mencionado. De acuerdo al inf orme mencionado,

en el anexo C se muestra el estado hasta la fecha de las empresas frente a los valores

mencionados en el anexo B. Cabe resaltar que el análisis fue realizado en base únicamente de

las 68 empresas que presentaron sus caracterizaciones de agua residual ante la autoridad

pertinente. Se identifica un total de 8 curtiembres que no cumplen con la totalidad de los

parámetros máximos permisibles, evidenciando un mayor incumplimiento sobre los

parámetros de fenoles y cromo. Además, se identifica que 39 empresas (57% ) reportaron su

caracterización de vertimientos con todos los parámetros relevantes.

1.1.3 Variables criterio para selección de unidades de tratamiento

En las metodologías de selección de tratamientos de agua residual, las variables de análisis a

tener en cuenta son de vital importancia partiendo de la variabilidad que permite el campo de

acción donde se desee formular el sistema de tratamiento en sí, es decir, campo de acción

como industrial, doméstica o tipo de agua específica a tratar.

Las metodologías de selección de tratamiento de agua residual tienen diversos estudios que

incorporan diferentes divisiones de criterios a tener en cuenta para ello; inicialmente Tecle y

Fogel (1986) y posteriormente Tang y Ellis (1994) priorizaron aspectos económicos frente a

los aspectos técnicos y operativos en la selección de tratamientos de agua residual de carácter

doméstico. Tiempo después, empiezan a incluirse sin excepción la categoría de criterios o

atributos de tipo ambiental. Si bien es posible generalizar que la mayor parte de los estudios

cuentan con criterios económicos, técnicos, operativos, ambientales y sociales, no hay

unanimidad sobre cómo clasificarlos y su orden de importancia (Gutiérrez P, s.f) ya que una

sola variable puede verse inmersa en dos diferentes criterios; para lo cual se hace necesario

realizar una justificación de la clasificación a la cual pertenece.

40

Basado en lo anterior, para la formulación de sistemas de tratamiento partiendo de los

aspectos de cumplimiento normativo así como de satisfacción por parte de la empresa a la

que se le formula el sistema, implica entender las diversas variables inmersas técnica,

económica y operacionalmente tanto de cada unidad como del sistema en sí. Con fines de este

proyecto se deben tener en cuenta los aspectos técnico, económico y operativo desde la

perspectiva de la empresa y sus necesidades puntuales que se puedan adaptar a los

requerimientos específicos de las unidades de tratamiento; es por esto a continuación se

formulan los tres aspectos involucrados en la selección de tecnologías de tratamiento de agua

residual con sus respectivas variables. En el anexo D se muestra un compendio de la

información recopilada para el presente apartado.

1.1.3.1 Aspecto técnico

En el aspecto técnico se definen características y especificaciones, que la empresa debe tener

frente a los requerimientos que esta misma tenga frente a las unidades que se recomiendan

por parte de la herramienta. Para este aspecto se tendrán en cuenta diferentes elementos tales

como cuál(es) etapas del proceso de curtición lleva a cabo la empresa, si esta tiene una

restricción de área frente a una futura implementación de las unidades recomendadas, si la

empresa contempla realizar una incorporación de subproductos del tratamiento y la eficiencia

de remoción a llegar con las unidades recomendadas. De esta forma se busca responder

preguntas tales como que requiere la planta, como se podría hacer y dónde (De la espriella.

M, 2017). En la figura 7 se muestran las variables criterio a tener en cuenta en el aspecto

técnico y posteriormente se presenta una descripción en detalle de los elementos

mencionados.

41

Figura 7. Variables criterio correspondientes al aspecto técnico.

Fuente. Autores.

A. Etapa del proceso

Así como Muga y Mihelcic (2008), Molinos et al (2015) y Garrido-Baserba et al (2016)

realizaron la construcción de un criterio teniendo en cuenta la población a atender en el

tratamiento de agua residual doméstica como fuente de información para la definición de los

contaminantes a tratar; esta variable tiene en cuenta los procesos que realiza cada empresa de

manera individual. Esto corresponde principalmente para el empresario a la definición de los

contaminantes a tratar derivados de las actividades del proceso que implemente, ya que como

se mencionó en el presente capítulo, las etapas de curtición generan diferentes contaminantes;

siendo este el punto de partida respecto a los requerimientos posteriores del sistema.

B. Disponibilidad de área

El criterio de área puede ser visto como un requerimiento de la misma por cada unidad o por

el tren de tratamiento, como lo postulan Hellström y Kärrman (2000), Zeng et al (2007),

Rodríguez et al (2015), entre otros; o como lo postuló Garrido-Baserba et al (2016), una

restricción de espacio frente a las necesidades particulares de la población atendida. Por lo

tanto, esta variable tiene en cuenta el espacio disponible en la empresa de curtido para contar

con un tratamiento de agua residual, el cual puede variar de acuerdo a las especificaciones

particulares como la carga contaminante de cada empresa y el caudal que esta maneje. Es por

esto que para este proyecto se manejan condiciones homogéneas para los escenarios.

La disponibilidad de área respecto a las unidades de tratamiento tiene en cuenta la huella que

ocupa la unidad de tratamiento, es decir, es necesario comprender que el sistema de

42

tratamiento en su totalidad, implica la ubicación de las unidades de tratamiento como huella y

las áreas adicionales para el tránsito del personal de mantenimiento o tuberías entre unidades.

Adicionalmente la disponibilidad de área como variable criterio condiciona a la herramienta a

seleccionar las unidades de tratamiento que por concepto de diseño en comparación con sus

pares en la remoción del contaminante en específico; por lo cual las unidades propuestas

tanto para tratamiento preliminar, primario, secundario y terciario corresponden en sí a las

que manejan el requerimiento especificado en la selección.

Lo anterior corresponde a que en la formulación de sistemas de tratamiento de forma

independiente el área total proporcionada por el cliente puede implicar para el ingeniero la

formulación de un sistema de tratamiento que incluya unidades consideradas como área baja,

media o alta en concepto pero que utilizando los parámetros de diseño implique la

compensación del espacio y la variabilidad de las unidades.

C. Reutilización de subproductos

En el tratamiento de agua residual es conocido que se puede realizar una recuperación de

diferentes insumos o productos resultado del proceso de tratamiento. Para la industria de

curtiembres existen diferentes formas de recuperar insumos como el cromo mediante

precipitación química (Esmaeili A, Mesdaghi A. 2005). Autores como Molinos et al (2015),

mencionan la importancia de analizar los tratamientos como un potencial de recuperación de

productos; siendo estos agua, energía e insumos químicos. Es por ello que esta variable

comprende para el empresario el interés por la reincorporación de subproductos o residuos

derivados del sistema de tratamiento con la capacidad de ser utilizados en la cadena

productiva. Este escenario puede aplicarse especialmente para agentes precipitantes como el

cromo en el tratamiento primario en la precipitación del mismo.

Cabe resaltar que a pesar de que esta variable puede seleccionar las unidades que permiten

una reutilización de productos, es responsabilidad de cada empresa asesorarse con un

ingeniero ambiental y sanitario sobre la manera adecuada de hacer recuperación de los

mismos teniendo en cuenta la variabilidad en la pureza del subproducto obtenido durante el

tratamiento de agua residual.

43

D. Parámetros de remoción

Esta variable es de suma importancia teniendo en cuenta que los valores de eficiencia de la

unidad de tratamiento para la remoción de los contaminantes representarán el cumplimiento

de la norma al formular el sistema de tratamiento en su totalidad. El porcentaje de remoción

de una unidad se considera como la capacidad que tiene cada unidad de remover una cantidad

específica del contaminante. Habitualmente se toman cuatro parámetros de remoción base por

unidad teniendo en cuenta la normatividad vigente. Dichos parámetros son: Demanda

biológica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO), sólidos suspendidos

totales (SST) y aceites y grasas (A&G), no obstante, teniendo en cuenta los procesos que

manejan las industrias de curtiembres es necesario incluir parámetros adicionales que

representan una fuente de contaminación para los cuerpos de agua como son cloruros, cromo,

fenoles y sulfuros.

1.1.3.2 Aspecto operativo.

En el aspecto operativo se definen los requerimientos derivados de los efectos e

implicaciones que la empresa debe tener desde la puesta en marcha de las unidades de

tratamiento de agua residual y el funcionamiento continuo de la misma. Para este aspecto se

tendrán en cuenta diferentes elementos tales como la continuidad de la descarga al

alcantarillado de agua residual, la disponibilidad por parte de la empresa frente a la

manipulación de sustancias peligrosas y el requerimiento de operarios para la operación de

las unidades de tratamiento de agua residual. En la figura 9 se muestran las variables criterio

a tener en cuenta en el aspecto económico y posteriormente se presenta una descripción en

detalle de los elementos mencionados.

44

Figura 8. Variables criterio correspondientes al aspecto económico.

Fuente. Autores.

A. Flujo de agua residual

Para el funcionamiento del tratamiento de agua residual se requiere de un flujo de agua el

cual se puede dar de manera cualitativa como continuo o por batches, y de manera

cuantitativa como caudal. De acuerdo a Garrido-Baserba et al (2016), el caudal es un

elemento que se debe tener en cuenta para las herramientas de selección de tratamiento de

agua residual. Sin embargo para este caso debido a que los niveles de caudal para las

empresas en el sector San Benito varían de acuerdo a la dimensión de cada empresa, se

vincula esta variable de forma cualitativa.

Teniendo en cuenta lo anterior, esta variable está asociada a la operación de la empresa y su

generación de agua entendiendo si el flujo de agua residual es constante o por intervalos de

tiempos, es decir, por batches. Teniendo en cuenta que más de la mitad de las empresas 68

analizadas realizan la descarga dentro de un periodo máximo de 2 horas al día (53%) , por

otra parte alrededor de 15 empresas (22%) no cuentan con información reportada en el

concepto técnico mencionado en el desarrollo del presente capítulo; esta variable se tiene en

cuenta con el fin de no generar sesgos en el funcionamiento de la herramienta de selección.

Además el 43% de las empresas analizadas en este reporte, realizan una descarga de maximo

10 dias al mes y alrededor de 7 empresas realizan descargas al alcantarillado entre 21 y 30

días al mes. Por lo tanto, este elemento tendrá efectos principalmente en la instalación de una

unidad que permita un flujo de agua constante para las unidades de tratamiento,

45

principalmente en el tratamiento biológico por los requerimientos particulares que tiene este

tipo de tratamiento.

B. Nivel de peligrosidad de insumos químicos

En la construcción de herramientas de selección de tratamiento de agua residual, también se

tiene en cuenta la complejidad de la operación (Gao et al., 2015) y el uso de químicos en el

mismo (Hellström & Kärrman, 2000). Es por esto que para este variable criterio se hace una

unión de estos dos aspectos mencionados, reconociendo que debido a la naturaleza del agua

producida por el sector de curtiembres se hace necesario un tratamiento mediante el uso de

insumos químicos que pueden ser peligrosos en cuanto a su manejo y disposición.

De manera detallada esta variable tiene en cuenta la disposición que la empresa tiene en

cuanto al manejo de la peligrosidad de los productos químicos a utilizar en el tratamiento

primario, secundario o terciario. Este aspecto resulta de vital importancia teniendo en cuenta

el personal y la seguridad no solo del operador de la planta, si no de los trabajadores del

sector que se encuentren en zonas aledañas, entendiendo lo anteriormente mencionado como

parte de la complejidad de la operación según Gao et al (2015). Adicionalmente este

parámetro representa una posible adquisición de los elementos de protección personal a ser

requeridos por el personal operador de la planta. Generalmente la utilización de químicos es

frecuente en las tratamiento de carácter primario o físico-químico con la utilización de

coagulantes, floculantes, reguladores de pH y alcalinizantes. Es importante aclarar que los

químicos anteriormente mencionados presentan una gran variedad en el mercado por lo cual

la selección del químico apropiado estará sujeto (junto a varios aspectos) a la realización de

un test de jarras del agua específicamente a tratar.

C. Requerimiento de operarios

La mayoría de autores citados en este capítulo resaltan la importancia de tener en cuenta el

personal que se debe requerir para el funcionamiento del tratamiento de agua residual. Por

ejemplo se puede considerar, si se necesita personal profesional (Kalbar et al., 2016) o

técnico para la operación y mantenimiento (Gao et al., 2015), incluso Ellis y Tang (1994)

incluyeron el tener en cuenta si se requiere de una capacitación para el personal requerido; en

caso de serlo. Es por ello que para el presente caso esta variable tiene en cuenta la disposición

46

que la empresa tiene frente a la posible contratación de empleados que se encarguen del

funcionamiento y operación de la planta de tratamiento de agua residual. Las unidades de

tratamiento de agua residual pueden operar de manera independiente debido a su baja

complejidad en el funcionamiento, pero también pueden depender de un agente externo que

realice modificaciones o revisiones constantes del funcionamiento de la unidad; este puede

ser un operario de planta o también de un mecanismo de automatización de las unidades de

tratamiento. Es por esto, que esta variable puede representar para la empresa un aumento en

el costo de operación y/o de inversión de la misma. En caso de requerir un operario, la

empresa debe asesorarse con un ingeniero ambiental y sanitario sobre el perfil de la persona a

contratar para tal función.

1.1.3.3 Aspecto económico

En este caso particular, para el aspecto económico se definen los requerimientos financieros,

que la empresa debe tener frente a los costos que impliquen la adopción de las unidades de

tratamiento recomendadas por parte de la herramienta. Para este aspecto se tendrán en cuenta

diferentes elementos tales como los costos de operación y de consumo de energía de las

unidades, el costo derivado por un manejo de los lodos y olores ofensivos producidos en el

tratamiento de agua residual. A partir de estas variables se presenta un margen sobre el

carácter monetario de la empresa y con ello al momento de realizar una implementación la

evaluación de la rentabilidad del proyecto o la planta de tratamiento (De la espriella. M,

2015). En la figura 8 se muestran las variables criterio a tener en cuenta en el aspecto

económico y posteriormente se presenta una descripción en detalle de los elementos

mencionados.

47

Figura 9. Variables criterio correspondientes al aspecto económico.

Fuente. Autores.

A. Costo de operación por insumos químicos

Esta variable representa una estimación de la disponibilidad a pagar por parte de la empresa

frente a la operación de las unidades de tratamiento recomendadas después de la puesta en

marcha de las unidades en términos de uso de químicos de tratamientos de contaminantes,

requerimiento de nutrientes y procesos previos para la estabilización y funcionamiento de

sistemas primarios, secundarios y terciarios (Rodríguez et al. 2015).

Cabe resaltar que estos costos se contemplan inicialmente de manera teórica para la

tecnología que lo requiera y es responsabilidad de la empresa calcular estos costos mediante

el asesoramiento de un ingeniero ambiental y sanitario contratado por la misma, partiendo del

concepto que el sistema de tratamiento como unión de unidades de tratamiento en término de

eficiencias de remoción puede condicionar el uso o no de ciertos químicos que cumplen la

misma función como agentes de coagulación, floculación, reguladores de pH, alcalinizantes,

nutrientes, etc.

B. Costo de operación por manejo de lodos.

El tratamiento de agua residual implica no solamente el funcionamiento del tren de

tratamiento, sino el manejo adecuado de los productos que se derivan de este tratamiento,

tales como los lodos. En los estudios de herramientas de selección de tratamientos de agua

residual se han diseñado diferentes criterios frente a los lodos; Bakema et al (2002) y

48

Molinos et al (2015) usaron este criterio de selección como la cantidad de lodos producidos

(kg/m3 agua tratada). Sin embargo, de acuerdo a Rodríguez et al (2015) este criterio se puede

adoptar frente a si se requiere de un tratamiento de subproductos como el biogás y los lodos.

