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1 Introducción a la Ingeniería Agroindustrial II Ing. María Elena Ramírez
UNIDAD IV: Procesos No Alimentarios
Contenidos:
4.1 Procesamiento de cueros y sus derivados
4.2Problemas ambientales generados al procesar el cuero.
Objetivos: Identifico las etapas y operaciones que se llevan a cabo para la obtención de
cueros.
Analizo el proceso de curtiembre bajo un enfoque sensible y según se realiza
en la región Norte de Nicaragua.
Examino el comportamiento de las exportaciones y la comercialización de los
productos o artesanías de cuero.
INTRODUCCIÒN
El cuero es la piel del animal preparada químicamente para producir un material
robusto, flexible y resistente a la putrefacción. Casi toda la producción mundial de
cuero procede de pieles de ganado vacuno, caprino y lanar. También se emplean,
en menor proporción, pieles de caballo, cerdo, canguro, ciervo, foca, morsa y
diversos reptiles.
El cuero se emplea para una amplia gama de productos. La variedad de pieles y
de sistemas de procesado producen cueros suaves como telas o duros como
suelas de zapato. Las pieles de bovino, la principal materia prima de la producción
de cuero, pueden ser ligeras y flexibles o duras y resistentes. Estas últimas se
emplean para producir cuero destinado a suelas de zapatos, correas de
transmisión de máquinas, juntas de motores o arneses, entre otras aplicaciones.
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En la actualidad, el cuero tiene sustitutos, muchas sustancias artificiales se
producen y venden como cuero sintético. Entre estos productos hay plásticos,
como el cloruro de polivinilo, o fibras no tejidas impregnadas con agentes
aglomerantes. Estos materiales carecen de la porosidad, flexibilidad y resistencia
del cuero. Sin embargo, su producción resulta más barata que la del cuero, por lo
que se han hecho con una cuota de mercado importante, sobre todo en la
industria del calzado.
La producción de Cuero, en Nicaragua es una rama derivada de la actividad
ganadera en el país, la cual se encuentra en auge actualmente, especialmente por
causa del mercado de exportación de la carne, pero de la cual el cuero no
considera como el principal fin.
Este Sector del cuero en Nicaragua ha venido evolucionando lentamente hacia la
tecnificación de sus procesos, modernización de sus maquinarias y equipo,
quienes están surgiendo por iniciativa propia y con la ayuda recibida por las
instituciones gubernamentales especializadas en la promoción y desarrollo de
estos sectores. (MIFIC, 2007)
Producción Nacional
La Industria del Cuero en Nicaragua la conforman: Cuatro tenerías grandes,
(Destacando la Condega, en la ciudad del mismo nombre, y Bataan, en la ciudad
de León), Seis medianas como el Águila, La Centroamericana, Los Leones, todas
de la Ciudad de León, además de 35 pequeños teneros (5-8 trabajadores), los
cuales trabajan de maneraartesanal, y se encuentran ubicados en su mayoría en
el Departamento de León, enJuigalpa, Chontales y Condega.
También hay que agregar a los Pileros, unos ochenta, los cuales producen la
vaqueta, que es usada como suela en la industria del calzado, y otros cueros de
baja calidad.
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Características de Producción
La cadena productiva del Cuero comprende un conjunto de actividades
productivas que se integran entre sí, a fin de incrementan el grado de
transformación del producto.
Implícitamente cada actividad considerada afecta la actividad siguiente en cuanto
a calidad del producto o servicio al cliente.
En el ámbito de Ramas de Actividades se puede identificar dos: la primera
orientada a la obtención de la materia prima: la crianza y manejo de la ganadería;
la matanza de reses y las empresas de curtiembres que le dan una transformación
intermedia al cuero, y en segundo lugar tenemos, las manufacturas o fábricas de
productos de marroquinería (carteras, cinchos, maletines, etc.) y las del calzado.
(MIFIC, 2007)
Gráfico No. 2
Caracterización típica de la cadena insumo-producto distribución
Las tenerías compran las pieles ya sea ¨en sangre¨ la cual requiere un proceso de
limpieza y remojo, o ya saladas, la cual es remojada, y se le quita la grasa o
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restos de carne que pudieran haber quedado, luego se le quita el pelo, y se parte
en dos por el dividido.
