Industria Peletera

El uso del cobre en los sistemas solares de calentamiento de agua

Curtiduría

Suelas “WYNY”León, GuanajuatoLeón, GuanajuatoSuelas “WYNY”

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Procobre Centro Mexicano de promoción del Cobre, A.C.Av. Sor Juana Inés de la Cruz 14-604

Tlalneplantla, Edo. de México, C.P. 59000Tel. 55 1665-6568

Casos de Éxito en la

La curtiduría utiliza agua caliente en varias etapas de su proceso y para obte-nerla comúnmente se emplea gas LP o diesel. Sin embargo, si se integra a sus procesos un sistema de calentamiento solar de agua, se

pueden ahorrar recursos. Además, al usar esta tecnolo-gía se contribuye con el cuidado del medio ambiente, porque se evitan emisiones de CO .2

Es el proceso que transforma la piel de los animales (bo-vinos, ovinos y porcinos) en cuero. La curtidumbre es compleja y se lleva a cabo en varias etapas.

ΠEtapa de ribera o encalado. Limpia y prepara la piel para facilitar el curtido. Se elimina con sulfuro de sodio y cal la epidermis y el pelo o lana.

� Etapa de curtido. Comprende el desencalado, la purga, el piquelado y el curtido. En los dos primeros procesos se prepara la piel para la curtiembre mediante lavados con agua limpia. El piquelado se realiza para acidular la piel con el objetivo de evitar el hinchamiento y fijar las sales de cromo (esta opera-ción no se lleva a cabo en el curtido vegetal). Estos procedimientos se hacen en tambores rotativos.

El curtido es el proceso que convierte las pieles en mate-riales resistentes a la putrefacción. Existen tres tipos según el curtiente empleado:

1l Curtido vegetal: emplea taninos y se utiliza en la pro-

ducción de suelas.

l Curtido mineral: usa sales minerales y se aplica prin-cipalmente para la fabricación de cueros para calza-do, bolsos y chamarras, entre otros.

l Curtido sintético: emplea curtientes sintéticos.

Ž Etapa de acabado. Este procedimiento depende del tipo de producto final, por ejemplo, las suelas llevan prensado, engrasado, secado y algunas veces esti-ramiento; la piel para productos con acabados más

¿Qué es la curtiduría?

Tambores rotativos

Cuero prensado y escurriendo

Tinas donde se baña el cuero en varias etapas

finos, como calzado, bolsas, chamarras, etcétera requiere neutralizado, recurtido, teñido o blanquea-do, engrasado, secado y pulido.

l Prensado o escurrido: se realiza para quitar la hume-dad, estirar las partes arrugadas y mantener un espe-sor uniforme.

l Neutralizado: se bañan los cueros con agua, formato de calcio, carbonato o bicarbonato de calcio.

l Recurtido: se utiliza para los que fueron curtidos con cromo, mas no para los que fueron sometidos al tani-no, ya que éste produce un cuero más fácil de pren-sar; el blanqueado sólo se realiza en algunos casos y se utiliza bicarbonato de calcio y ácido sulfúrico, seguido inmediatamente de un lavado con agua corriente para quitar el ácido, cuya presencia produ-ce manchas y vuelve quebradizo el cuero.

l Teñido: se realiza luego de la neutralización en baños con agua y colo-rantes.

l Engrasado: con-siste en impreg-nar el cuero de grasas o aceites naturales para evitar el cuartea-miento, dándole suavidad, flexibi-lidad y resisten-cia. Esta opera-ción se realiza en tambores rotativos.

l Secado: los cueros son desaguados y retenidos para eliminar el exceso de humedad, luego se estiran y preparan para secar.

l Pulido: es el proceso final y se lleva a cabo en algu-nos productos, según el acabado que requieran.

La curtiembre requiere de la utilización de grandes canti-dades de gas LP o diesel para su proceso, porque con esos recursos se calienta el agua para las operaciones de curtido, neutralizado, teñido, recurtido, engrasado y secado.

Los sistemas de calentamiento de agua que tienen al sol como fuente de energía se están extendiendo rápida-mente en el país, porque permiten un importante ahorro de energía y dinero. Además ayudan a cuidar el medio ambiente.