La variable generación de lodos respecto a la unidad de tratamiento corresponde al residuo

sólido resultado del tratamiento de agua residual principalmente en el tratamiento primario y

secundario; teniendo en cuenta el proceso utilizado se pueden generar dos tipos de lodo. El

primero corresponde al lodo físico-químico proveniente de las unidades de tratamiento de

carácter preliminar y primario, este lodo generalmente es dispuesto como un residuo

peligroso por cada kilogramo de lodo producido por su carácter nocivo para la salud.

Generalmente el lodo extraído de tratamientos de aguas residuales industriales varía su

contenido de sólido entre un 0.25% y un 12% del peso total (Spena Group, 2010).

El segundo tipo de lodo proviene del tratamiento secundario o biológico, este lodo si bien se

puede disponer de igual manera también como un residuo peligroso, habitualmente por su

característica biológica o microbiana puede ser utilizado en labores alternas siempre y cuando

se realice una caracterización fisicoquímica del lodo residual partiendo de lo dispuesto por el

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM en la Resolución

0062 del año 2007 para el caso de Colombia. Partiendo de lo anterior la variable generación

de lodos representa para el usuario de la herramienta una idea frente a la necesidad de darle

manejo a dicho lodo residual producido durante el tratamiento, lo cual genera un costo en la

operación de la tecnología.

C. Costo de operación por consumo energético

En la construcción de herramientas de selección de tratamiento de agua residual, el criterio de

energía puede ser visto de dos manera diferentes. Una de ellas como lo muestra Ellis y Tang

(1994) y Bakema et al (2002) es la fuente de energía que se requiere para el funcionamiento

del tratamiento. Por otra parte, diferentes autores como Hellström y Kärrman (2000), Muga y

Mihelcic (2008) y Plakas et al (2016) plantean el uso de este criterio como el consumo

energético que tiene el tratamiento; si el tratamiento requiere de este consumo o si puede

operar simplemente por gravedad.

49

Para este caso, esta variable representa una estimación del requerimiento energético de la

unidad de forma básica asociado a los equipos como bombas, sopladores, agitadores, etc; los

cuales se tienen en cuenta principalmente para las unidades que requieren de inyección

mecánica de químicos y/o de aire; es decir, manejando el concepto propuesto por Hellström y

Kärrman (2000), Muga y Mihelcic (2008) y Plakas et al (2016) .

D. Costo por operación por manejo de olores ofensivos y gases de efecto

invernadero

Las unidades de tratamiento de aguas residuales en un momento u otro pueden generar olores

como subproductos del proceso del mismo tratamiento. La presencia de olor en cualquier

instalación de tratamiento de aguas residuales es típicamente un problema que generalmente

evoca la intervención pública y en ocasiones, la participación de agencias reguladoras. Muga

y Mihelcic (2008) en el desarrollo de su modelo de selección de tratamientos de agua

residuales, introdujeron este aspecto debido a las implicaciones que podría traer este

subproducto al entorno en el cual se desarrolle el tratamiento; así mismo lo hicieron

Rodríguez et al (2015), Ilangkumaran et al (2013), entre otros. Por lo tanto, para este caso

esta variable está asociada a la disposición por parte de la empresa de contar y manejar los

olores ofensivos derivados del tratamiento de agua residual.

Este aspecto es de vital importancia teniendo en cuenta que la presencia de olores ofensivos

puede condicionar las condiciones de percepción del ambiente tanto para los trabajadores de

las curtiembres como para los operadores de la planta de tratamiento de agua residual. Este

elemento tendrá una implicación directa en el tratamiento de agua residual de tipo aerobio o

de tipo anaerobio con una predominancia de generación de olores ofensivos por los procesos

que se llevan a cabo con la ausencia de oxígeno; para esta variable criterio también se tiene

en cuenta la producción de metano en los procesos anaerobios.

50

1.2 Identificación de tecnologías de tratamiento aplicables al sector de curtiembres

La selección de unidades de tratamiento partiendo de los aspectos mencionados, implica una

revisión bibliográfica de unidades tanto aplicadas en el sector de curtiembres como unidades

con remoción de contaminantes específicos generados en el proceso productivo. La

información consolidada de las tecnologías de tratamiento aplicables en el sector se encuentra

en el anexo E como soporte técnico de la información a incluir posteriormente en las bases de

datos que alimentarán la herramienta tecnológica de selección de unidades de tratamiento de

agua residual; esta información será posteriormente cualificada bajo diferentes rangos con el

fin de alimentar la información consolidada en la herramienta de selección de unidades.

Teniendo en cuenta lo anterior, se ha realizado una búsqueda de información disponible de

acuerdo al tratamiento de agua residual tanto en el sector productivo de curtiembres, como en

la remoción de contaminantes específicos, bajo un marco internacional de acuerdo a la

disponibilidad y vigencia de la información; en donde se busca abarcar diferentes aspectos de

interés para el desarrollo de este proyecto. A continuación, se presenta el contenido de la

matriz generada en dicho anexo especificando qué información contiene cada uno de los

campos. Cabe resaltar que la información dispuesta en el anexo mencionado deberá ser

observada y analizada posteriormente.

Título del documento

Teniendo en cuenta que el soporte técnico de las unidades de tratamiento corresponde a

estudios previamente realizados, este campo corresponde al nombre o título específico que

lleva la fuente de información obtenida de las bases de datos proporcionadas por la

Universidad de la Salle. Estos documentos comprenden artículos científicos, tesis de

pregrado, tesis de posgrado, libros técnicos, entre otros; de los cuales se pueden encontrar

información en idiomas tales como inglés, español y portugués.

51

Lugar de publicación o aplicación

Corresponde al lugar o país donde el artículo, tesis o libro fue publicado o aplicado como

parte de la metodología; tanto para la obtención del agua residual a tratar como para la

tecnología implementada. Este campo presenta un carácter relevante teniendo en cuenta que

el objetivo de la herramienta es abordar tanto tecnologías aplicadas en Colombia como en

otros países con una visión de expansión a tecnologías de tratamiento avanzadas.

Año de publicación

Corresponde al año o tiempo en el que el artículo, tesis o libro fue publicado en las diferentes

bases de datos disponibles para acceso público. Este aspecto presenta la característica de

proporcionar la información de forma actualizada comprendiendo que la evolución de

tecnologías y sistemas de tratamiento es constante por lo cual resulta vital consultar fuentes

de información actualizadas que contengan las alternativas de tratamiento más sofisticadas.

Tipo de tratamiento

Corresponde al tipo de tecnología identificada durante el estudio o documento consultado,

teniendo en cuenta las diferentes divisiones que tiene el tratamiento de agua residual. En este

campo las opciones de llenado corresponden a tipo preliminar, primario para tratamientos

físicoquímicos, secundario para tratamientos biológicos o terciarios para tratamientos de

pulimiento u oxidaciones avanzadas.

Apuntes de sistemas de tratamiento

Este campo presenta una síntesis de la información contenida en el documento haciendo

énfasis en el tipo de tecnología a tratar, la metodología empleada y los detalles del

tratamiento discriminados en campos posteriores que resultan de interés para la

implementación de la tecnología.

Tecnología

Este campo presenta el nombre de la tecnología empleada en el documento como objeto de

estudio. Este campo está ligado al tipo de tecnología aclarando así en tipo de proceso que

emplea la tecnología para la remoción de los contaminantes específicos. Adicionalmente este

campo proporciona la discriminación de información por parámetro a remover teniendo en

cuenta que en el mercado diversas tecnologías pueden remover el mismo contaminante pero

de maneras distintas.

52

Parámetros que remueve

Este apartado representa un aspecto de alta relevancia teniendo en cuenta que la función que

cumplen las unidades de tratamiento es la remoción de contaminantes, acción que resulta de

interés para el cumplimiento normativo, es por ello que en este campo se diligencia el

contaminante o parámetros que la unidad trata específicamente dispuestos en el artículo, libro

o tesis; siendo el eje para la formulación de sistemas de tratamiento completos teniendo en

cuenta la necesidad de remover ciertos contaminante por proceso productivo.

Teniendo en cuenta que las variables planteadas en el apartado 1.1.3 responderán a las

necesidades particulares de las empresas de curtición, algunas de ellas se pueden abarcar

inicialmente desde la información dispuesta en los artículos, libros y tesis. Es por eso que a

continuación se tienen en cuenta tres variables correspondientes al aspecto técnico y una para

el aspecto operativo. Adicionalmente las tres variables expuestas presentan un carácter

relevante para el formulador del sistema de tratamiento siendo así la base o punto de partida

para la elección de unidades de tratamiento de agua residual. No obstante, las variables que

se trabajan en este apartado se analizan en el capítulo 2 del presente documento, incluyendo

las nueve variables que no se tienen en cuenta para este capítulo por efectos de análisis y

disponibilidad de la información. A continuación, se mencionan las tres variables tenidas en

cuenta para este apartado.

Aspecto técnico

Porcentaje de eficiencia o rango

Este apartado representa una relación directa con el apartado de tecnología y parámetros que

remueve siendo el porcentaje de eficiencia el valor numérico de remoción del contaminante

para el cual la unidad de tratamiento fue diseñada en cada investigación. Este aspecto

contribuye al balance de cargas utilizado durante los procesos de formulación de

herramientas de tratamiento, balance que representa el fundamento para el cumplimiento

normativo al final de todo el sistema de tratamiento de agua residual.

53

Etapa del proceso

Partiendo del contaminante a remover y teniendo en cuenta la generación de contaminantes

empleadas en el apartado anterior, este campo representa el tipo de agua residual en la cual se

puede aplicar la tecnología teniendo en cuenta las cuatro etapas del proceso base del sector de

curtiembre. Este campo se diligencia con la información explícita proporcionada por el

artículo, libro o tesis; en caso de carecer de la etapa del proceso se determina teniendo en

cuenta el contaminante a remover.

Aspecto operativo

Criterios de control

Este campo está ligado a todos los aspectos operacionales previos que requiere la unidad de

tratamiento para su correcto funcionamiento, estos aspectos pueden ser regulación de pH,

condiciones de aireación, concentraciones, entre otros. A partir de lo anterior es posible

establecer que esta columna representa en términos técnicos la determinación de las

condiciones óptimas del agua para su tratamiento en la unidad establecida durante el estudio

consultado.

Fuente o código del documento

En este apartado se diligencia la dirección o fuente donde fue consultado el artículo de

investigación donde se obtuvo toda la información diligenciada en las columnas previas.

Representa el cierre de la matriz teniendo en cuenta que el objetivo es presentar un soporte

técnico de la información que posteriormente se incluirá en la herramienta tecnológica

soportada por estudios e información previamente avalada. Cabe resaltar que la

disponibilidad de acceso a esta información está sujeta a la afiliación de los usuarios a las

bases de datos consultadas.

54

1.3 Análisis y selección de tecnologías

1.3.1 Análisis de recopilación de la información

Una vez identificadas las tecnologías, es de vital importancia realizar un análisis a los

diferentes campos diligenciados y recopilados en el anexo E con el fin de tener en cuenta los

aspectos más relevantes frente a la información obtenida la cual será un insumo principal para

el desarrollo de la herramienta tecnológica, como se muestra a continuación.

Del tipo de fuentes consultadas

De acuerdo con la información dispuesta en el anexo E, se tuvo en cuenta alrededor de 54

documentos con diferentes grados de accesibilidad los cuales se comprenden principalmente

en documentos relacionados a tesis de pregrado y/o posgrado, libros teóricos y artículos

científicos publicados en revistas reconocidas en el medio de la ingeniería a nivel

internacional.

El 78% (42) de los documentos consultados corresponde a artículos científicos publicados en

diferentes revistas de ingeniería y en bases de datos de áreas afines al tratamiento de agua

residual. Para el presente proyecto se optó por realizar una revisión principalmente de este

tipo de documentos ya que estos documentos se enfocan en realizar una evaluación a la

eficiencia de remoción de diferentes parámetros para un tipo de tecnología en específico y

aplicada en el sector de curtiembres.

Estos documentos tienen diferentes variaciones en cuanto a metodología, parámetros de

remoción y ejecución del proyecto. La metodología en los documentos puede variar debido a

la adaptación de las tecnologías analizadas en cada documento; así mismo puede ocurrir con

los parámetros de remoción analizados ya que cada estudio se enfoca en algún(os)

parámetro(s) en específico. Finalmente, en la ejecución del proyecto puesto que puede darse

para una empresa en específico el análisis del agua residual o las aguas se pudieron adaptar a

concentraciones típicas de este tipo de industria.

55

Teniendo en cuenta que además de los artículos científicos que se tomaron en cuenta

representan la mayoría de documentos analizados, el 17% (9) de los documentos consultados

corresponde a trabajos de tesis desarrollados principalmente a nivel de maestría y doctorado

en áreas afines al tratamiento de agua residual tales como ingeniería química, ambiental y

civil; estos trabajos se caracterizan principalmente por realizar un análisis y diseño de

diferentes trenes de tratamiento para una industria del caso de estudio analizando las

eficiencias de los trenes de tratamiento y no de las tecnologías de forma particular.

Estos documentos tienen un enfoque el cual permite conocer de manera general la lógica

actual que se tiene en cuenta para el tratamiento de agua residual del sector de curtiembres;

pero generan una diferencia en cuanto a la forma de reportar las eficiencias de remoción

obtenidas en los estudios ya que no se realiza de forma puntual como si lo hacen los artículos

científicos lo cual genera de manera indirecta un análisis más específico.

Además, el 5% (3) de los documentos consultados corresponde a libros en donde se consigna

información teórica y relevante a tener en cuenta frente al tratamiento de agua residual y

reúso de la misma de forma genérica; es decir, en estos documentos no se realiza un enfoque

en el sector de productivo de las curtiembres. Es por esto que a pesar de tener una relevancia

alta en cuanto a la teoría consignada en estos textos, el porcentaje de bibliografía consultada

perteneciente a esta división es muy bajo comparado a las otras divisiones.

Estos textos fueron consultados principalmente con el fin de tener en cuenta tecnologías de

tratamiento aplicables al sector de curtiembres y que no fueron contempladas o analizadas en

los otros tipos de fuentes consultadas; principalmente para las tecnologías pertenecientes al

tipo de tratamiento preliminar y primario, las cuales permiten principalmente realizar una

remoción de sólidos de tamaños considerables, grasas y aceites.

56

De los países consultados

Con la búsqueda de la variedad y la sofisticación en tecnologías utilizadas, el anexo E ofrece

información empleada en cuatro de los cinco continentes. El continente en donde más se

concentró la información analizada es América con 24 fuentes de información donde

destacan particularmente los países de Brasil, Colombia y Venezuela partiendo del objetivo

de implementar tanto unidades de tratamiento nacionales como internacionales; aplicables

bajo un entorno similar en cuanto a prácticas de producción, disponibilidad de tecnologías y

acceso a la información.

Posteriormente en el orden de información documental analizada se encuentra el continente

de Asia con 15 fuentes de información donde se destaca el país de India con la

implementación de tecnologías de carácter principalmente terciario u oxidación avanzada

para tratamiento de agua residual del sector de curtiembre; lo cual permite analizar un tipo de

tecnologías que no se tienen en cuenta en el continente americano y que se desarrollan de

manera actual y eficiente. En tercer lugar, la concentración en el continente de Europa consta

de 11 fuentes de información, destacando el país de Italia con su alta participación en la

creación de prendas de vestir como uno de los países pioneros de la moda; con tecnologías de

tratamiento terciario predominando la inclusión de membranas para el tratamiento de sus

efluentes.