Después de esto entra al proceso de curtido, donde la piel se somete a acciones
físico químicas para convertirla en un material duradero. Esto se logra con la
acción de las sales de cromo, el ácido sulfúrico, bicarbonato y óxido de Magnesio.
Estos químicos puedenconseguirse en el mercado nacional. El resultado de este
Proceso es el cuero ¨Wet Blue¨, un tipo de cuero semi- procesado listo para la
exportación.
Luego de esto viene el proceso de escurrido y rebajado, con éste se reduce el
grosor de la piel al nivel deseado. El siguiente paso es el recurtido, donde se le da
color en ambos lados con Grasas Vegetales según el tipo de cuero a producir.
El siguiente paso es el suavizado a través de una Máquina, con este proceso se le
da la contextura al cuero, dependiendo del uso al que va destinarse, por ejemplo,
el gamuzado para prendas de vestir y carteras, o una contextura más dura para
los zapatos. El cuero puede venderse a la industria manufacturera en este estado,
o puede llevarse al proceso de pintura, donde se le aplican resinas y esmaltes que
proporcionan colores de acuerdo a la moda y gusto del cliente. Según el tipo de la
bota el cuero puede ser puro, gravado, badana o liso cada uno con diferente
rugosidad. El cuero destinado a la marroquinería que es un cuero más delgado y
más suave.
El último proceso es la plancha, Medida y empaquetado para vender al mercado
nacional.(MIFIC, 2007)
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4.1 Procesamiento de cueros y sus derivados
Piel:
La piel es el órgano más extenso del cuerpo, al que recubre en su totalidad.
Bajo este aspecto, es necesario conocer cuáles son los parámetros de calidad
requerida en las pieles, que se van a controlar en el momento de la recepción de
las pieles en crudo, es decir que las pieles deben de ir libres de defectos que
puedan presentar las pieles de los animales vivos, tales
como:
Marcas de Fuego:Ocasionadas por quemaduras para el
grabado de letras,cifras o figuras, con un signo de hierro
ardiendo, principalmente en la culata, raras veces en testuz,
cuello o barbilla.
Frecuentemente son varias marcas. Son visibles fuertes cicatrices en el curtido, muchas veces atraviesa todo el corte transversal de la piel. Esas partes no son utilizables para el cuero. Lo que se recomienda es que se haga en cara o en las patas del animal. Esta marca no debe tener más de 11 cm de diámetro.
Otros defectos del animal vivo: (Infestaciòn por larvas o moscas de os
Bovinos, Gusano Barrenador)
PIEL CRUDA
REMOJO
PELAMBRE
CALERO
DESCARNADO
DESENCALADO
PIQUELADO
CURTIDO
ESCURRIDO
DIVIDIDO
REBAJADO
NEUTRALIZADO
RECURTIDO
TEÑIDO
ENGRASE
SECADO
ACONDICIONADO
ABLANDADO
OTRAS
EXPEDICIÓN
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Este tipo de infestación se conoce también con los nombres de WarbleFly en USA, infestación por larvas, gusano del ganado, mosca de los bovinos, cucas del ganado, mosca zumbadora, y mosca de las mataduras.
El defecto se puede presentar en dos formas bien reconocidas por los curtidores; éstas son una serie de hoyos (perforaciones producidas por la larva al atravesar la piel). A través de todo el espesor de la piel en la región correspondiente al lomo del animal producido por la larva .Luego, cuando la larva abandona la piel y cae al suelo para pupar se ve la cicatrización de estos agujeros.
Se combate través de la extracción mecánica de las larvas o tratamiento con un especial ácido derivado de esteres fosfóricos o insecticidas de contacto.
Cuero:
Piel tratada mediante curtido. El cuero proviene de una capa de tejido que recubre
a los animales y que tiene propiedades de resistencia y flexibilidad bastante
apropiadas para su posterior manipulación.
Remojo:
El remojo es uno de los denominados trabajos de ribera.