Los sistemas solares de calentamiento de agua con colectores planos permiten elevar la temperatura de

ograndes volúmenes hasta 75 C, por lo que se pueden utilizar en procesos industriales que necesiten del líqui-do a esa temperatura o como un sistema de precalenta-miento.

Alternativa eficaz: energía solar

1 Sustancia astringente y curtiente que producen algunos vegetales y plantas.

Los colectores sola-res planos están conformados por un marco de aluminio, con una cubierta de vidrio templado, que abarca un conjunto de tubos paralelos de cobre soldados a unas aletas del mismo material. La radiación solar incide sobre dichas aletas con un recubrimiento negro y transmiten el calor a los tubos que contienen el agua circulante. En la parte inferior, las celdas cuentan con un aislamiento térmico, para que los tubos mantengan el calor. Este tipo de calentador dura muchos años y es tan eficiente que la inversión se recupera rápidamente.

La aplicación del calentamiento solar de agua con colec-tores planos en el proceso de curtiembre permite el aho-rro de energía y tiempo, ya que se puede utilizar el agua caliente que proviene del sistema directamente a proce-sos como el secado o para precalentar el agua de entra-da a la caldera que eleva la temperatura hasta donde requieran sus demás procesos.

Las dimensiones del sistema de calentamiento son determinadas en función del tamaño de la industria que lo utilice. En esta aplicación en particular, el siste-ma obedece a la cantidad de suelas que se quieran elaborar, por lo que es indispensable un análisis particular para cada caso.

Es la empresa mexicana de curtido vegetal más impor-tante en el mundo. Cuenta con cuatro plantas para pro-cesar el cuero: una de encalado (para acondicionamien-to), dos de curtido, engrasado y secado y una más para los procesos de acabado y producto terminado. La suela es curtida al 100% mediante un proceso de pilas y tam-

2bores con una duración de 50 días .

Esta compañía en su afán por cuidar del medio ambiente tiene una planta para el trata-miento de aguas residuales y utiliza sistemas de calenta-miento solar para el proceso de secado. A continuación se enumeran las ven ta jas ambientales y económicas que esta empresa ha obtenido

gracias a este sistema, lo que la convierte en un ejemplo a seguir para otras industrias.

Suelas “WYNY”

Características del sistema de calenta-miento solar

Suelas “WYNY” tiene colocados en la azotea de uno de sus edificios un sistema de calentamiento solar de agua

2conformado por 169 colectores planos, de 2 m aproxi-

2madamente cada uno; es decir, 338 m en total. Además tiene un termotanque de 50 mil litros y un depósito ali-mentador, que en este caso proviene de cisternas. El agua pasa directamente a los colectores y recircula mediante la acción de cuatro bombas.

oEl sistema logra un aumento de más de 50 C, ya que el agua entra a una temperatura promedio de entre 10 y

o20 C, dependiendo de la hora y día del año. De esa mane-

ra cubre 70% de los requerimientos de calentamiento en oel secado; es decir, alcanza los 60 C requeridos para

dicho proceso.

Las tuberías que transportan el agua caliente del termo-tanque al proceso de secado también son de cobre para no perder calor. Cabe señalar que el sistema de calenta-miento solar que utiliza suelas “WYNY” es 100% mexica-no.

La importancia de tener tubos de cobre se debe a las propiedades que este metal tiene: durabilidad, resisten-

Los 169 colectores solares planos instalados en la azotea

Colectores solares planos

2 Información en www.wyny.com.mx

Suela terminada

Termotanque de 50 mil litros (depósito cubierto de color blanco)

Termotanque

Bombas para recircular el agua

cia e higiene, ya que es un material que no se oxida ni permite incrustaciones y es un excelente conductor de calor.

El proceso de curtiembre requiere de agua caliente en varias de sus etapas. En suelas “WYNY” se utiliza parti-cularmente para el proceso de secado de cueros, el cual

orequiere de 50 mil litros a 60 C, por lo que el sistema pro-vee 70% de este volumen a esa temperatura, dejando sólo 30% restante para calentar con el sistema tradicio-nal utilizado por esta industria.

Con el sistema actualmente suelas “WYNY” reduce 70% de su consumo de combustible. Si no lo utilizaran, con-sumirían 182,400 litros de gas LP anuales. Ahora sólo consumen 55,200 litros, lo que representa un ahorro de 127,200 litros por año.