También se tiene en cuenta información proveniente del continente de África, el cual

proporcionó 4 diferentes fuentes de información con un tratamiento de efluentes basado en

tecnologías de carácter primario y secundario principalmente. La variabilidad en cuanto a

continentes y países consultados es de relevancia ya que permite realizar un revisión de

tecnologías implementadas bajo diferentes marcos de desarrollo, sociales, educativos y

productivos lo cual muestra de manera directa las diferentes maneras adecuadas de tratar los

efluentes contaminados del sector de curtiembres.

57

De la vigencia documental

Es de conocimiento que los documentos pierden valor de credibilidad a medida que pasa el

tiempo ya que la aplicabilidad de las tecnologías puede variar debido a los avances

tecnológicos y creación de diferentes alternativas de aplicación. Es por esto que para tener un

análisis de la información actualizada, se optó por realizar una revisión de información no

mayor a 20 años previos al inicio de la ejecución del presente proyecto; por lo tanto se realizó

una identificación de tecnologías aplicables desde el año 2000 al 202; de las fuentes de

información consultadas se resalta la presencia de 26 artículos, comprendiendo así una

vigencia de la información recolectada de los últimos 10 años aproximadamente del 85%,

logrando una aplicabilidad y credibilidad alta de la información implementada actualmente

para el tratamiento de agua residual del sector de curtiembres y con vista hacia el uso de

tecnologías innovadoras a incluir en la herramienta de selección.

De los tipos de tratamiento

Como se ha mencionado en el marco teórico, existe una división en cuanto al tratamiento de

agua residual generalmente, en donde en cada una de estas divisiones se realiza la remoción

de diferentes sustancias específicas. Para el tratamiento preliminar se encontró la menor

cantidad de documentos (4), esto se dio principalmente porque las publicaciones que

implementan diversas tecnologías realizaban un tratamiento de remoción de sólidos

inicialmente antes de llevar las muestras a laboratorio o lugar de experimentación de cada

tecnología o en el caso de los diseños de trenes de tratamiento no se realizaba una mención

frente a tecnologías de tratamiento preliminar en el agua residual.

Para el tratamiento primario se encontró la mayor cantidad de documentos (36) en donde

existe una variabilidad alta en cuanto tecnologías debido a los químicos e insumos utilizados

para la remoción de contaminantes no biodegradables; además se resalta la alta cantidad de

documentos correspondientes a este tipo de contaminantes ya que en el tratamiento

preliminar y secundario no es frecuente la remoción de los contaminantes fenólicos,

metálicos y químicos derivados de las actividades de los procesos abarcados en este proyecto.

Posteriormente para el tratamiento biológico se cuenta con 16 documentos que mencionan

este tipo de tratamiento bajo diferentes tipos de tecnologías en donde se remueven los

contaminantes convencionales a tratar en el agua residual y que pueden ser biodegradados o

reutilizados en este tipo de tratamiento.

58

Finalmente se encuentra en el tratamiento terciario una cantidad de documentos relevante

(26) y esto se debe principalmente a las tecnologías actuales que se han implementado en el

tratamiento de agua residual ya que son tecnologías alternativas y eficientes con respecto a

los tratamientos convencionales frente a la remoción de distintos contaminantes que se

pueden eliminar en el tratamiento primario y secundario. De lo anterior es importante resaltar

que los tratamientos que implican el uso de químicos como ayudante a la reducción de

concentraciones de contaminantes predominan frente a la información consultada, y esto debe

principalmente a la naturaleza de las aguas residuales ya que no pueden tratarse de manera

convencional por los componentes que tiene esta misma.

De las tecnologías de tratamiento

A partir de la matriz de información respecto a tipo de tecnología empleada para la remoción

de contaminantes predomina la utilización de procesos primarios como coagulación,

floculación y precipitación partiendo de la investigación de fuentes principalmente

sudamericanas donde el tratamiento de agua residual aún se mantiene en procedimientos

físico químicos obteniendo 27 tecnologías de precipitación química, con la diferencia en los

productos químicos utilizados, las condiciones de pH y los valores de porcentaje de remoción

para contaminantes específicos como sulfuro cromo y fenoles.

Adicionalmente se ve la incorporación de procesos adicionales para potenciar la precipitación

química como la electrocoagulación y la filtración posterior. Por otra parte, en países de

Europa y Asia destaca la incorporación de sistemas de tratamiento de carácter terciario,

teniendo como principal referente la tecnología de fenton, un proceso de oxidación avanzada

que se caracteriza por sus porcentajes de remoción elevados, pero con un requerimiento de

agentes químicos elevado para la realización del proceso.

El tratamiento biológico o secundario se maneja en menor medida, aunque actualmente

resulta será la mejor alternativa para tratamiento de agua industrial en relación costo-

beneficio, esto se debe a que requiere flujo de caudal constantes para su correcto

funcionamiento y la industria de curtiembres se caracteriza por manejar la producción de

agua residual de forma intermitente o por batches.

59

No obstante en la búsqueda bibliográfica se obtuvieron 15 unidades de tratamiento empleadas

de carácter biológico destacándose el uso de UASB como tratamiento anaerobio

característico para la remoción de cargas contaminantes elevadas y los reactores de

membranas aerobios que gracias a la combinación de los crecimiento tanto de carácter

suspendido como anclado permite la concentración de microorganismos más elevada

favoreciendo los procesos de remoción de carga contaminante y aspectos de diseño como el

área.

De los parámetros de remoción

Teniendo en cuenta las tecnologías de tratamiento identificadas es importante realizar un

énfasis en los parámetros de remoción más relevantes que se pudieron obtener debido a la

revisión documental mencionada. La remoción de la DQO en las tecnologías fue el parámetro

que fue más abarcado; lo cual teniendo en cuenta el anexo A, es lógico ya que esta sustancia

de interés se produce tanto en la etapa de ribera como en la etapa de curtido.

Con respecto a la etapa de ribera se encuentra un parámetro relevante a tener en cuenta y son

los compuestos derivados del azufre, el cual es un insumo principal en cuanto a la reducción

de vellos o pelos que contiene la piel; de acuerdo a ello se encontró una cantidad de 15

documentos que mencionan una reducción en los sulfuros y 11 documentos que lo hacen para

el parámetro de sulfatos. Además 28 documentos evidenciaron una reducción de sólidos

suspendidos, derivados principalmente de la limpieza de las pieles como se mencionó.

Con respecto a la etapa de curtido y acabados una sustancia de interés sanitario que se pudo

identificar fue el cromo derivado de los procesos de curtido no vegetales, en donde alrededor

de 30 documentos mencionaron haber realizado una reducción de esta sustancia en las

experimentaciones elaboradas. Otro parámetro que se encuentra vinculado a este aspecto es el

color aparente ya que las actividades que involucran el curtido, teñido u otras que impliquen

un cambio del color en las pieles, aumentan los niveles de color en el agua residual; 17

documentos registraron una reducción en niveles de color aparente.

60

Finalmente, en el anexo F se puede encontrar todos los parámetros de remoción que se

tuvieron en cuenta para las tecnologías consultadas, en donde a parte de los parámetros

mencionados se destaca el trabajo realizado para la remoción de nitrógeno total, fenoles,

DBO y nitrógeno amoniacal.

De las etapas del proceso

Uno de los aspectos técnicos de acuerdo a las variables criterio que se tuvo en cuenta en la

inclusión de este apartado fue la etapa del proceso de curtición. Para esta clasificación se tuvo

en cuenta la etapa de manera puntual y no de la actividad; es decir, si en el documento

consultado se realizaba un enfoque en una actividad en específico como el encalado, se tuvo

en cuenta a la etapa a la cual pertenece (Ribera) mas no como actividad en particular. Estas

actividades se clasificaron en la etapa correspondiente de acuerdo a la información dispuesta

en el marco teórico del numeral 1.

Así mismo si el documento no mencionaba la etapa a la cual pertenecía el estudio, se realizó

una clasificación de la etapa de acuerdo a los parámetros de remoción de los contaminantes

derivados en cada etapa del proceso, como se puede ver en el anexo A; esto principalmente

para los contaminantes específicos como lo son cromo, sulfuros, fenoles, cloruros, entre otros

particulares ya que se pueden derivar de una etapa en específico.

De acuerdo a lo mencionado la etapa bajo la cual se encontró mayor cantidad en cuanto a

información fue para la etapa ribera, la cual tuvo se tuvo en cuenta para 51 tecnologías

aplicables consultadas; sin embargo, la etapa de curtido también concentra una cantidad

considerable de tecnologías identificadas con 45. Estas cantidades mencionadas se convierten

en datos lógicos debido a que en estas etapas se generan la mayor cantidad de sustancias de

interés sanitario bajo el marco normativo colombiano e internacional.

Finalmente, para la etapa de acabados se encontró la menor cantidad de tecnologías en cuanto

a aplicabilidad con 36 tecnologías; esto se puede deber principalmente a que estas actividades

son menos frecuentes ya que se encargan de realizar un pulimiento al wet-blue mas no la

creación de las características fisicoquímicas que se encuentran en el wet-blue.

61

1.3.2 Tecnologías a incorporar en la herramienta

De acuerdo a la consolidación de la información mencionada, al análisis de las curtiembres

de San Benito que presentaron sus caracterizaciones desarrollado por la SDA para el año

2019, las guías de producción más limpia desarrolladas para el sector productivo de

curtiembres en los países de Chile y Uruguay y el documento “Lineamientos técnicos para la

selección de unidades de tratamiento de aguas residuales provenientes de las curtiembres de

San Benito en Bogotá D.C” dispuestos en el anexo G, se realiza una elección de tecnologías a

incorporar en la herramienta de selección teniendo en cuenta además la actualidad del sector

productivo en materia de tratamiento de agua residual y los tratamientos recomendados por

documentos avalados en materia internacional.

Tratamiento preliminar

Para este tipo de tratamiento en el agua residual se tiene una similitud en información

dispuesta en el anexo E y en el anexo G, en donde se tienen tecnologías y operaciones

pertenecientes al cribado y tamizado, desarenado y eliminación de grasas. Cabe resaltar que

la tecnología de cribado que se puede encontrar en el anexo G y la tecnología de rejillas que

se puede encontrar en el anexo E representan la misma tecnología y esta última a su vez, tiene

dos diferentes variaciones de aplicación. Cabe resaltar que las tecnologías u operaciones que

no representan una aplicabilidad en el sector productivo de San Benito por factores tales

como complejidad, vigencia y escenarios de aplicación; se discriminan en la selección de

tecnologías. Es por esto que se tienen en cuenta las siguientes tecnologías, unidades u

operaciones para ser incorporadas a la herramienta de selección inicialmente partiendo de la

información obtenida en el anexo E:

1. Rejillas manuales

2. Trampa de grasas

62

Las unidades a continuación hacen parte de la información contenida en el anexo G

correspondiente a tecnologías de carácter preliminar implementadas en el sector de

curtiembres y como se describió previamente adoptada en las guías de producción más limpia

de Uruguay y chile, la información contenida en el informe hídrico 2020 y el documento

“Lineamientos técnicos para la selección de unidades de tratamiento de aguas residuales

provenientes de las curtiembres de San Benito en Bogotá D.C.” generados por la Secretaría

Distrital de Ambiente.

3. Rejillas autolimpiantes

4. Desarenador

5. Tamiz fino estático

6. Tamiz fino rotatorio

Tratamiento primario

Para este tipo de tratamiento de agua residual se presentó una variabilidad frente a

operaciones a realizar, principalmente las que implican el uso de químicos para la remoción

de sustancias biodegradables y no biodegradables. En el anexo G se destacaban

principalmente las operaciones de coagulación, floculación, sedimentación, precipitación

química y flotación por aire disuelto. Por otra parte, del anexo E se pueden además incluir

alternativas adicionales como la filtración, electrocoagulación, fotocatálisis; entre otras.

Además, es posible destacar que para las tecnologías que implican operaciones de

coagulación, floculación y sedimentación se pueden presentar diferentes tipos de aplicación

de proceso con la variación en sus insumos químicos u aspectos operacionales que permiten

desarrollar estas unidades de manera diferente. Cabe resaltar que las tecnologías que no

representan una aplicabilidad en el sector productivo de San Benito por factores tales como

complejidad, vigencia y escenarios de aplicación; se discriminan para este apartado. Es por

esto que teniendo en cuenta el anexo E y G las siguientes tecnologías, unidades u operaciones

serán incorporadas a la herramienta de selección partiendo de la información obtenida en el

anexo E.

63

1. Sedimentador primario

2. Tanque de igualación aireado

3. Oxidación por aire

4. Oxidación por cloro

5. Oxidación con peróxido de hidrógeno

6. Oxidación electroquímica

7. Electrocoagulación

8. Precipitación química con NaOH

9. Precipitación química con CaO

10. Precipitación química con Ca(OH)2

11. Precipitación química con cloruro férrico

12. Fotocatálisis

13. Carbonización hidrotermal

Las unidades a continuación hacen parte de la información contenida en el anexo G

correspondiente a tecnologías de carácter primario implementadas en el sector de

curtiembres y como se describió previamente adoptada en las guías de producción más limpia

de Uruguay y chile, la información contenida en el informe hídrico 2020 y el documento

“Lineamientos técnicos para la selección de unidades de tratamiento de aguas residuales

provenientes de las curtiembres de San Benito en Bogotá D.C.” generados por la Secretaría

Distrital de Ambiente.

14. Coagulación en tubería

15. Coagulación con mezclador mecánica

16. Floculador de flujo vertical

17. Floculador de flujo horizontal

18. Sedimentador de alta tasa

19. DAF disperso

20. DAF disuelto

21. Oxidación con NaOH

64

Tratamiento secundario

Para este tipo de tratamiento en el agua residual se tiene una similitud de las tecnologías

abarcadas en los anexos E y G, en donde se tienen tecnologías y operaciones pertenecientes al

tratamiento biológico aerobio y anaerobio. Cabe resaltar que las tecnologías que no

representan una aplicabilidad en el sector productivo de San Benito por factores tales como

complejidad, vigencia y escenarios de aplicación; se discriminan para la selección de este

apartado. Es por esto que se tienen en cuenta las siguientes tecnologías y unidades para ser

incorporadas a la herramienta de selección partiendo de la información obtenida en el anexo

E:

1. Sequencing batch reactor (SBR)

2. Sequencing biofilm batch reactor (SBBR)

3. Upflow anaerobic sludge blanket (UASB)

4. Membrane bioreactor (MBR)

5. Lodos activados

Las unidades a continuación hacen parte de la información contenida en el anexo G

correspondiente a tecnologías de carácter secundario implementadas en el sector de

curtiembres y como se describió previamente adoptada en las guías de producción más limpia

de Uruguay y chile, la información contenida en el informe hídrico 2020 y el documento

“Lineamientos técnicos para la selección de unidades de tratamiento de aguas residuales

provenientes de las curtiembres de San Benito en Bogotá D.C.” generados por la Secretaría

Distrital de Ambiente.

6. Filtro percolador

Tratamiento terciario

Para este tipo de tratamiento de agua residual se presentó una variabilidad frente a

tecnologías convencionales aplicadas y las actualmente abarcadas bajo diferentes estudios.

En el anexo G se destacan principalmente las operaciones de filtración y ósmosis inversa para

el tratamiento del agua producida en las curtiembres. Por otra parte, se pueden además incluir

alternativas adicionales que implican un rango de pulimiento mayor mediante el uso de

químicos e incluso electricidad.