Los trabajos de ribera se caracterizan por emplearse en
ellos grandes cantidades de agua, de lo cual deriva su
nombre. Otros trabajos de ribera que estudiaremos
posteriormente serán: Pelambre Desencalado Purgado-
rendido Desengrasado Piquelado. Junto a estos
procesos químicos, físico-químicos y enzimáticos,
transcurren un conjunto de operaciones mecánicas,
cuyo objetivo es quitar de la piel todos los componentes
no adecuados para correcta elaboración de un cuero,
preparando la compleja estructura fibrosa del colágeno
para la siguiente fase de curtición.
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La finalidad del remojo es devolver a la piel su estado de hinchamiento natural y
eliminar la suciedad (barro, sangre, estiércol, microorganismos) así como
substancias proteicas solubles y agentes de conservación.
La etapa del remojo se puede llevar a cabo en Piletas o fosas de remojo (es un
sistema más lento generalmente se utiliza para remojos previos para pieles en
bruto secas).
En batanes (molinetes) para remojo cuidadoso en baño largo para pieles
sensibles.
En fulones (o bombos); es un sistema más veloz, de aplicación más generalizada,
principalmente para pieles pesadas).Actualmente se emplean también los fulones
compartimentados en y las mezcladoras (hormigoneras).
Cualquiera sea el sistema elegido, se trata de hacer el remojo en el menor tiempo
posible puesto que éste interrumpe el proceso de conservación y por consiguiente
se favorece el ataque bacteriano ya que, y como habíamos visto, las bacterias
precisan de agua para su reproducción.
Pelambre:
Luego de la operación de remojo, las pieles suficientemente hidratadas, limpias,
con algunas proteínas eliminadas de su estructura, pasan a las operaciones de
pelado, donde fundamentalmente se pretende, por un lado eliminar del corium, la
epidermis junto con el pelo o la lana, y por otro aflojar las fibras de colágeno con el
fin de prepararlas apropiadamente para los procesos de curtido. En general, la
concentración de los productos químicos involucrados así como el tiempo y tipo de
proceso serán determinantes del tipo de curtido, y particularmente de la blandura y
resistencia físico-mecánica de los artículos finales.(capellada, tapicería,
marroquinería, vestimenta)
Entre los objetivos del pelambre podemos destacar los siguientes:
1. Quitar o eliminar de las pieles remojadas la lana o el pelo, y la epidermis. 2. Favorecer un hinchamiento de la piel que promueva un aflojamiento de la
estructura reticular 3. Promover la acción química hidrolizante del colágeno que aumenta los
puntos de reactividad en la piel , al mismo tiempo que la estructura sufre desmoronamiento en sus enlaces (trabaciones) químicas. Entre otros.
El calero consiste en poner en contacto los productos alcalinos Ca(OH)2(el de mayor concentración), NaS2, NaHS, aminas, y todos los otros productos
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involucrados, sales, tensoactivos, peróxidos, etc. Disueltos en agua con la piel en aparatos agitadores (fulones, -bombos- batanes -molinetes-, mezcladores, etc.).
Durante un tiempo más o menos largo, hasta conseguir la acción de los productos del calero en toda la sección de la piel, y el grado de ataque (físico-químico) deseado.
Los efectos del calero son:
• Provocar un hinchamiento de las fibras y fibrillas del colágeno. • Ataque químico por hidrólisis de la proteína-piel aumentando los puntos de
reactividad, y si el efecto drástico llega a la disolución de las fibras las convierte en una semi pasta pre-gelatina.
• Ataque químico a las grasas, productos cementantes, raíces del pelo, etc., facilitando mediante su disolución en agua.
Re -encalado:
Aquellos cueros cuya blandura debe ser acentuada, pueden necesitar una acción más intensa, en la etapa del encalado.
El "reencalado" consiste en el tratamiento de las pieles previamente encaladas en nuevo baño de cal. Al ejecutar esta operación se debe prestar atención especial en el tiempo y la temperatura, pues tiempos largos y temperaturas altas pueden afectar negativamente las características fisicoquímicas del cuero.
Se sugiere realizar este reencalado empleando largos de baño de 200-300% de agua (a temperaturas de entre 20-25ºC) y la duración puede variar de 8 a 18 horas.
