Residuos de curtiembre y alternativas de aprovechamiento: Una revisión con enfoque bibliométrico

Tannery waste and utilization alternatives: A review with a bibliometric approach

Maycon Andrade¹; Alicia López^1*; Juan Solano-Gaviño¹

1 Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Trujillo, Av. Juan Pablo II s/n – Ciudad Universitaria, Trujillo, Perú.

* Autor corresponsal: t512401220@unitru.edu.pe (A. López).

ORCID de los autores:

A. López: https://orcid.org/0009-0009-1766-9521 M. Andrade: https://orcid.org/0009-0002-3520-3839

J. Solano-Gaviño: https://orcid.org/0000-0003-1374-9558

RESUMEN

La presente investigación aborda alternativas para aprovechar los desechos sólidos producidos en la industria del cuero, enfocándose en la economía circular y la sostenibilidad. A través de una revisión exhaustiva de literatura científica y un análisis bibliométrico, se identificó un aumento significativo en la producción científica durante el 2011 y 2024, especialmente en el área de gestión y valorización de residuos, que abarca el 36 % de los artículos analizados. India lidera los rankings de publicaciones en volumen e impacto, por su enfoque en resolver problemas críticos de interés global, mientras que Brasil resalta por el alto promedio de citas de sus investigaciones. El mapeo de co-ocurrencia identificó tres clústeres, enfocado en los procesos bioquímicos y propiedades del cuero, impacto de los residuos y el tratamiento de los efluentes. El colágeno y grasa extraída de las carnazas y recortes de piel mediante procesos de hidrolisis y extracción asistida, se aprovechan para la obtención de biocombustibles, jabones e hidrogeles. También, se pueden obtener recurtidores, queratina, absorbentes, compost y biocarbón, a partir de los demás residuos sólidos generados en las curtiembres. Este estudio sugiere orientar futuras investigaciones hacia la valorización de residuos de curtiduría con aplicaciones en biomedicina e industria alimentaria, como biopelículas, matrices para tejidos y recubrimientos comestibles, así como en tecnologías ambientales basadas en biosorbentes, todo ello bajo un enfoque de sostenibilidad y economía circular.

Palabras clave: Economía circular; grasa; biocombustibles; colágeno; hidrogeles.

ABSTRACT

This research addresses alternatives for utilizing solid waste produced in the leather industry, focusing on the circular economy and sustainability. Through a comprehensive review of scientific literature and bibliometric analysis, a significant increase in scientific production was identified between 2011 and 2024, especially in the area of waste management and recovery, which accounts for 36% of the articles analyzed. India leads the publication rankings in volume and impact, due to its focus on solving critical problems of global interest, while Brazil stands out for the high average citation rate of its research. Co-occurrence mapping identified three clusters, focusing on the biochemical processes and properties of leather, the impact of waste, and effluent treatment. The collagen and fat extracted from skin trimmings and hides through hydrolysis and assisted extraction processes are used to obtain biofuels, soaps, and hydrogels. Tanners, keratin, absorbents, compost, and biochar can also be obtained from the other solid waste generated in tanneries. This study suggests that future research should focus on the valorization of tannery waste with applications in biomedicine and the food industry, such as biofilms, tissue matrices, and edible coatings, as well as in environmental technologies based on biosorbents, all within a framework of sustainability and the circular economy.

Keywords: Circular economy; fat; biofuels; collagen; hydrogels.

Recibido: 02-01-2025.

Aceptado: 14-06-2025

A través de los años, los residuos generados de la industria del cuero constituyen una de las fuentes principales de contaminación medioambiental (FAO, 2024). Sin embargo, esta industria es uno de los sectores económicos más relevantes en las naciones de desarrollo. Verma & Sharma, (2023) afirman solo el 20% de la materia prima se trans-forma, mientras que el 80% restante se desecha como residuos sólidos y líquidos.

Además, la principal causa de contaminación de esta industria son los desechos de piel, pelo, carne, grasa y proteínas no estructurales que se eliminan durante el proceso de pre curtido (Onem et al., 2024). Según Ongarora et al. (2019) el proceso de descarnado es el que produce mayor cantidad de residuos sólidos, que constituyen el 50 a 60 % del total. Con el tiempo, se han implementado diversas estrategias para reducir y reciclar los residuos sólidos del cuero (RSC) permitiendo la producción de energía renovable, biocombustibles, fertilizan-tes, proteínas, grasas y enzimas; así como materiales de construcción y biodegradables (Verma & Sharma, 2023).

Asimismo, Suparno et al. (2012) afirman que este proceso produce una cantidad significativa de grasa (4-18 %), que suelen ser extraídas por diversos métodos que han ido evolucionando, para luego ser aprovechados en la fabricación de diversos productos, como biocombustibles, agentes curtientes de cuero, jabones, derivados grasos y otros.