65

Cabe resaltar que las tecnologías que no representan una aplicabilidad en el sector productivo

de San Benito por factores tales como complejidad, vigencia y escenarios de aplicación; se

discriminan para la selección de este apartado. Es por esto que teniendo en cuenta el anexo y

los reportes mencionados, las siguientes tecnologías/unidades/operaciones serán incorporadas

a la herramienta de selección. A continuación, podemos observar que teniendo en cuenta el

anexo y los reportes mencionados, las siguientes tecnologías, unidades u operaciones serán

incorporadas a la herramienta de selección partiendo de la información obtenida en el anexo

E:

1. Microfiltración

2. Nanofiltración

3. Ultrafiltración

4. Fenton

5. Ozonización

6. Osmosis inversa

Las unidades a continuación hacen parte de la información contenida en el anexo G

correspondiente a tecnologías de carácter terciario implementadas en el sector de curtiembres

y como se describió previamente adoptada en las guías de producción más limpia de Uruguay

y chile, la información contenida en el informe hídrico 2020 y el documento “Lineamientos

técnicos para la selección de unidades de tratamiento de aguas residuales provenientes de las

curtiembres de San Benito en Bogotá D.C.” generados por la Secretaría Distrital de

Ambiente.

1. Filtro de arena

2. Filtro de carbón activado

Teniendo en cuenta lo anterior, en el anexo H se muestra un listado de las tecnologías a

incorporar en la herramienta de selección para el tratamiento de agua residual en el sector de

curtiembres en la ciudad de Bogotá; basado en la información recopilada en el presente

capítulo. El mecanismo de selección de las tecnologías se realizó mediante la unión de la

información de las tecnologías encontradas en el anexo E y en el anexo G; cabe resaltar que

66

tanto en el anexo E como en el anexo G existen diferentes nombres para las tecnologías de

tratamiento que básicamente son la misma tecnología.

Un ejemplo de ello se puede evidenciar en el anexo E en la tecnología conocida como

biopelícula, la cual en el documento consultado se trabajó bajo el mecanismo de la tecnología

conocida como MBR y SBR. Además, las derivaciones de diferentes tratamientos,

específicamente en el tratamiento terciario en los diferentes tipos de fenton, se realiza una

unión de estas las mismas. A continuación, se mencionan las tecnologías que se adoptaron

para un cambio de nombre de la tecnología con el fin de evitar la inclusión de tecnologías a

tener en cuenta bajo dos nombres diferentes.

Tabla 6. Nombre modificado de tecnologías

Nombre de tecnología Tomado de Nombre a incorporar en la

herramienta

Biodiscos Anexo G MBR

Biopelícula Anexo E SBR, MBR

Peróxido de hidrogeno Anexo E Fenton

Fotofenton Anexo E Fenton

Electofenton Anexo E Fenton

Sono-electrofenton Anexo E Fenton

Foto-electrofenton Anexo E Fenton

Electrodiálisis Anexo E Nanofiltración

Fuente. Autores

Cabe resaltar que las tecnologías capturan de CO2 y zinc, Hierro, Radiación UV y oxidación

supercrítica no se incorporan a la herramienta, debido a la poca aplicabilidad y

requerimientos que tiene cada una de estas tecnologías.

En el anexo H se puede evidenciar la fuente de información de donde se eligió cada

tecnología en los tipos de tratamiento de agua residual. Dicho anexo servirá como el insumo

principal para el desarrollo de la herramienta tecnológica de la cual se hablará en el capítulo

2.

67

CAPÍTULO 2. DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE LA HERRAMIENTA DE

SELECCIÓN

En este capítulo se realiza una presentación de los principales componentes que constituyen

la herramienta de selección de tecnologías de tratamiento de agua residual para el sector de

curtiembres utilizando como insumo inicial el anexo H mencionado en el capítulo 1.

Teniendo en cuenta lo anterior, para el desarrollo del presente capítulo se hace una división

del contenido, donde en la primera parte se realiza el desarrollo técnico de la herramienta

mediante la definición de los rangos a tener en cuenta frente a la aplicabilidad de las variables

criterio dispuestas en el capítulo 1; además de la explicación de la manera en la cual se

abordó el establecimiento de estos rangos y las tecnologías que clasifican para los mismos.

Posteriormente se realiza el desarrollo tecnológico de la herramienta, mediante una

presentación y descripción de los componentes principales de la herramienta tecnológica

frente al manejo de datos, percepción y experiencia del usuario que haga uso de la

herramienta; se presentan las ventanas que componen la herramienta de selección y la

experiencia del usuario.

Por último, en la segunda parte de este capítulo, se diseña un formulario de evaluación de la

herramienta de selección teniendo en cuenta los aspectos técnicos que alimentan la

información de la herramienta, la navegación a través de cada una de las ventanas y el

aspecto estético con el fin de realizar una validación con expertos en el campo del tratamiento

de agua residual. Dicha validación permite dar un concepto definitivo a la herramienta y

ajustar posibles cambios que mejoran el contenido y la experiencia a través de la herramienta.

68

2.1 Desarrollo de la herramienta

2.1.1 Desarrollo técnico

Con el fin de implementar los mecanismos de filtración en la herramienta de selección se

debe realizar una cualificación a las variables criterio para cada una de las tecnologías

seleccionadas en el capítulo 1 y que se pueden evidenciar enlistadas en el anexo H. Este

apartado destaca los métodos y rangos obtenidos para cada una de las variables criterio con el

fin de realizar una incorporación de los mismos a las tecnologías de tratamiento de agua

residual aplicables en el sector. Es por esto que a continuación se muestra la manera en como

se definieron estos rangos y las tecnologías que aplican para los mismos establecidos.

Aspecto técnico

A. Etapa del proceso

Para esta variable se tiene en cuenta si la tecnología se encuentra aplicable a los procesos que

la empresa en particular lleva a cabo en su actividad productiva. La definición de estos rangos

se da principalmente por la información dispuesta en los anexos E y G en donde en cada

fuente consultada se menciona la etapa en la cual se realiza la aplicación de cada tecnología.

Esta etapa del proceso permite seleccionar las tecnologías partiendo de la generación de

contaminantes en cada una de las etapas de forma diferente destacándose la producción de

sulfuros en ribera, cromo en curtido y fenoles en acabados.

De acuerdo a lo mencionado por Birbuet J, Landivar C. (2016) y Emmer V, del Campo M.

(2014), a continuación se nombran las etapas del proceso de curtido de pieles y además se

evidencian las siete categorías que el usuario puede seleccionar en la herramienta y sus

posibles combinaciones:

69

● Ribera

● Curtido

● Acabados

● Ribera y curtido

● Ribera y acabados

● Curtido y acabados

● Ribera, curtido y acabados

Teniendo definidos los rangos para esta variable, se evidencia una aplicabilidad de la mayoría

de las tecnologías para las tres etapas mencionadas; en donde para ciertas tecnologías se

presenta una aplicabilidad selectiva para alguna de las etapas del proceso productivo.

Las tecnologías conocidas como DAF disuelto y DAF disperso son aplicables únicamente a

la etapa de ribera ya que estas remueven las grasas y aceites presentes en el agua residual

producto de esta etapa normalmente (Emmer V, del Campo M. 2014); al igual que todas las

oxidaciones en donde se remueven los sulfuros, principal contaminante de la etapa. Las

tecnologías conocidas como precipitación química a su vez son aplicables únicamente para

las etapas de curtido y acabados puesto que estas eliminan los contaminantes de cromo y

fenoles. Finalmente, la mayoría de las tecnologías no mencionadas son aplicables para los

tres rangos establecidos para esta variable criterio.

B. Disponibilidad de área

Para esta variable se tiene en cuenta el requerimiento de área que implica cada una de las

tecnologías de manera individual. Para la estimación del área que necesita cada tecnología

para su instalación se realiza una revisión de los principales parámetros de diseño para la

definición del área de cada unidad partiendo de información contenida principalmente en

libros como “Potabilización del agua (Romero J. 2006)”, “TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES teoría y principios de diseño (Romero J. 2010)”, y “Wastewater Engineering

Treatment Disposal Reuse - 4ta Edición. (Metcalf & Eddy, Tchobanoglous G. 2004)”.

70

En este apartado es de vital importancia mencionar que las estimaciones del área se realizaron

bajo un mismo caudal para las tecnologías por cada tipo de tratamiento de agua residual ya

que este parámetro influye directamente en el área que ocupa cada unidad. Para el tratamiento

preliminar se estableció un caudal de diseño de 1 m3/s y para el resto de los tipos de

tratamiento el caudal de diseño se estableció como 1 m3/h; reconociendo a su vez que estos

niveles de caudal comúnmente no se presentan en el sector de San Benito, pero se adoptan

con fines del desarrollo de este proyecto.

Además, se realizó el procedimiento de definición utilizando los valores de parámetros de

diseño que generarán el área máxima para la unidad con el fin de eliminar riesgos de

subestimación de espacio para cada unidad.

Para las tecnologías del tratamiento preliminar Romero J (2010) y Metcalf & Eddy,

Tchobanoglous G (2004) destacaron los parámetros de diseño de velocidad de acercamiento

para las rejillas, carga hidráulica para el trampa grasas, y velocidad de flujo en el

desarenador. Para las tecnologías de tamices, el área se calculó a partir de catálogos

comerciales proporcionado por la empresa italiana SERECO basados en el caudal de diseño.

Para las tecnologías del tratamiento primario se destacan los parámetros de diseño de carga

hidráulica para los sedimentadores, las oxidaciones y precipitaciones químicas teniendo en

cuenta que son procesos de carácter físico químico llevados a cabo en tanques con

variaciones en la velocidad de agitación según Romero J (2010); para las tecnologías que

requieren operaciones de coagulación y floculación se tuvo en cuenta tanto el tiempo de

retención, como la altura efectiva de la unidad que permiten definir el área utilizando las

relaciones de : Caudal = Volumen/Tiempo de retención, y Volumen = Área * Altura efectiva

de acuerdo a Romero J (2010).

Para las tecnologías del tratamiento secundario Metcalf & Eddy en 2004 establecieron que

para aquellas de carácter aerobio se destacan los parámetros de diseño: Relación food /

microorganism (F/M), concentración de DBO y la concentración de sólidos suspendidos en el

licor de mezcla (SSLM). Para la tecnología UASB de carácter anaerobio se tiene en cuenta el

tiempo de retención como parte del proceso de los microorganismos para degradar la materia

orgánica y la altura efectiva de la unidad que garantiza la ausencia de oxígeno en el reactor.

71

Para las tecnologías del tratamiento terciario se destacan los parámetros de diseño de

velocidad de filtración para las tecnologías filtro de arena y filtro de carbón activado según

Romero J (2010); tiempo de retención y altura efectiva para fenton y ozonización partiendo

de la aplicación en tanques de flujo de agua residual donde la importancia radica en los

insumos químicos utilizados según Sivakami K (2017) y Balan A (2019).

Por último, para las tecnologías microfiltración, nanofiltración, ultrafiltración y ósmosis

inversa, el área se calculó a partir de catálogos comerciales de General Electrics, KOCH

membrane systems y AGUATEC S.A.S, haciendo uso del caudal de diseño establecido

previamente como único parámetro definido.

Teniendo en cuenta lo mencionado, la definición de estos rangos se da de manera

comparativa de acuerdo a las áreas obtenidas para cada tecnología por tipo de tratamiento de

agua residual; con el fin de tener de manera cualitativa los requerimientos de área a partir de

requerimiento de área que se muestra en el anexo I; siendo estos rangos la tecnología tiene

un requerimiento de área:

● Bajo

● Medio

● Alto

Para determinar a cuál de los rangos mencionados pertenece cada tecnología, se debió

realizar una clasificación de acuerdo al tipo de tratamiento (preliminar, primario, secundario,

terciario) al cual hace parte cada tecnología; y con ello realizar una comparación teniendo en

cuenta el principio estadístico de Illowsky B, y Dean S (2013) mediante el principio de

intervalos por clase de acuerdo a:

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 = (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜𝑠)

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑜 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑛𝑢𝑚é𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑎𝑙𝑡𝑜

= 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑛𝑢𝑚é𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜

72

El intervalo es de vital importancia ya que muestra los valores en donde se encuentran los

datos a analizar y el número de rangos que se van a construir para este análisis (tres rangos).

De acuerdo a lo anterior, los rangos a incorporar en la herramienta tecnológica por cada una

de las tecnologías se muestran en el anexo I.

Para el tratamiento preliminar se cuenta con un total de tres tecnologías con requerimiento

bajo de área, una tecnología con requerimiento medio y finalmente dos tecnologías con un

requerimiento alto. basado en los rangos de intervalo dispuestos para este tratamiento como

se evidencia en la tabla 7.

Tabla 7. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento preliminar

Criterio Rango

Baja 0.33 𝑚2a 1.43 𝑚2

Media 1.44 𝑚2a 2.38 𝑚2

Alta 2.39 𝑚2a 3.33 𝑚2

Fuente. Autores

En el tratamiento primario existe una mayor cantidad de unidades que tienen un

requerimiento medio de área (4 tecnologías), cuatro tecnologías tienen un requerimiento bajo

de área y para un requerimiento de área alto se cuenta con tres tecnologías como se muestra

en la tabla 8.

Tabla 8. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento primario.

Criterio Rango

Baja 0.13 𝑚2a 0.74 𝑚2

Media 0.75 𝑚2a 1.36 𝑚2

Alta 1.37 𝑚2en adelante

Fuente. Autores

En el tratamiento secundario se cuenta con cuatro tecnologías con requerimiento de área bajo,

para los requerimientos medio y alto se cuenta con una tecnología para cada requerimiento.

Los rango de área se pueden evidenciar en la tabla 9.

73

Tabla 9. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento secundario.

Criterio Rango

Baja 32 𝑚2a 207 𝑚2

Media 208 𝑚2a 384 𝑚2

Alta 385 𝑚2a 565 𝑚2

Fuente. Autores

Con respecto al tratamiento terciario se presenta también una mayor cantidad de

requerimiento bajo de área (cinco tecnologías), una tecnología muestra un requerimiento

medio de área y dos tecnologías un requerimiento alto de la misma. los rango para este tipo

de tratamiento se pueden evidenciar en la tabla 10.

Tabla 10. Valor de los rangos por criterio de área para el tratamiento terciario

Criterio Rango

Baja 0.14 𝑚2a 6.75 𝑚2

Media 6.76 𝑚2a 13.37 𝑚2

Alta 13.38 𝑚2a 20 𝑚2

Fuente. Autores

C. Reutilización de subproductos

Para esta variable se tiene en cuenta la posibilidad de realizar una reincorporación al ciclo

productivo y/o al mismo tratamiento de agua residual de los insumos químicos que se deriven

del tratamiento de agua residual.

Como lo menciona Esmaeili A, Mesdaghi A (2005) para la industria de curtiembres existen

diferentes formas de recuperar insumos químicos mediante precipitación u oxidación

química; es por esto que esta reutilización se contempla únicamente para el tratamiento

primario en la incorporación de subproductos como el cromo, compuestos derivados del

azufre y los químicos recuperados obtenidos por procesos en las tecnologías de tratamiento

de agua residual.

74

La definición de estos rangos se dará principalmente por la información dispuesta en el anexo

E como se abarcó en el capítulo anterior, siendo estos rangos la tecnología permite una

reutilización de subproductos:

● Si

De acuerdo a esto, las tecnologías que permiten una incorporación de insumos químicos son

las que principalmente remueven las sustancias de interés sanitario derivadas del tratamiento

físico y químico de las pieles. Las tecnologías que permiten la recuperación de químicos son

precipitación química con hidróxido de sodio (Ramakrisnaiah C, Prathima B. 2012),

precipitación química con hidróxido de calcio (Reyes-Serrano A, et al. 2019) y oxidación con

hidróxido de sodio (Ramakrisnaiah C, Prathima B. 2012); el resto de tecnologías no

mencionadas no permiten una recuperación de insumos químicos relevantes para el ciclo

productivo de las empresas.