Descarnado:
Si partimos de un proceso de apelambrado en el que no hubo destrucción de pelo, este debe eliminarse a continuación a mano o a máquina, eliminándose simultáneamente los restos de la epidermis.
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Caballete
ilustrado
en la
figura de
la
izquierda.
Descarne
manual
del cuero.
Descarne manual hecho con cuchillas
Máquina de descarnar Rodillo de máquina de descarnar
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Descarnado en máquina Piraña con
sistema de transporte Máquina de dividir en tripa
Máquina de descarnar (trinchadora)
El descarnado es necesario puesto que en la endodermis (parte de la piel en contacto con el animal) quedan, luego del cuereado, restos de carne y grasa que deben eliminarse para evitar (entre otras consecuencias) el desarrollo de bacterias sobre la piel.
Desencalado:
El desencalado sirve para eliminación de la cal (unida químicamente, absorbida en los capilares, almacenada mecánicamente) contenida en el baño de pelambre y para el deshinchamiento de las pieles.
Por lo tanto, el objetivo del desencalado es:
1. Eliminar la cal adherida o absorbida por la piel en su parte exterior.
2. Eliminar la cal de los espacios interfibrilares.
3. Eliminar la cal que se hubiera combinada con el colágeno.
4. Deshinchar la piel dándole morbidez.
5. Ajustar el pH de la piel para el proceso de purga.
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Rendido o Purga:
El rendido (o purga) es un proceso mediante el cual a través de sistemas
enzimáticos derivados de páncreas, colonias bacterias u hongos, y muy
frecuentemente en el mismo baño de desencalado, se promueve el aflojamiento
de las fibras de colágeno, deshinchamiento De las pieles, aflojamiento del repelo
(raíz de pelo anclada aún en folículo piloso) y una considerable disociación y
degradación de grasas naturales por la presencia de lipasas. Cuánto más suelto,
caído y suave deba ser el cuero, más intenso deberá ser la intensidad de rendido.
Desengrase:
Este tipo de proceso es frecuentemente efectuado simultáneamente con
tratamientos a base de emulsionantes, la mayoría de las veces con adición de
disolventes orgánicos de gran efecto desengrasante y modernamente con alta
biodegradabilidad.
Piquelado:
La finalidad de éste proceso es acidular hasta un determinado pH, las pieles en
tripa antes de la curtición al cromo, al aluminio o cualquier otro elemento
curtiente. Con ello se logra bajar los niveles de astringencia de los diversos
agentes curtientes. En realidad se hace un tratamiento con sal y ácido que se
regula en la piel en tripa en general a un valor < 3,8 de pH, para evitar por ej.
que en la siguiente etapa del curtido (por ej. al cromo), las sales de curtientes
eleven su basificación por la todavía residual alcalinidad de los procesos de
purga (o rendido) y de desencalado. Si esta alcalinidad no se eliminara
tendríamos una curtición en superficie, que conduciría a modificaciones de la
flor (quebradiza y tacto áspero) del cuero.(Cueronet.com, sf)
El piquelado también se emplea como método de conservación o almacenamiento. Fundamentalmente se aplica el piquel de conservación en pieles de oveja deslanadas y skivers, pero también para pieles grandes y de cabra depiladas.
El tratamiento es con sal y ácido,
Cantidades mínimas:
12-15 % sal común (NaCl)
1,5-2,0 % ácido sulfúrico
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ambos productos calculados sobre el peso en tripa. Este tipo de pieles en tripa piqueladas, bajo las correctas condiciones de almacenamiento, son resistentes durante muchos meses.
Curtido:
La curtición es por definición una transformación de cualquier piel en cuero.
Este proceso de curtición involucra el tratamiento de la piel en tripa con un agente curtiente,que, por lo menos en parte, se combine irreversiblemente con el colágeno(Cueronet.com, sf)
Tipos de curtición
En términos generales podemos dividir la curtición de acuerdo al tipo de curtiente. De acuerdo a ello, haremos la siguiente división:
CURTICIÓN CON PRODUCTOS INORGÁNICOS
Sales de Cromo
Sales de Aluminio
Otros Curtientes Sales de Hierro
Inorgánicos
Sales de Circonio
Polifosfatos
Sílice
CURTICIÓN CON PRODUCTOS ORGÁNICOS
Curtientes vegetales
Derivados Lingosulfónicos
Curtientes sintéticos
OTROS CURTIENTES ORGÁNICOS
Aldehídos
Parafinas sulfocloradas
Aceites
Resinas
Las operaciones para la obtención del
cuero terminan en la Curtido, sin embargo
hay otras operaciones posteriores a la
Curtiembre como lo son: Escurrido,
Dividido, Neutralizado, Recurtido, Teñido,
Engrase y Almacén.