Uso de agua caliente

Ahorro de combustible

COMPARACIÓN DE CONSUMO PROMEDIO DE GAS LP

Diario

164 litros

543 litros

379 litros

Mensual

4,600 litros

15,200 litros

10,600 litros

Anual

55,200 litros

182,400 litros

127,200 litros

Consumo con energía solar

Consumo sin energía solar

Ahorro de combustible

l El sistema es ecológico, ya que no contamina en nin-guno de sus procesos: ni en su instalación ni en su utilización.

l Su uso disminuye las emisiones locales producto de la combustión de gas, como los óxidos nitrosos (NO ) x

y monóxido de carbono (CO), además de ofrecer beneficios ambientales a nivel global, ya que se redu-cen las emisiones de bióxido de carbono (Co ).2

l Las tuberías de cobre que conforman el sistema ofre-cen durabilidad, resistencia, confiabilidad, eficiencia e higiene, ya que dicho metal no se oxida y evita la formación de incrustaciones.

Por todos los beneficios y ventajas que brinda, el uso de sistemas de calentamiento solar de agua con tuberías de cobre satisface exitosamente los requerimientos del líquido caliente durante el proceso de curtidumbre. Ade-más, contribuye al cuidado del entorno ambiental local y global.

En 2008, la producción anual de suela de cuero fue de 2 5220 millones de decímetros cuadrados (dm ) . Se estima

que se necesitan 0.01 litros de gas LP para secar un decí-metro cuadrado de suela.

Si todas las curtidurías que elaboran suelas utilizaran sistemas de calentamiento solar de agua para el proce-so de secado y suponiendo que todas utilizan gas LP para esta etapa, se tendrían los siguientes ahorros a nivel nacional:

Estimación del impacto nacional

AHORRO MONETARIO Y DE COMBUSTIBLE

Diario

379 litros

$1,895

0.6 toneladas

Mensual

10,600 litros

$53 mil

17 toneladas

Anual

127,200 litros

$636 mil

203.5 toneladas

Ahorro de combustible3Ahorro monetario

4Emisiones de CO evitadas2

Inversión y rentabilidad

La inversión que se hizo en suelas “WYNY” para la adquisición e instalación del sistema de calentamiento de agua con energía solar fue de tres millones de pesos. El tiempo de recuperación de la inversión fue de poco más de cuatro años.

Ventajas

l El ahorro económico al disminuir de manera impor-tante el uso del gas LP

l Los costos de operación son nulos, ya que el sistema trabaja solo y no requiere de personal especializado para su funcionamiento. Además, el mantenimiento es básicamente de limpieza.

l La fuente de energía que provee al sistema de calen-tamiento solar es gratuita, por lo que jamás estará relacionada con alzas de precios, como sucede con el gas LP.

l La operación del equipo no es peligrosa y no requiere de sistemas especiales de seguridad.

ESTIMACIÓN DE AHORROS ANUALES

Sin calentadores

solares

2.25 millonesde litros

$11.25millones de

pesos

3.6 mil toneladas

Con calentadores

solares

675 mil litros

$3.4 millones de

pesos

1.1 mil toneladas

Ahorro

1.6 millones de litros

$7.85 millones de

pesos

2.5 mil toneladas

Consumo de gas LP

6Costo por gas Lp

7Emisiones de CO2

5 Encuestas industriales mensuales 2010 del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) en www.inegi.org.mx.

6 5.20 $/litro: precio promedio del gas LP en junio de 2010.7 La reducción de emisiones de CO por un menor consumo de gas LP es 2

-3de 1.6 x10 toneladas por litro. Fuente: Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (CONUEE).

3 4.9 $/litro: precio del gas LP ofrecida por el propietario.4 La reducción de emisiones de CO por el consumo evitado de gas LP es 2

-3de 1.6 x10 toneladas por litro. Fuente: Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE).

Agradecemos al Gerente de Ingeniería de la planta industrial de suelas “WYNY”, por compartirnos su punto de vista sobre los sistemas de calentamiento de agua con energía solar. Asimismo, extendemos el agradecimiento a Captasol, empresa fabricante de calentadores solares, por su amable colaboración para el desarrollo de este material informativo.