D. Parámetros de remoción

Como evidenciaron Balkema et al. (2002) y Muga-Mihelcic, (2008) la importancia de incluir

los parámetros de remoción en sus modelos de selección de tratamientos de agua residual,

para esta variable se tiene en cuenta la remoción de contaminantes para cada una de las

tecnologías seleccionadas ya sea en contaminantes criterio y/o específicos.

Para ello, se construye el anexo J en donde se encuentran los porcentajes de eliminación de

sustancias de interés sanitario para cada unidad partiendo de autores como Metcalf & Eddy

(2004), Tchobanoglous G. (2004), Romero J. (2010); además de la búsqueda bibliográfica

realizada previamente para la selección de las unidades de remoción mencionadas en la

primera parte del presente documento y con una matriz a detalle dispuesta en el anexo E; las

sustancias o contaminantes que se tienen en cuenta son:

75

● DBO

● DQO

● SST

● FOG

● Fenoles

● Cromo

● Sulfuros

● Cloruros

Se analizan únicamente estas sustancias debido a que existe un valor máximo permitido (en

unidades de concentración) para cada uno de ellos en la normatividad nacional vigente,

contrario a otras sustancias las cuales solo se exige un análisis y reporte de sus

concentraciones; además de ser las más importantes a tener en cuenta de acuerdo a las

características de los productos generados en los procesos realizados en la industria.

Cabe resaltar que para esta proyecto se documentan eficiencias de remoción para ocho

diferentes sustancias de interés sanitario, sin embargo se incorpora a la herramienta como

opción de filtración únicamente los cloruros, cromo, fenoles y sulfuros ya que estas

sustancias se producen principalmente en este proceso productivo (Birbuet J, Landivar C.

2016). Es por esto que se definen dos rangos para la remoción de estos contaminantes con el

criterio de permite (Si) o no permite la remoción del contaminante (No).

● Si

● No

Aspecto operativo

A. Flujo de agua residual

Esta variable criterio tiene en cuenta el comportamiento del caudal de agua residual que

recibirá la tecnología y está asociada a la operación de la empresa y su generación de agua

residual entendiendo si el flujo o generación de agua residual es constante o por intervalos de

tiempo. De acuerdo a lo postulado por Garrido-Baserba et al (2016), el caudal es un elemento

76

que se debe tener en cuenta para las herramientas de selección de tratamiento de agua

residual; es por esto que se evalúa si la tecnología puede tratar el agua residual

principalmente por las implicaciones que tenga este flujo de agua en el tratamiento biológico.

Para ello se definen los siguientes rangos para esta variable; la tecnología puede emplearse

con un flujo de agua de forma:

● Continuo

● Batches

Teniendo definidos los rangos para esta variable, se evidencia una aplicabilidad de la mayoría

de las tecnologías para ambos rangos mencionados; sin embargo, se ve una tendencia en los

tratamiento de carácter biológico o secundario para la necesidad de flujo de agua de tipo

continuo. Las tecnologías conocidas como filtro percolador, UASB, MBR y lodos activados

son aplicables únicamente en un flujo continuo de agua residual (Romero J, 2010). La

tecnología conocida como tanque de igualación aireado, es aplicable únicamente para un

flujo por batches (Romero J, 2010). Finalmente, el resto de tecnologías son aplicables para

ambos rangos establecidos para esta variable criterio y se incluirán en la herramienta

tecnológica.

B. Nivel de peligrosidad de insumos químicos

Esta variable criterio abarca principalmente las implicaciones que puede traer para la salud de

la persona que manipule los químicos requeridos para la operación de las tecnologías de

tratamiento de agua residual. Por lo tanto, teniendo en cuenta los químicos utilizados en cada

tecnología se hace la revisión de la ficha técnica del insumo químico utilizado estableciendo

su rango de peligrosidad de acuerdo a la codificación de la National Fire Protection

Association (NFPA) en la norma NFPA 704, para el código de color azul del rombo de

seguridad.

Es por esto que se definen cuatro rangos para esta variable, siendo estos rangos el grado de

peligrosidad para el operario la manipulación de los químicos requeridos para la

operación de la tecnología de tratamiento es:

77

● Mínimo

● Ligero

● Moderado

● Serio

Cabe resaltar que la norma NFPA 704 establece cinco diferentes niveles de peligrosidad y

para el desarrollo de la herramienta tecnológica no se tiene en cuenta el nivel severo (máximo

nivel de peligrosidad) puesto que ningún insumo químico analizado contaba con este nivel de

peligrosidad y no muestra representatividad su inclusión en la herramienta. De acuerdo a lo

anterior, el nivel de peligrosidad por cada una de las tecnologías se encuentra en el anexo K

especificando el químico a utilizar en cada proceso y su ficha técnica.

Aquellas tecnologías que no requieren insumos químicos durante su operación se tomaron

como el nivel más bajo de peligrosidad.

Para el tratamiento preliminar todas las tecnologías tienen un nivel de peligrosidad mínimo,

principalmente porque estos no requieren del uso de sustancias químicas. En el tratamiento

primario existen seis tecnologías con nivel de peligrosidad mínimo, tres tecnologías con nivel

de peligrosidad moderado, ocho tecnologías con nivel de peligrosidad ligero, y cuatro

tecnologías con nivel de peligrosidad serio. La principal razón para encontrar variedad en la

peligrosidad de los insumos químicos en este tipo de tratamiento radica en la presencia de

procesos de precipitación y oxidación con diferentes agentes químicos.

En el tratamiento secundario se cuenta con cinco tecnologías con nivel de peligrosidad

mínimo, y una tecnología de peligrosidad sería proveniente del tratamiento anaerobio por la

necesidad de incluir nutrientes tales como fósforo y urea. Finalmente, para el tratamiento

terciario cinco tecnologías tienen un nivel de peligrosidad mínimo, una tecnología nivel

ligero, una tecnología nivel moderado y una tecnología de nivel serio.

Para las tecnologías que requieren más de un insumo químico, se adoptó el nivel de

peligrosidad más alto con el fin de no subestimar los mismos rangos establecidos.

78

C. Requerimiento de operarios

Para Gao et al. (2015) y Kalbar et al. (2016), el análisis del requerimiento de personas que

operan las plantas de tratamiento de agua residual incurre de manera directa en los costos de

operación. Para esta variable se tiene en cuenta principalmente si para cada tecnología se

requiere o no de un operario para el funcionamiento, mantenimiento y/u operación de la

misma resaltando que así mismo, las unidades pueden automatizarse con el fin de evitar la

intervención de un operario. Es por esto que se definen dos rangos para esta variable, siendo

estos rangos la tecnología requiere de operarios:

● Si

● No

De acuerdo a lo anterior todas las tecnologías requieren de un operario para su

funcionamiento y/o mantenimiento; sin embargo, también este requerimiento se puede omitir

mediante una automatización de las tecnologías con el fin de evitar el uso de personal. Si se

requiere operarios aumentan de manera directa los costos de operación de la planta de

tratamiento (Kalbar et al., 2016) y si se requiere una automatización aumentan a su vez los

costos de inversión de la misma debido al aumento en el costo de la adquisición de materiales

e infraestructura (Quintero D et al., 2007).

Aspecto económico

A. Costos de operación por insumos químicos

La inclusión de los costos de operación debe tenerse en cuenta para la selección de

tratamientos de agua residual (Rodríguez et al. 2015), tales como la compra o adquisición de

insumos químicos (Molinos-Senante et al., 2015). Para esta variable se tiene en cuenta si la

tecnología requiere de algún tipo de insumo químico para su operación y con ello estimar los

costos por kilogramo para este insumo; mediante diferentes cotizaciones en el mercado, con

el fin de realizar una comparación entre estas tecnologías para estimar cuales requieren mayor

costo de operación por insumos químicos de acuerdo a cada tipo de tratamiento.

79

Teniendo en cuenta lo mencionado se definen los siguientes rangos para esta variable, siendo

estos rangos la tecnología tiene un costo de operación por insumos químicos:

● Bajo

● Medio

● Alto

Las tecnologías que no requieren insumos químicos clasifican de manera directa en el rango

bajo; así mismo se realizó una cotización comercial con las empresas UNIPROQUIM SA,

PROCOL SAS, QUÍMICOS CAMPOTA, REPROQUIM LTDA y FERGQUIM SAS. De los

precios cotizados, se realizó un promedio de acuerdo a los precios que se muestran en el

anexo L para estimar el precio bajo el cual se puede encontrar en el mercado cada uno de los

insumos químicos a utilizar.

Para determinar a cuál de los rangos mencionados pertenece cada tecnología, se debió

realizar una clasificación de acuerdo al tipo de tratamiento (preliminar, primario, secundario,

terciario) al cual hace parte cada tecnología y con ello realizar una comparación teniendo en

cuenta el principio estadístico de Illowsky B y Dean S (2013) mediante el principio de

intervalos por clase de acuerdo a:

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 = (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜𝑠)

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑜 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑛𝑢𝑚é𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑎𝑙𝑡𝑜

= 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑛𝑢𝑚é𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 + 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜

El intervalo es de vital importancia ya que muestra los valores en donde se encuentran los

datos a analizar y el número de rangos que se van a construir para este análisis (tres rangos).

De acuerdo a las cotizaciones realizadas, para el tratamiento preliminar se cuenta con que

todas las tecnologías tienen un costo por insumos químicos bajo principalmente porque estos

no requieren del uso de sustancias químicas. En el tratamiento secundario se cuenta con seis

tecnologías un costo por insumos químicos bajo principalmente por el no requerimiento de

80

insumos químicos a excepción del tratamiento anaerobio el cual tiene un costo por insumos

químicos alto. Los rangos de precios por criterio se pueden evidenciar en la tabla 11.

Tabla 11. Valor de los rangos de precios por insumos químicos para cada criterio

Criterio Rango

Baja Hasta $2100 COP/kg

Media Hasta $7200 COP/kg

Alta Hasta $15000 COP/kg

Fuente. Autores

B. Costo de operación por consumo energético

Plakas et al. (2016) mencionan que la demanda de energía de los tratamientos de agua es

común, principalmente cuando se tienen accesorios que no pueden funcionar únicamente por

gravedad. Para esta variable se tiene en cuenta principalmente si la tecnología requiere de

algún tipo de consumo energético para su operación; con el fin de identificar las tecnologías

que requieran de un consumo de manera continua, intermitente o que no requieran de este

mismo. Teniendo en cuenta lo mencionado se definen los siguientes rangos para esta

variable, siendo estos rangos la tecnología tiene un costo de operación por consumo

energético:

● Bajo

● Medio

● Alto

Cabe resaltar que las tecnologías que no requieren consumo energético clasifican de manera

directa en el rango bajo caracterizándose aquellas que manejan su flujo de agua residual a

través de la unidad por medio de gravedad. A continuación, se evidencia el criterio de

consumo energético teniendo en cuenta la necesidad de inyección de energía.

81

Tabla 12. Categoría de inyección de energía por criterio

Criterio Tipo de inyección de energía

Baja No requiere inyección

Media Inyección de energía de forma intermitente

Alta Inyección de energía de forma constante

Fuente. Autores

Para el tratamiento preliminar se cuenta con cuatro tecnologías que tienen un consumo

energético bajo y dos tecnologías con un consumo energético alto. Para el tratamiento

primario se tienen cinco tecnologías con un requerimiento de energía bajo, seis tecnologías

con un consumo energético medio y diez tecnologías con un consumo energético alto.

Para el tratamiento secundario se tienen dos tecnologías que tienen consumo energético bajo,

dos tecnologías con un consumo energético medio debido a las etapas de aireación en los

reactores biológicos y finalmente dos tecnologías con un consumo energético alto. Para el

tratamiento terciario la totalidad de tecnologías (ocho) requieren un consumo alto de energía.

De acuerdo a lo anterior, los rangos a incorporar en la herramienta por tecnología se muestran

en el anexo M.

C. Costos de operación por generación de lodos

Los lodos son un subproducto que se produce inevitablemente en el tratamiento de agua;

aunque se puede utilizar como enmienda orgánica; el procesamiento, la reutilización y la

eliminación presentan uno de los problemas más complejos que enfrentan los tratamientos de

agua (Molinos-Senante et al., 2015); esta variable criterio abarca la generación del

subproducto de los lodos ya sean fisicoquímicos o biológicos. Es por esto que se establece la

generación de lodos para las tecnologías partiendo del porcentaje de remoción de sólidos

suspendidos totales de cada tecnología, el cual se puede encontrar en el anexo J en donde se

destacan fuentes como Metcalf & Eddy (2004), Tchobanoglous G. (2004) y Romero J.

(2010).

82

Además, se establece que la generación de lodos para tratamiento secundario se da de

acuerdo a si la tecnología es de tipo aerobio o anaerobio, en donde la generación de lodos se

da principalmente en las tecnologías aerobias ya que en las tecnologías anaerobias se produce

biogás (Romero J, 2010) y otros subproductos en estado gaseoso.

De acuerdo a las eficiencias de remoción se realiza una relación entre la misma y el costo de

operación por manejo de lodos ya que a mayor eficiencia de remoción de SST existe una

mayor producción de lodo y con ello un aumento en el costo de manejo de este tipo de

subproducto ya que se debe realizar un manejo del mismo por cada kilogramo producido.

Teniendo en cuenta lo mencionado se definen los siguientes rangos para esta variable, siendo

estos rangos la tecnología tiene un costo de operación por manejo de lodos:

● Bajo

● Medio

● Alto

La determinación de estos rangos se realizó mediante el principio estadístico de Illowsky B y

Dean S (2013) como en variables anteriores mediante el principio de intervalos por clase. A

continuación, en la tabla 13, se puede evidenciar la distribución de cada criterio por

porcentaje de remoción.

Tabla 13. Categoría de porcentaje de remoción por criterio

Criterio Porcentaje de remoción

Baja 0-33%

Media 34-66%

Alta 67-99%

Fuente. Autores

De acuerdo a ello, el tratamiento preliminar cuenta con las seis tecnologías con un costo por

generación de lodos bajo; esto se debe a que en este tipo de tratamiento no se remueven

partículas finas. En el tratamiento primario se obtienen diez tecnologías con costo por

generación de lodos bajo y el resto (11 tecnologías) con un costo por generación de lodos alto

83

ya que a partir de este tratamiento se realiza la remoción de la mayor cantidad de SST en las

aguas residuales.

En el tratamiento secundario se cuenta con una tecnología del tratamiento anaerobio con

costo por generación de lodos bajo y las demás tecnologías de carácter aerobio tienen un

costo por generación de lodos alto. Finalmente, en el tratamiento terciario se tienen tres

tecnologías con un costo por generación de lodos bajo, una tecnología con un costo por

generación medio y cuatro tecnologías con un costo por manejo de lodos alto. De acuerdo a

lo anterior, los rangos a incorporar en la herramienta tecnológica se muestran en el anexo N.

D. Generación de olores ofensivos y gases de efecto invernadero

Esta variable criterio muestra si cada tecnología de tratamiento genera como producto del

tratamiento o durante el proceso del tratamiento de agua residual alguna de las sustancias

establecidas en la Resolución 1541 de 2013 en el capítulo 3 para curtido y recurtido de

cueros, y los olores ofensivos establecidos para plantas de tratamiento de agua residual.

Teniendo en cuenta que la industria de curtido del sector de San Benito ubica su tratamiento

de agua residual al interior de las empresas donde igualmente se realizan los procesos

productivos propios del cuero siendo necesario garantizar el cumplimiento de ambas

disposiciones.

La Resolución 1541 de 2013 establece como olor ofensivo para la industria de cu rtido y

recurtido el sulfuro de hidrógeno (𝐻2𝑆) y amoníaco (𝑁𝐻3); y para las plantas de tratamiento

de agua residual únicamente el sulfuro de hidrógeno (𝐻2𝑆). A partir de lo descrito

anteriormente se emplean las reacciones químicas que se dan en cada una de las tecnologías

de tratamiento identificando la presencia de estos compuestos considerados olores ofensivos.