Estas operaciones le confieren un acabo
al cuero, que se utilizará para trabajos
artesanales o industriales como en la
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confección de diferentes artículos o prendas de vestir, confiriéndole
características más atractivas para la elaboración de ropa por ejemplo; cuando
se tiñe el cuero el más usado son los colorantes químicos y en dependencia de
las exigencias del mercado se usan colorantes vegetales.
4.2 Problemas ambientales generados al procesar el cuero.
Como ya se abordó la importancia económica que tiene el procesamiento del
cuero y sus derivados, así como las etapas que conlleva a la obtención de esta
materia prima, no se debe dejar de lado el impacto que tiene la Industria del Cuero
en el medio ambiente, por lo tanto en este acápite se va a desarrollar
generalidades de la Evaluación del Impacto Ambiental (EIA) del Cuero.
El curtido de pieles bovinas, es consecuencia de una serie de etapas productivas,
en las que es necesario adicionar productos químicos que tienen consecuencias
ambientales significativas, entre los que cabe resaltar, las sales de cromo y el
sulfato de amonio, dado que se transforman en compuestos contaminantes de las
aguas de difícil degradación y generan gases como el sulfuro de hidrógeno y el
amoníaco que son tóxicos y fácilmente se perciben en los alrededores de este tipo
de empresa
4.2.1 EIA del Cuero
Toda industria, empresa o agente transformador, genera distintos tipos de
contaminantes al medio, entre ellos se puede clasificar en:
Contaminación al Suelo
Contaminación al Aire
Contaminación al Agua
Contaminación a la Biodiversidad
Contaminación a la Flora y Fauna
En estas clasificaciones de los contaminantes, también es necesario conocer los
tipos de residuos que se generan l medio, y los más comunes son los líquidos y
los desechos sólidos.
En las tenerías tanto como en las empresas de curtiembres, emanan una serie de
compuestos químicos que son los desperdicios contaminantes y más aún
perjudiciales tanto para el ser humano como para el medio ambiente.
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Entre los elementos que pueden ser ubicados como desperdicio en las tenerías se
cuentan: sal de cromo, sal común, sulfuros, estiércol, sangre, pelo, pedazos de
piel y carne, lo cual explica en cierto modo el ofensivo olor que este tipo de
industrias genera.
El agua se hace parte de los numerosos residuos líquidos, a través de un
abundante consumo de la misma, con la finalidad de lograr que arrastre consigo
tanto hidróxido como hipoclorito de sodio, algunos agentes tensoactivos y otras
preparaciones enzimáticas.
Por otro lado el agua utilizada en estas industrias adquiere un cierto contenido de
cal y sulfuro de sodio, así como ácidos orgánicos (sulfúrico, clorhídrico, láctico,
fórmico y bórico, entre otros), sales de amonio, bisulfito de sodio, peróxido de
hidrógeno, azúcares y melazas, e inclusive ácido sulfoftálico; solventes y agentes
tensoactivos.
Este proceso, se inicia cuando los cueros frescos, llegan a las instalaciones de la
curtiembre provenientes de mataderos industriales o municipales sin ningún
tratamiento previo, salvo la eliminación de restos de carne y pellejos de mayor
tamaño que estén adheridos. (Peña, sf)
En algunos casos, cuando el tiempo entre la matanza y el procesamiento de los
cueros se estima que será largo y que podrían iniciarse procesos de
descomposición en los mismos, se le agrega sal, con el fin de inhibir la acción de
microorganismos descomponedores, sean estos anaeróbicos o aeróbicos,
eliminando la humedad de los mismos y su contacto directo con el aire que le
rodea.