Cabe aclarar que para la definición de esta variable no se tiene en cuenta los olores que se

pueden dar por una inadecuada operación o mantenimiento de las tecnologías de tratamiento

de agua residual responsabilidad de cada una de las empresas al momento de implementar

trenes de tratamiento de agua residual.

84

En base a lo anterior la variable toma un enfoque hacia la parte económica, estableciendo así

que si la unidad genera alguno de los compuestos mencionados previamente requerirá un

sistemas de manejo de olores ofensivos incurriendo en un costo; o en su defecto si no genera

alguno de los compuestos pues no requiere este gasto adicional. Es por esto que la variable de

forma cualitativa maneja los dos siguientes rangos:

● Bajo (No genera costo por manejo de olores ofensivos)

● Alto (Si genera costo por manejo de olores ofensivos)

Teniendo en cuenta que los olores ofensivos se dan por las reacciones químicas de los

insumos utilizados para cada tecnología y el agua residual, o propiamente por los procesos de

remoción de contaminantes; las tecnologías que generan olores ofensivos y/o gases de efecto

invernadero y con ello un costo de operación alto por el manejo de los mismos y que se

incluyen en la herramienta tecnológica son: Para el tratamiento primario cuatro tecnologías

(Electrocoagulación, oxidación por cloro, oxidación con peróxido y oxidación con hidróxido

de sodio) y para el tratamiento secundario la totalidad de sus tecnologías.

Los tratamientos no mencionados anteriormente no generan olores ofensivos dispuestos en la

Resolución 1541 de 2013 ni gases de efecto invernadero, debido a la operación de la

tecnología. De acuerdo a lo anterior, los rangos a incorporar en la herramienta tecnológica se

muestran en el anexo O.

Finalmente, en el anexo P se muestra una recopilación de los rangos establecidos para cada

una de las tecnologías seleccionadas a incorporar en la herramienta de selección la cual será

la principal base de datos que la misma procesa de acuerdo a las variables criterio

seleccionadas por el usuario.

85

2.1.2 Desarrollo tecnológico

Las herramientas tecnológicas son aquellos programas o aplicaciones que permiten tener

acceso a información específica de acuerdo a su campo de aplicación. El uso y aplicación que

se le da a estas herramientas, depende de las necesidades y características de cada usuario,

dándoles la capacidad de ahorrar tiempo, recursos personales y económicos. Así mismo, el

desarrollo de este tipo de herramientas debe realizarse bajo un marco conocido por parte del

usuario con el fin de evitar un manejo inadecuado de la herramienta y con ello la

interpretación de resultados desfavorables.

Es por esto que para el desarrollo de la herramienta tecnológica de selección de unidades de

tratamiento de agua residual es necesario el uso del programa Excel debido a la

disponibilidad y facilidad de acceso a este programa. De acuerdo a Microsoft empresa que

desarrolla el software trabajado, Excel es un programa informático desarrollado por la

empresa Microsoft y que forma parte de Office, el cual permite trabajar con datos numéricos,

estadísticos, entre otro tipos de datos.

Con los datos que se almacenan en Excel se pueden realizar procesos desde cálculos

aritméticos básicos, aplicar funciones matemáticas de mayor complejidad y/o utilizar

funciones estadísticas. Este software facilita en gran medida el trabajo con números y datos

en donde se permite analizarlos fácilmente y generar reportes con tablas dinámicas (entre

otros).

La herramienta de selección diseñada combina Microsoft Excel y Visual Basic para proveer

un programa fácil de distribuir por parte de la(s) entidad(es) involucrada(s), adaptable y

amigable a los requerimientos de quien haga uso de esta herramienta; mediante la generación

de botones y macros.

Lo anterior, con el objetivo de crear un mecanismo que permita guiar a los generadores de

agua residual en el sector de curtiembres sobre las diferentes opciones de tratamiento que

pueden adoptar de acuerdo a los procesos que estos implementan teniendo en cuenta criterios

técnicos, económicos y operacionales; resaltando que esta metodología no reemplaza el

trabajo de un ingeniero ambiental y sanitario en la formulación de sistemas de tratamiento

86

para una empresa puntual basado en aspectos específicos como caracterización de agua,

espacio disponible, presupuesto, entre otros.

Generación de botones y macros

El desarrollo de la herramienta tecnológica representa un proceso de programación básica con

el fin de generar botones que cumplan funciones de navegación, filtración y traslado de

información entre las ventanas de almacenamiento de información y las ventanas visibles

para el usuario.

Adicionalmente, estos botones permiten una experiencia de navegación sencilla para el

usuario comportándose el archivo Excel como una herramienta tecnológica y no como una

hoja de cálculo.

A continuación, se detalla el proceso de generación de botones y sus procesos de

programación conocidos como macros.

1. En la barra de menú, en la opción insertar formas, se crea un cuadro de texto en la

ubicación donde deseemos crear el botón.

2. A este cuadro de texto se le asigna el nombre del botón que se desea crear como se

muestra en la figura 10.

Figura 10. Creación y asignación de nombre de botones. Fuente. Autores

3. Luego de asignarle el nombre, se debe dar click secundario sobre el cuadro de texto

creado y se selecciona la opción “Asignar macro”; como se muestra en la figura 11.

87

Figura 11. Asignación de macro. Fuente. Autores

4. De esta forma se desplegará el menú de asignación de macros. Posterior a esto se

nombra la macro a generar con la condición de ser un nombre sin espacios entre

palabras. Por último, se da click en el botón “Grabar…” como se muestra en la figura

12.

Figura 12. Inicio de grabación de macro. Fuente. Autores

5. Se desplegará el cuadro de grabación macro donde únicamente se selecciona la opción

“Aceptar”. De esta manera iniciará el proceso de grabación de la macro asociada al

botón trabajado. A partir de este punto realiza el procedimiento que automatiza cada

botón grabando los click del mouse y las pulsaciones de las teclas (Microsoft. s.f). A

continuación, en la tabla 14 se muestran los procesos grabados en cada uno de los

botones que comprenden la herramienta tecnológica.

88

Tabla 14. Botones y funciones en la herramienta tecnológica.

Fuente. Autores.

89

6. Finalizado el procedimiento, se debe dar click en el icono “Detener grabación” (Ver

figura 13) de la ventana desarrollador ubicada en la barra de menús

Figura 13. Finalización de grabación de macro. Fuente. Autores.

De esta manera al momento de detener el proceso de grabación de la macro se genera el

código de forma automática. Este código para efecto de modificaciones se puede observar

haciendo clic secundario sobre el botón generado, asignar macros, y modificar. Se desplegará

la ventana de visual basic donde se evidencia el código generado como se muestra en la

figura 14.

Figura 14. Código generado en Visual Basic. Fuente. Autores.

Una vez descrito el proceso de la creación de botones y macros, en la figura 15 se muestra la

composición de la herramienta tecnológica frente al conjunto de ventanas, botones, y la

experiencia del usuario en la misma. Las actividades que comprenden el uso de la

herramienta consisten principalmente en la lectura del documento “Manual de uso e

implementación” antes de ingresar al programa Excel, diligenciamiento de

datos/requerimientos y observación de resultados.

90

Figura 15. Experiencia del usuario en la herramienta de selección. Fuente. Autores

Esta herramienta se ha estructurado mediante tres diferentes secciones de trabajo las cuales

son: Diligenciamiento, procesamiento y presentación.

Sección Diligenciamiento

Inicialmente, el usuario se encuentra con una ventana en donde se realiza un resumen del

manual de usuario mismo resaltando las observaciones relevantes a tener en cuenta. Mediante

los botones de esta ventana se puede dirigir a la ventana inicial o al registro de las variables

criterio. En la ventana inicial se deben llenar los datos de su consulta, además se puede

realizar tantas consultas que sean necesarias para el usuario; los datos obtenidos en esta

ventana se almacenan de manera automática en la ventana Base de registros. No obstante, la

consulta y diligenciamiento de información en esta primera ventana no resulta imprescindible

para que el usuario obtenga la información de las unidades de tratamiento recomendadas.

91

Posteriormente, en la ventana Filtros el usuario debe seleccionar las variables criterio y los

rangos a tener en cuenta para la recomendación de unidades de tratamiento de agua residual;

en esta ventana el usuario tiene la posibilidad de volver a consultar el material de instrucción

si lo considera necesario y/o realizar la consulta con las variables seleccionadas.

Sección Procesamiento

En esta sección se realizan los procesos de filtración en la herramienta tecnológica en donde

de manera automática se realiza una depuración de tecnologías aplicables de acuerdo a los

rangos seleccionados para las variables criterio seleccionadas; este proceso de depuración

permite además de seleccionar estas unidades, traspasar los datos a la sección de presentación

con el fin de dar a conocer al usuario las tecnologías obtenidas.

Esta base de datos se procesa mediante Visual Basic con la función de macros, la cual

permite evitar una manipulación de tablas dinámicas por parte del usuario de la herramienta y

una posible alteración en los datos almacenados en la herramienta.

Sección Presentación

Finalmente se muestra el nombre de las tecnologías que se pueden aplicar para la empresa

que haga uso de la herramienta tecnológica; en esta sección el usuario puede dirigirse a la

sección mencionada anteriormente con el fin de seleccionar nuevas variables criterio o

nuevos rangos de las mismas para consultar una nueva recomendación de tecnologías.

Además, en la misma se encuentra un reporte de las unidades de tratamiento recomendadas

mencionando sus características principales con el fin de conocer a fondo las tecnologías

recomendadas por la herramienta.

Es por esto que la herramienta en Microsoft Excel se estructura principalmente mediante

nueve diferentes ventanas en el programa como se muestra en la figura 16 con ventanas en

donde el usuario puede visualizar, almacenar y/o registrar información; las ventanas

rellenadas de color verde oscuro corresponden a ventanas visibles para el usuario. A

continuación se describe la composición de cada una de las mismas.

92

Figura 16. Composición de la herramienta de selección. Fuente. Autores

Ventanas visibles para el usuario

Para el manejo adecuado de la herramienta se hace necesario especificar las ventanas que

debe consultar el usuario para la obtención de las tecnologías que genera la herramienta de

selección; las ventanas que se encuentran en color verde (en la parte inferior de la misma) son

las ventanas que el usuario debe abrir y/o manipular para el desarrollo del funcionamiento de

la herramienta. El usuario debe ingresar a un total de cinco ventanas que le permiten conocer

información pertinente a la herramienta, diligenciar sus requerimientos y ver los resultados

que arroja la herramienta. Las ventanas manipulables por parte del usuario en la herramienta

son:

Manual de uso

Esta es la primera ventana visible de la cual se compone la herramienta de selección; en esta

sección de la herramienta se realiza una explicación de las principales consideraciones a tener

en cuenta en las ventanas posteriores a la misma siendo: ventana inicial, selección de

variables, resultados y reporte. Además, en esta ventana se encuentra una descripción de la

función de los botones que se encuentran en toda la herramienta. Aquí se realiza un resumen

ejecutivo del documento Manual de uso e implementación el cual debe ser leído antes de

ingresar a la herramienta.

Sin embargo, con el fin de evitar el manejo inadecuado de la herramienta por

desconocimiento del funcionamiento y composición de la misma se establece esta ventana la

cual es de carácter obligatoria la consulta y lectura de la misma cada vez que se considere

necesario y es por esto que se proyecta como la primera ventana en la herramienta de

selección.

93

La figura 17 muestra la composición de esta ventana. Cabe resaltar que en esta ventana se

puede realizar un paso tanto a la ventana inicial como a la ventana filtros.

Figura 17. Ventana manual de uso. Fuente. Autores

Ventana inicial

En esta ventana se le realiza una introducción al usuario con el fin de explicar el propósito de

la herramienta; además se le informa al usuario sobre la aplicabilidad y el libre acceso que

tiene la misma para cada usuario registrado ante la(s) entidad(es) pertinentes. Además, en

esta se encuentra un espacio en donde se realiza un registro de la información de acuerdo a la

fecha de consulta y de la empresa quien realiza la consulta. Esta ventana puede diligenciarse

cada vez que se haga uso de la herramienta. La figura 18 muestra la composición de esta

ventana. Desde esta ventana se puede volver a manual de uso y además se puede ir de manera

directa a la ventana filtros.

94

Figura 18. Ventana inicial. Fuente. Autores

Filtros

A esta ventana se puede llegar desde las ventanas manual de usuario y ventana inicial según

la manipulación que el usuario le dé a la herramienta. La ventana filtros es la ventana en

donde el usuario muestra los requerimientos a aplicar a las tecnologías de tratamiento de

acuerdo a las necesidades de su empresa; en esta se encuentran las variables criterio

expuestas en el capítulo 1 y las opciones de selección para cada una de las variables de

acuerdo a los rangos establecidos para cada una de las mismas como se comentó en la

primera parte del presente capítulo.

En la misma, el usuario registra los requerimientos específicos de su empresa frente a las

variables criterio con el fin de que, de acuerdo a estos requerimientos, la herramienta le

recomiende posibles unidades de tratamiento para sus vertimientos; en donde se tienen

diferentes observaciones a tener en cuanto al diligenciamiento en esta ventana. Así mismo en

cada variable se muestra una breve explicación del significado de las mismas con el fin de

que el usuario pueda entender de manera práctica la finalidad de las mismas y que pueda

decidir los rangos a seleccionar. La figura 19 muestra la composición de esta ventana. Desde

esta ventana se puede volver a manual de uso, además de ir a la ventana resultados.

95

Figura 19. Ventana selección de variables. Fuente. Autores

Resultados

Esta sección puede ser visible para el usuario una vez se hayan diligenciado los campos que

el usuario decida en la selección de variables. En esta ventana se muestra una recopilación de

las variables criterio seleccionadas por parte del usuario, junto con el rango de aplicación de

la misma para que el usuario pueda analizar las implicaciones que tiene la selección de cada

variable en las unidades recomendadas por la herramienta una vez aplicados los mecanismos

de filtración.

96

Así mismo, se muestran las tecnologías de tratamiento obtenidas de los mecanismos de

filtración generados, el cual es la finalidad principal del desarrollo de la herramienta; la

extensión de la lista de tecnologías recomendadas es variable de acuerdo a los requerimientos

dispuestos por el usuario.

Las tecnologías que se muestran en esta ventana son las aplicables al tratamiento de agua de

la empresa, más no muestra un tren de tratamiento de agua residual. La figura 20 muestra la

composición de esta ventana. Desde esta ventana se puede volver a la ventana filtros o seguir

a la ventana reporte.

Figura 20. Ventana de resultados. Fuente. Autores

Reporte

Esta es la última ventana visible que compone la herramienta de selección, y presenta una

sinopsis de la información obtenida en la ventana de resultados; en esta al usuario se le

muestra las tecnologías que debe tener en cuenta para el reporte (las cuales se obtienen en la

ventana de resultados) debido a los procesos de filtración correspondientes a cada usuario. En

97

esta ventana se presenta a manera de documentación las características de la tecnología en

materia de particularidades de la misma y de las variables criterio expuestas en el capítulo 1.

Esta ventana debe consultarse por parte del usuario si este quiere conocer en detalle las

tecnologías que recomienda la herramienta de selección y el mismo debe digitar las unidades

que quiere conocer mediante el reporte de las tecnologías. La figura 21 muestra la

composición de esta ventana. Una vez leídos los reportes de las tecnologías se espera que el

usuario tenga una idea de las alternativas de tratamiento que puede aplicar a su empresa,

llegando al final de la manipulación de la herramienta. Sin embargo, en esta ventana al

usuario se le da la opción de ir a las fuentes bibliográficas consultadas para cada una de las

tecnologías de tratamiento incorporadas.

Figura 21. Ventana reporte. Fuente. Autores

98

Ventanas de ocultas para el usuario

Para evitar una manipulación de información que pueda ser cambiada y/o tergiversada se

hace necesario especificar cuáles son las ventanas que contienen información establecida o

que almacenen datos de las consultas en la herramienta de selección para evitar la consulta de

las mismas por parte del usuario; las ventanas que se encuentran en color rojo (parte inferior

de la herramienta) son las ventanas que el usuario no debe modificar y/o manipular para el

desarrollo del funcionamiento de la herramienta aunque puede hacer una observación de las

mismas si lo considera necesario.

Es por esto que existe un total de cuatro ventanas de almacenamiento de información, las

cuales no son relevantes en cuanto a la consulta por parte del usuario pero son importantes en

el procesamiento y almacenamiento de la información en la herramienta. Las ventanas de

almacenamiento de información de la herramienta son:

Base de registros

En esta ventana se almacenan los datos diligenciados en la ventana inicial con el fin de que el

mismo tenga una bitácora de las veces que realiza uso de la herramienta de selección, y de la

persona encargada de realizar la consulta; sin embargo, no es necesario alguna consulta ni

observación de la misma para el funcionamiento de la herramienta de selección, a pesar de

que el usuario pueda consultarla cuando crea necesario. La figura 22 muestra la composición

de esta ventana.

Figura 22. Ventana base de registros. Fuente. Autores

99

Base de datos de tecnologías

En esta ventana se consigna toda la información de acuerdo a los requerimientos de las

tecnologías incorporadas frente a las variables criterio, y además se realizan los procesos de

filtración de acuerdo a las variables consultadas por parte del usuario ya que se encuentra la

base de datos consolidada en los anexos E,G,I y K desarrollados a lo largo de este proyecto,

la cual permite a partir de las tecnologías aplicables al sector actualmente, recomendar

diferentes unidades de tratamiento del agua residual producida por cada usuario. Cabe

resaltar que esta ventana no deberá ser consultada ni manipulada por el usuario, ya que es una

ventana únicamente de tratamiento y procesamiento de datos.

Una vez realizados los procesos de filtración, la información obtenida en esta ventana puede

ser visible en la ventana “Resultados”. La figura 23 muestra la composición de esta ventana.

Figura 23. Ventana base de datos. Fuente. Autores

Base de datos reporte

En esta ventana se adjunta la información que describe cada una de las tecnologías en un

lenguaje técnico pero amigable con el usuario lo cual permite dar a entender el

funcionamiento y/o la finalidad de la misma además de los diferentes parámetros y

porcentajes de remoción. Además de esta información, en esta ventana se adjunta también el

contenido del anexo K con el fin de almacenar toda la información recopilada en el presente

proyecto. Cabe resaltar que esta ventana no deberá ser consultada por el usuario, ya que es

una ventana únicamente de almacenamiento de datos.

100

La información aquí consignada es visible para el usuario en la ventana “Reporte”. La figura

24 muestra la composición de esta ventana.

Figura 24. Ventana base de datos reporte. Fuente. Autores

Fuentes bibliográficas

Esta es la última ventana de almacenamiento de información en la herramienta de selección.

En esta se consignan las fuentes de información consultadas para cada tecnología incorporada

en la herramienta bajo un marco aplicado al sector productivo y al tratamiento de agua

residual de manera general. Esta ventana se dispone en caso de que el usuario quiera conocer

los casos de estudio en los cuales se han aplicado las tecnologías propuestas en la

herramienta. La figura 25 muestra la composición de esta ventana.

Figura 25. Ventana referencias bibliográficas. Fuente. Autores

101

De acuerdo a las ventanas expuestas, en el anexo Q se muestra la herramienta de selección de

tecnologías; cabe resaltar que el usuario debe contar con el software Excel y trabajarlo desde

su ordenador para que la herramienta sea útil y se pueda utilizar sin ningún tipo de

inconveniente.

2.2 Validación de la herramienta

Con el fin de dar a conocer la herramienta de selección de tecnologías al sector industrial

trabajado en el presente proyecto, la misma debe ser sometida a un juicio de expertos con el

fin de que sea evaluada la parte técnica y estética desde un punto de vista externo al proyecto

ya que se debe cumplir con requerimientos que sean amigables para quien haga uso de la

herramienta, pero que además la información sea veraz y convincente.

Perfil de los expertos

Es por ello, que la herramienta de selección se compartió con tres diferentes expertos en

tratamiento de agua residual para que los mismos hiciesen una valoración de la herramienta.

A continuación, se realiza una breve descripción del perfil profesional de los expertos

consultados.

Ing. Roberto Balda

Candidato a Magister en docencia de la Universidad de la Salle, cuenta con posgrado de

Ingeniería Sanitaria - International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering,

Delft, Holanda; con diplomados en control de calidad y alcantarillados y aguas residuales,

Tokio, Japón. Ingeniero de alimentos de la Universidad Jorge Tadeo Lozano.

Cuenta con más de 36 años de experiencia en el campo ambiental y sanitario, en áreas y

actividades de consultoría, construcción, diseño, montaje y operación de plantas de aguas

residuales domésticas e industriales, potabilización de aguas, manejo de lodos, estudios de

impacto ambiental, entre otros.

102

Ha participado en proyectos de investigación y diseño en empresas u organizaciones como

General Motors, Bavaria S.A, y la UNESCO. Ha dictado charlas a nivel nacional e

internacional en tratamiento de aguas residuales industriales y saneamiento básico.

Actualmente es el director de investigación y desarrollo de la empresa BAYING SAS, la cual

se especializa en la construcción, diseño, operación y tratamiento de agua residual industrial

y doméstica. Se encuentra vinculado a la Universidad de La Salle como docente de cátedra y

de planta hace 20 años aproximadamente instruyendo a los estudiantes en contenidos del

recurso agua en el programa de Ingeniería ambiental y sanitaria.

Ing. Felipe Contreras

Especialista en Saneamiento Ambiental - Escuela Colombiana de Ingeniería. Postgrado en el

Programa integral de dirección - EDIME. Ingeniero Ambiental y Sanitario de la universidad

de La Salle desde 2010.

Cuenta con más de 10 años de experiencia en la industria de aguas liderando el área de

Operaciones y Mantenimiento de sistemas de tratamiento de agua potable, residual,

industrial, Lixiviados de rellenos sanitarios, de producción para el sector hidrocarburos y

acondicionamiento de agua para sistemas de enfriamiento y calderas. Su experiencia laboral

lo ha llevado a verse involucrado en empresas como TECCA SAS, BAYING SAS y

Servicloro.

Posee amplios conocimientos en tecnologías de tratamiento biológico aerobio y anaerobio,

intercambio iónico, sistemas de membranas como UF, NF, MBR y ósmosis inversa; donde

ha participado en las fases de diseño, puesta en marcha y operación de las mismas.

Se ha desempeñado como profesor de cátedra en el programa de Ingeniería ambiental y

sanitaria en la Universidad de la Salle y en el diplomado ingeniería de procesos para

tratamiento de agua en la Universidad América. Actualmente es Gerente Comercial de Aguas

en el grupo VALREX.

103

Ing. Andres Bastidas

Maestro y especialista en gerencia y desarrollo de proyectos con énfasis en proyectos de

desarrollo - Escuela Colombiana de Ingeniería. Ingeniero ambiental y sanitario de la

Universidad de la Salle desde el año 2010.

Inició su carrera laboral como asistente de laboratorio en la Universidad de la Salle.

Posteriormente trabajó en la empresa Soluciones Ambientales de Colombia durante un año y

seis meses. Trabajo en Ondina en la división de ingeniería de procesos. En la parte comercial

de esta misma empresa, desarrollo de proyectos especiales y por último coordinación de

preventas.

Luego de esto fundó su propia empresa Water Treatment Engineering SAS que actualmente

lleva 11 años de vigencia en asociación con otro ingeniero; en el sector de curtiembres operó

15 plantas de tratamiento de agua residual para cumplimiento normativo en el sector de San

Benito y el área de Villapinzón bajo la coordinación de su empresa.

Posee experiencia como docente en la Universidad de la Salle dictando la materia Prevención

y control de la contaminación del agua durante los años 2019 y 2020 en el programa de

Ingeniería ambiental y sanitaria.

Desarrollo de las validaciones

El juicio de expertos se basó en diferentes sesiones con cada una de las personas consultadas.

Este juicio se trabajó en tres secciones.

1. Presentación del experto.

2. Presentación del alcance, configuración y consulta de la herramienta.

3. Diligenciamiento y observaciones de la herramienta por parte del experto.

La constancia del desarrollo de las validaciones se muestra en el anexo R el cual muestra las

diferentes actas generadas en los encuentros virtuales realizados; en donde se mencionan las

observaciones y compromisos adquiridos en cada juicio documentado.

104

Una vez realizada la reunión con cada uno de los expertos, se les compartió un formulario de

evaluación cualitativa y cuantitativa sobre el contenido y la estética de la herramienta. Este

formulario se conforma por 14 criterios a evaluar en un puntaje numérico del 1 (muy malo) -

4 (muy bueno). En el anexo S se muestran las puntuaciones y observaciones obtenidas por

cada uno de los expertos consultados.

La tabla 15 muestra el ponderado de las calificaciones obtenidas de manera global; de donde

se pueden identificar los criterios más relevantes para el análisis de esta validación.

Tabla 15. Puntaje global de la herramienta

Fuente. Autores

105

Los criterios pertenecientes al apartado A se caracterizan por tener una valoración cualitativa

“Bueno” en donde los criterios identificados por el código A.2 y A.6 obtienen el menor

puntaje promediado. Esto se debe a que, para los expertos la ventana inicial (código A.2) no

realiza un aporte de peso a la herramienta ya que el almacenamiento de la información no se

socializa con la SDA a menos que no sea requerido por la entidad mencionada.

Por otra parte, los expertos también evidenciaron que en los resultados (código A.6) se debe

realizar énfasis en la inclusión de tecnologías que no solamente se documenten en

bibliografías sino por lo contrario, enriquecer la herramienta con tecnologías ob tenidas por la

experiencia y el criterio de los diseñadores de la herramienta de selección.

Los criterios pertenecientes al apartado B se caracterizan por tener una valoración cualitativa

“Muy bueno”, frente a la cantidad, orden y composición de las ventanas en la herramienta de

selección. Sin embargo, los criterios que registraron una menor puntuación fueron los

identificados con el código B.6 y B7 con una valoración cualitativa “Bueno” frente a la

navegación y comodidad del manejo de la herramienta.

Así mismo, se destaca que el 43% de los criterios evaluados tienen una valoración “Muy

bueno” y el porcentaje restante como “Bueno”. Cabe resaltar que ningún criterio evaluado

obtuvo como puntuación ponderada una valoración de “Malo” o “muy malo”. La puntuac ión

total de la herramienta cuenta con el 85% de favorabilidad, con una valoración cualitativa

“Bueno” para el contenido técnico y tecnológico de la herramienta de selección; obteniendo

valores esperados para ella.

Este grado de favorabilidad y la puntuación alcanzada permite la aprobación de la

herramienta de selección frente a la validación de la herramienta tecnológica. Las

observaciones realizadas por los expertos en las sesiones de validación se tuvieron en cuenta

en la inclusión de la herramienta cuando el alcance de ellas fuera posible; también estas

observaciones sirven como base para el contenido del capítulo 3 del presente proyecto.

106

CAPÍTULO 3. DISEÑO DEL MANUAL DE USO E IMPLEMENTACIÓN DE LA

HERRAMIENTA DE SELECCIÓN

En este capítulo se realiza el diseño del manual de uso e implementación de la herramienta de

selección desarrollada y validada en el capítulo 2 del presente documento y que se puede

visualizar como el anexo Q del presente trabajo.

Teniendo en cuenta lo anterior, para el desarrollo del presente capítulo se hace necesario

contar con el juicio de expertos avalado, atendiendo a las recomendaciones realizadas por

parte del mismo. Además, se realiza una revisión a tres diferentes manuales de uso de

programas o modelos aplicados en ingeniería ambiental y sanitaria con el fin de

contextualizar y definir el contenido principal del manual de uso de la herramienta

tecnológica garantizando una estructura homogénea.

3.1 Documentación previa

Un manual de usuario es una publicación técnica que incluye la información más relevante a

tener en cuenta frente al uso y manipulación de algún producto; además ayuda al lector a

entender el funcionamiento del producto. Este tipo de publicación brinda las instrucciones

necesarias para que el usuario pueda utilizar un determinado producto o servicio. Los

manuales de usuario generalmente son incluidos en dispositivos electrónicos, hardware y

aplicaciones.

Es por esto, que para la manipulación de la herramienta tecnológica es necesario la creación

del manual de uso con el fin de asesorar a los usuarios de forma técnica y clara los conceptos

principales a tener en cuenta frente a manejo y registro de la información, forma de

navegación en la herramienta y procesos a realizar durante la consulta dentro de la misma.

Para realizar la definición de los apartados a incluir en este manual de usuario se consultaron

diferentes documentos pertinentes al manejo de programas utilizados comúnmente en la

ingeniería ambiental y sanitaria. A continuación, se muestra una breve descripción de los

programas consultados y la composición de su respectivo manual de uso.

107

Modelo Qual2K

De acuerdo a Jaramillo M et al. (2017), este es un modelo desarrollado en Excel para el

análisis del comportamiento de la calidad del agua, respaldado por la Agencia de Protección

Ambiental de los Estados Unidos (EPA por sus siglas en inglés). Este modelo considera el

flujo de agua como unidimensional y permanente. Para la simulación del transporte de

sustancias contaminantes; QUAL2K emplea el balance de calor y temperatura en función de

datos meteorológicos horarios, introducidos en un espacio de ciclo diario. El manual de uso

de este modelo publicado por Chapra et al. (2013) tiene las siguientes secciones y contenidos:

1. Introducción: Aplicabilidad del modelo y la responsabilidad del usuario en

cuanto a la modelación y manejo de la información.

2. General: Descripción de los botones principales del modelo.

3. Hojas: Composición de las principales ventanas del modelo e información que

se registra en ellas.

4. Advertencias: Posibles avisos que pueden darse en el modelo.

5. Calibraciones: Procedimientos de ajuste del algoritmo ejecutado en el modelo.

ArcMap

De acuerdo a ESRI, ArcMap es una interfaz en donde se visualiza y explora los dataset SIG

de su área de estudio, donde asigna símbolos y crea los diseños de mapa para imprimir o

publicar. ArcMap representa la información geográfica como un conjunto de capas y otros

elementos en un mapa. El manual de uso de esta interfaz ha sido publicado por distintos

autores, de acuerdo al difundido por Pucha F et al. (2017) este documento está compuesto por

las secciones y contenidos:

1. Introducción: Definición de los sistemas de información geográfica y finalidad

del documento.

2. Términos: Contextualización conceptual a tener en cuenta frente al manejo de

la información referente a los sistemas de información geográfica y al

software.

3. Tipos de datos: Formatos en los cuales el software trabaja y produce

información.

108

4. Ventana principal: Explicación de los menús que pueden ser manipulados por

el usuario y la principal división de la ventana.

5. Información almacenada: Explicación de los menús emergentes, funciones a

ejecutar, comandos a tener en cuenta, entre otros.

6. Preguntas frecuentes: Soluciones a diferentes problemas que pueden darse en

la manipulación del software.