Desde el punto de vista ambiental, es aconsejable procesar cueros frescos ya que
los cueros “Salados” contribuyen a aumentar la cantidad de cloruros de sodio en
las aguas residuales.
El manejo de los cueros, normalmente se realiza de manera manual y representa
una gran carga de trabajo físico para los trabajadores que lo realizan, puesto que
el peso de cada pieza puede superar los 50 kilogramos, adicionalmente, es una
labor que podríamos catalogar de poco higiénica ya que estos cueros
generalmente vienen cubiertos de gran cantidad de materiales putrescibles. En la
etapa de limpieza y remojo, se procura eliminar los restos de sangre, tierra y
estiércol que normalmente vienen adheridos a los cueros.
Para ello, los mismos se introducen manualmente en los “bombos” con agua,
jabones y tensoactivos. En el caso de los cueros “Salados” esta etapa del proceso
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productivo cumple con la función adicional de humectarlos, ya que los mismos han
perdido buena parte de su humedad debido a la acción de la sal sobre su
superficie. Las descargas producto de esta etapa presentan niveles altos de
materia orgánica, inorgánica, grasa animal y espuma, producto principalmente de
la sangre, el estiércol y la tierra que viene adherido a los cueros, así como los
productos de lavado (Jabones y tensoactivos industriales) de que se utilizan en los
mismos. (Peña, sf)
Fuente: Gestión ambiental del agua en las empresas de curtiembre.
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En el diagrama anterior, se puede observar que en cada etapa del proceso hay
emisiones de residuos tanto líquidos como sólidos.
El curtido es una de las etapas críticas, desde el punto de vista productivo y
ambiental y la misma impide la posterior degradación o descomposición del cuero
inhibiendo la acción de los microorganismos responsables de ello.
Para lograr esto, existen dos posibilidades, la primera, es mediante el uso de
productos curtientes vegetales, específicamente taninos cuyo origen es natural y
son biodegradables, con lo cual su impacto ambiental es menos perjudicial que
con los otros tipos de curtientes, sin embargo, su uso presenta la desventaja de
dar como resultado pieles de menor calidad a nivel de suavidad que las obtenidas
por otros procedimientos.
La segunda alternativa de curtición y que en la actualidad se utiliza en mayor
medida, son los curtientes minerales, específicamente, el cromo trivalente,
requiriéndose adicionalmente de elevados consumos de agua para poder realizar
los baños curtientes.
A continuación se detalla los principales productos químicos que se emplean en
las operaciones del curtido.
Fuente: Gestión ambiental del agua en las empresas de curtiembre.
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De acuerdo a los desechos contaminantes se recomienda realizar una serie de
tratamientos que inhiba su acción perjudicial al medio.
El uso de equipos o instalaciones de tratamientos biológicos son múltiples, sin
embargo algunos de los más utilizados son los siguientes:
Lodos activados.
Reactores biológicos aireados.
Biodigestores anaeróbicos.
Lagunas de estabilización.
También se recomienda para minimizar el impacto negativo al medio por parte de
estas empresas, implementar un Sistema de Gestión Medio Ambiental como la
ISO 14000. Sin embargo en este capítulo no se abordará este aspecto debido a
que corresponde a un amplio estudio de Impacto Ambiental que se desarrollará a
lo largo de sus estudios. Aunque se dio a conocer las principales fuentes de
contaminación por las curtiembres, es necesario que seamos conscientes con el
cuido y preservación del medio que nos rodea.
BIBLIOGRAFÍA
Cueronet.com. (sf). Comunidad Virtual del Cuero. Recuperado el 11 de Octubre de
2012, de http://www.cueronet.com/flujograma/index.htm
MIFIC. (Junio de 2007). Ficha cuero de Bovinos en Nicaragua. Recuperado el 12
de Octubre de 2012, de
http://www.mific.gob.ni/LinkClick.aspx?fileticket=FMZn5n14_mI%3D&tabid=
339&language=en-US
Peña, J. (sf). Gestión Ambiental del Agua en las empresas de Curtiembre.
Recuperado el 17 de Octubre de 2012, de
http://blogaustral.org/mantenimientoyseguridadindustrial/files/2012/03/Curtie
mbre.pdf