AutoCAD

AutoCAD es una aplicación de software de dibujo asistido por ordenador desarrollada por

Autodesk que permite al usuario crear modelos bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D)

de mallas y superficies sólidas, en este software se pueden hacer dibujos a escala que se

utilizan para hacer equipos, organizar empresas de estructura, planificar el hardware eléctrico

y realizar planos de casas y estructuras comerciales. El manual de uso de esta interfaz ha sido

publicado por distintos autores, de acuerdo al difundido por Autodesk en 2011 este

documento está compuesto por las secciones y contenidos:

1. Novedades e introducción: Definición de los cambios de la versión actual del

software con respecto a anteriores y definición del alcance del software.

2. Espacio de trabajo: Descripción de la ventana principal del software.

3. Navegador de contenido: Descripción de los menús desplegables y funciones

de ellos para la ejecución del software.

4. Creación de dibujos: Especificación de los tipos de dibujos que genera el

software en cuanto a planos, vistas y escalas,

5. Demás secciones.

Teniendo en cuenta los documentos mencionados y sus respectivos contenidos, para el diseño

del manual de uso de la herramienta de selección se realiza una recopilación de los

principales apartados que tienen en común con el fin de aplicarlos a este manual.

Partiendo de ello se establecen los siguientes 8 apartados como parte del contenido del

manual de usuario:

109

1. Introducción

2. Alcance de la herramienta

3. Finalidad de la herramienta

4. Organización de la herramienta

5. Instalación y configuración

6. Consulta de las ventanas de la herramienta

7. Ejemplo de aplicación

8. Glosario

3.2 Contenido del manual de usuario

Este documento está basado principalmente en la experiencia frente al uso de la herramienta

de selección por parte de los autores, de estudiantes y expertos a nivel práctico. Las

observaciones realizadas por los expertos se tienen en cuenta en las especificaciones

puntualizadas en este manual de usuario. Es conocido de manera general que existen

diferentes metodologías de selección de tratamientos de agua residual; sin embargo, la

presente herramienta busca atender a especificaciones puntuales por parte del sector trabajado

a lo largo de este proyecto.

El presente manual se ha dividido en ocho principales apartados, atendiendo a los contenidos

expuestos en los manuales de usuario consultados, de la siguiente manera:

1. Introducción.

Esta sección muestra principalmente la definición de las herramientas tecnológicas y el

campo de acción de la presente herramienta tecnológica. Además, se realiza una

especificación especial en cuanto a la responsabilidad del usuario frente al manejo de da tos y

adopción de la información generada por la herramienta siendo necesario el asesoramiento

externo por parte de un diseñador de unidades de tratamiento de agua residual.

110

2. Alcance de la herramienta

En esta sección se especifica la finalidad de la herramienta en cuanto al asesoramiento a las

empresas de la adopción de tecnologías de tratamiento de agua residual para su ciclo

productivo, además se realiza una nueva observación frente a la responsabilidad únicamente

del usuario en el manejo de la información. Adicionalmente en esta sección se encuentra la

explicación y aclaraciones pertinentes sobre los tres grupos de variables manejados en los

procesos de filtración: Variables técnicas, variables económicas y variables operacionales.

A manera de cierre de esta sección se menciona el contenido netamente académico y

bibliográfico que alimenta la herramienta, así como los desarrolladores y las entidades que

funcionaron como apoyo.

3. Finalidad de la herramienta

Este apartado menciona inicialmente la importancia de los tratamientos de agua residual

puesto que el manejo inadecuado de este tipo de agua genera diferentes impactos

ambientales. Se menciona principalmente que el objeto de la herramienta de selección es

guiar al usuario frente a la adopción de diferentes tecnologías de tratamiento que generen una

conexión entre el conocimiento que posee el usuario de manera general y el conocimiento

que posee el diseñador de plantas de tratamiento de agua residual ya de forma más específica

al momento de proponer trenes de tratamiento específicos por cada empresa. Adicionalmente

se hace énfasis en la importancia del cumplimiento normativo respecto a vertimientos en

Colombia destacando las leyes que rigen este ámbito.

4. Organización de la herramienta

En este apartado se menciona el programa utilizado para el desarrollo de la herramienta, y las

tres secciones principales que la componen: diligenciamiento de datos, procesamiento de

información y presentación de resultados, como principales procesos a desarro llar tanto por el

usuario como por la herramienta de forma autónoma. Estos procesos se definieron de forma

previa al desarrollo de la herramienta como base para la consolidación y tratamiento de

información y a medida que se realizó la construcción se fueron afianzando como los ejes

centrales tanto en el desarrollo como en la manipulación de la herramienta tecnológica.

111

5. Instalación y configuración

Esta sección corresponde al primer procedimiento que debe realizar el usuario para manipular

la herramienta de forma correcta activando las macros que alimentan los procesos de

navegación, procesamiento y presentación de información a través de la herramienta.

Inicialmente se presentan los requerimientos básicos de sistema operativo necesarios en el

ordenador para el funcionamiento de la herramienta. Posteriormente se especifica la descarga

de la herramienta partiendo del diligenciamiento de un formato de Google como primer

requisito por parte de la Secretaría Distrital de Ambiente para la obtención de la herramienta.

Después de realizar el proceso de descarga se muestran los 6 pasos a realizar por el usuario

para la activación de las macros mencionadas previamente detallando de manera tanto escrita

como visual las opciones a seleccionar por parte del usuario para completar esta

configuración de forma efectiva. Cabe destacar que como este procedimiento se muestra

igualmente en el video de apoyo realizado para la herramienta (Anexo U)

6. Consulta de las ventanas de la herramienta

Este apartado es uno de los más relevantes en el manual de usuario, puesto que se realiza una

explicación de tanto las ventanas visibles para los usuarios (Manual de uso, inicial, filtros,

resultados y reporte), como de los botones y las funciones que estos tienen en la herramienta

alimentados tanto de la descripción escrita como el apoyo visual incluyendo imágenes de la

herramienta que permitan al usuario apropiar y entender de forma sencilla cada una de las

partes que componen la herramienta. A continuación, se presentará la información relevante

que se encuentra en cada ventana en el manual de uso.

6.1 Manual de uso

Siendo la primera ventana visible en la herramienta el manual de usuario presenta la

importancia de esta ventana para la navegación de forma efectiva a través de la herramienta

con un carácter netamente informativo, es decir una ventana en la que el usuario no requerirá

diligenciar ningún dato, presentando cada una de las ventanas de la herramienta una pequeña

descripción de los pasos más relevantes a tener en cuenta por el usuario en cada una de las

112

secciones o ventanas. Al final de esta sección se encuentran los botones de navegación que

posee esta ventana, así como su descripción en términos de funcionamiento.

6.2 Ventana inicial

Correspondiendo a la segunda ventana de la herramienta tecnológica, el manual de uso divide

esta ventana en tres secciones: la primera sección presenta un mensaje de bienvenida al

usuario, la finalidad de la herramienta y el uso de forma libre para las empresas portadoras de

la herramienta. La sección número dos se compone de los campos para el diligenciamiento de

la información básica del usuario mostrando el proceso para el diligenciamiento de esta

información de forma correcta, y la sección número tres muestra a los botones de navegación

de la ventana y la explicación de la función que cumple cada uno.

6.3 Filtros

Representa la ventana más importante de la herramienta tecnológica el manual de usuario

aborda esta ventana de igual forma que la mencionada anteriormente. Divide la ventana en

tres secciones; la primera corresponde a una serie de aclaraciones sobre la forma correcta de

utilizar las variables de filtración exponiendo obligaciones que el usuario debe aplicar para

conseguir el resultado de las tecnologías recomendadas, adicionalmente esta sección presenta

la explicación de cada una de las variables criterio expuestas así como sus rangos de

filtración y la forma como el usuario puede acceder a este recuadro explicativo de cada

variable desde la herramienta misma. La segunda sección corresponde a las opciones de

filtración de cada variable explica el funcionamiento de los botones de filtración que el

usuario usará al momento de seleccionar sus requerimientos, adicionalmente muestra un

ejemplo de cómo se evidenciaría en la herramienta la utilización de alguno de estos botones

de forma visual. La última sección y como se ha venido presentando previamente muestra los

botones de navegación que posee la ventana y la explicación de la función que cumple cada

uno de ellos.

113

6.4 Resultados

Manteniendo el mismo esquema que las dos ventanas anteriores, el manual de uso divide esta

ventana en tres secciones. En la primera sección le muestra al usuario como verificar sus

criterios seleccionados previamente desde la ventana resultados haciendo uso de los cuadros

de resumen allí presentes destacando su ubicación y llenado automático. En la segunda

sección el manual de usuario le indica de qué manera debe hacer la lectura de las tecnologías

recomendadas, así como el propósito de presentar el ID de la unidad para ser usado en

ventanas posteriores. Ya por último la sección tres corresponden a los botones de navegación

de esta ventana detallando la función que cumple cada uno de ellos.

6.5 Reporte

Representando la última ventana visible para el usuario en la herramienta de selección el

manual de uso maneja tres secciones para explicar el contenido de esta ventana. La primera

sección representando corresponde al cuadro de tecnologías recomendadas donde se detalla la

importancia del ID de la unidad y se le indica al usuario donde debe colocarlo para poder

visualizar el detalle de las tecnologías recomendadas, La sección número dos presenta al

usuario la información sobre la tecnología consultada. En esta sección el manual de usuario le

especifica al usuario qué tipo de información puede encontrar en este reporte de tecnologías

con el fin de interiorizar algún dato en específico que considere de interés el manipulador de

la herramienta. Ya como última sección se presentan los botones de navegación y la

descripción de la función que cumple cada uno.

Esta división de secciones para las ventanas busca facilitar la comprensión del manual de

usuario y cada una de sus ventana por parte del usuario buscando no superar tres secciones

por ventana evitando que este apartado sea despreciado al momento de leerlo.

Adicionalmente trabajar por medio de secciones le facilita al usuario la consulta de preguntas

específicas sobre la herramienta que surjan al momento de estar realizando la navegación a

través de ella.

114

7. Ejemplo de aplicación

Luego de explicar cada una de las ventanas presentes en la herramienta y la forma correcta de

realizar la navegación a través de ellas, el manual presenta al usuario un ejemplo de la

navegación a través de cada una de las ventanas, destacándose así el diligenciamiento de la

ventana de filtro considerada el eje central para la recomendación de tecnologías por parte de

la herramienta. En este apartado se muestra tanto los botones que debe utilizar el usuario

como de los campos que debe llenar de forma manual. Adicionalmente utilizando un ejemplo

práctico es posible mostrarle al usuario de qué manera se verían sus tecnologías de

tratamiento recomendadas en la ventana de resultados.

8. Glosario

Finalmente en esta sección, se realiza una recopilación breve de términos a tener en cuenta

frente al manejo de la herramienta, terminología utilizada en Excel y definiciones sobre el

tratamiento de agua residual.

Partiendo de lo anterior se consolida el manual de usuario de la herramienta tecnológica de

selección de unidades de tratamiento para el sector de curtiembres, documento que cuenta

con una totalidad de 38 páginas y corresponde al anexo T. Además del manual de usuario, se

realizó un video en donde se ejemplifica el contenido del manual de usuario con el fin de que

el usuario tenga tres diferentes opciones informativas para documentarse frente al manejo de

la herramienta de selección.

El video mencionado tiene una duración de aproximadamente ocho minutos, en donde

inicialmente se establece el alcance de la herramienta, el proceso de configuración y un

ejemplo ilustrativo del manejo de la herramienta. Este video se puede visualizar como el

anexo U del presente trabajo.

115

5. CONCLUSIONES

Mediante la elaboración del presente proyecto se logró desarrollar una herramienta que

permite guiar a las empresas del sector de San Benito para la elección de tecnologías de

tratamiento de agua residual provenientes del proceso productivo de curtiembres, con el fin

de dar a conocer diferentes opciones de tratamiento para las empresas que deseen controlar

las descargas de sus aguas residuales.

Se identificaron once variables criterio que responden a las principales preguntas que surgen

al momento de formular trenes de tratamiento de agua residual específicos en cualquier

industria y se incorporaron como los filtros de selección para la herramienta tecnológica

logrando un vínculo de información entre el sujeto que consulta la herramienta y el experto

en tratamiento de agua que formula el tren de tratamiento.

La identificación de las tecnologías incorporadas en la herramienta se realizó bajo un análisis

de información bibliográfica aplicada para el sector productivo y a la remoción de

contaminantes específicos cuya vigencia de publicación es menor a 20 años, lo cual muestra

una aplicabilidad contextualizada de las tecnologías al sector productivo de manera actual y

con tendencia a proporcionar así mejores resultados.

Partiendo de las once variables criterio y teniendo en cuenta que se estimó el valor de cada

una para las 41 tecnologías incorporadas en la herramienta se cuenta con 451 datos que le

prometen al usuario una ampliación en el espectro de características que puede seleccionar

para las unidades que podrían alimentar su planta de tratamiento.

116

Se desarrolló la herramienta de selección de unidades de tratamiento mediante el software

Excel y la herramienta Macros incorporando procesos de programación soportados desde la

ingeniería de sistemas e industrial dando origen a cinco ventanas visibles para el usuario

(Manual de usuario, ventana inicial, filtros, resultados y reporte) y cuatro ventanas de

almacenamiento y procesamiento de información (Base de registros, base de datos, base de

datos reporte y fuentes de información) soportadas técnicamente desde la ingeniería

ambiental.

La herramienta se expuso a diferentes expertos en el tratamiento de agua residual, en donde

se realizaron diferentes encuentros para dar un concepto final de esta. La herramienta de

selección cuenta con un grado de favorabilidad del 85% frente a los criterios evaluados por

parte de los expertos, lo cual permitió la validación de esta herramienta.

A partir del desarrollo de la herramienta y el juicio de expertos realizado, se diseña la guía de

uso e implementación, la cual consta de ocho apartados en donde se realiza una descripción

de las ventanas, secciones y funciones de la herramienta tecnológica. Además, se ejemplifica

el proceso de navegación en la herramienta con el fin de guiar de manera práctica al usuario.

117

6. RECOMENDACIONES

Debido a la variabilidad y ocurrencias de los costos de inversión (adecuaciones eléctricas,

hidráulicas, diseño, entre otros) estos no fueron incluidos en el presente proyecto. Por lo

tanto, este tipo de costos deben ser considerados de manera puntual por cada empresa e

incluidos en el análisis de la adopción y aplicabilidad de las tecnologías recomendadas por la

herramienta de selección contemplando el hecho de que representan un rubro a tener en

cuenta en el presupuesto destinado a la planta de tratamiento.

La adopción de las tecnologías obtenidas en la herramienta de selección es responsabilidad de

la empresa la decisión de implementarlas como tren de tratamiento teniendo en cuenta que se

establecen desde una búsqueda de características generales; es recomendable asesorarse

mediante un profesional en el área de tratamiento de agua residual con el fin de tener en

cuenta la aplicabilidad de las tecnologías en la empresa teniendo en cuenta y a criterios

específicos de la empresa.

La creación de esta herramienta de selección es un paso inicial frente al tratamiento de agua

residual de las empresas de curtiembres en el sector de San Benito; sin embargo, se debe

realizar un seguimiento a las empresas que hagan uso de ella con el fin de verificar de que sea

entendible para las empresas y que se adapte a sus necesidades en la medida de lo posible

intentando así realizar cambios esporádicos que permitan una mejor adopción por parte del

usuario haciendo una herramienta vigente en el tiempo.

Se recomienda identificar estudios complementarios y aplicados en el tema de remoción

cloruros como contaminante específico aplicado a este sector económico, con el fin de

obtener una mayor variabilidad de datos de tecnologías que puedan incorporarse a la

herramienta de selección.

Finalmente, se recomienda tener en cuenta nuevos estudios que se realicen de forma

específica en el sector y el aporte de los diseñadores de plantas de tratamiento para la

industria partiendo de la experiencia adquirida en su vida laboral.

118

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