Bragança et al. (2013) utilizaron la grasa extraída para la producción de aceites sulfatados, el método que empleó fue hidrólisis, donde los factores a tomar en cuenta fue la temperatura, el tiempo de hidrólisis, el porcentaje de enzimas y agua. Asimismo, Sandhya et al. (2016) realizaron la extracción de aceite de carnosidad encalada con diferentes procesos de neutralización con cloruro de amonio (NH₄Cl) y ácido clorhídrico (HCl) seguido de extracción con disolventes para la producción de biodiesel. Del mismo modo, para la generación de biocombustible Devaraj et al. (2018) realizaron una extracción completa de lípidos a través de dos métodos: el método de extracción ácido/base y método Soxhlet asistida por hidrólisis ácida. Por otro lado, de Souza et al. (2022) recuperó la queratina a partir de los desechos de pelo obtenidos del descortezado de la piel bovina, con potencial para nuevos subproductos.

Además, se ha documentado en investigaciones recientes que el aprovechamiento de residuos orgánicos de otras biomasas, como fibras vegetales, bagazos y especies como el Agave americana, puede representar una fuente valiosa para la producción de materiales funcionales como el carbón activado. Este tipo de estudios ha permitido que Linda et al. (2025) puedan demostrar que tales residuos también pueden ser transformados mediante procesos termoquímicos en adsorbentes eficaces para la remoción de contaminantes en medios acuosos, promoviendo un enfoque integral de sostenibilidad que complementa los avances en la valorización de residuos de cuero.

Las soluciones presentadas brindan alternativas para la protección del medio ambiente, asimismo, permiten que las empresas curtidoras gestionen sus residuos reduciendo los altos costes que incurren durante su eliminación (Wrzesińska-Jędrusiak et al. ,2023). Además, la incorporación de los residuos del cuero como materia prima reduce sustancialmente el gasto total del proceso bajo el enfoque de la bioeconomía circular (Vučurović et al., 2024).

El objetivo de la presente investigación fue realizar una evaluación de las alternativas de aprove-chamiento de material sólido residual en la industria de producción de cuero, a partir de un análisis bibliométrico de recursos bibliográficos para el periodo 2011-2024.

De otro modo, el clúster verde se enfoca en los impactos ambientales derivados de la industria del cuero, lo cual se evidencia en la presencia de términos como “chromium”, “industrial waste” y “soil”, que reflejan preocupaciones científicas en torno a la contaminación del suelo, la acumulación de metales pesados y la gestión de lodos residuales provenientes del curtido; en este contexto, el estudio de Araújo et al. (2016) se vincula directamente con esta línea temática, ya que evaluaron el efecto de la aplicación repetida de lodos de curtiduría compostados (CTS) sobre la biomasa microbiana del suelo y los organismos oxidantes de amoníaco, encontrando que, aunque la abundancia de bacterias no se vio alterada, las arqueas aumentaron significativamente con el tratamiento, lo que demuestra una respuesta diferencial de los microorganismos del suelo frente a la presencia de estos residuos; por tanto, este estudio se integra al clúster verde al aportar evidencia sobre los efectos ecológicos de los residuos curtidores en suelos agrícolas, fortaleciendo la línea de investigación relacionada con la sostenibilidad, la ecotoxicología y el manejo adecuado de residuos industriales en el ambiente terrestre.

Por otro lado, el clúster azul, centrado en el tratamiento de residuos, agrupa términos como “effluents”, “adsorption” y “waste treatment”, los cuales evidencian un enfoque científico orientado al desarrollo de tecnologías para mitigar los contaminantes presentes en los efluentes industriales; en este sentido, se destacan procesos como la adsorción, ampliamente utilizados para remover metales pesados y compuestos orgánicos nocivos, lo que se vincula directamente con estrategias de gestión y valorización de residuos mediante procesos físico-químicos y biotecnoló-gicos. A modo de ejemplo, el estudio de Younas et al. (2022) representa una aplicación concreta de esta tendencia, ya que emplearon residuos sólidos de curtiduría para elaborar biocarbón impregnado con microbios resistentes a metales (MIBC), cuya aplicación en suelos de cultivo permitió no solo atenuar la toxicidad asociada a metales pesados, sino también mejorar el rendimiento y la estabilidad fisiológica del girasol como cultivo energético, lo que demuestra cómo el tratamiento de residuos puede trascender el ámbito industrial y generar beneficios en la agricultura sostenible y la recuperación ambiental.

A partir de 2025, las tendencias más relevantes en la investigación sobre residuos de la industria del cuero se consolidan en tres líneas interconectadas: por un lado, se intensifica el desarrollo de biomateriales avanzados a partir de proteínas del cuero, especialmente colágeno hidrolizado, con aplicaciones en películas biodegradables, envases inteligentes y sistemas farmacéuticos funcionales, impulsados por la ingeniería de proteínas y la nanotecnología; por otro, se fortalece la investigación ambiental mediante enfoques metagenómicos y bioquímicos para comprender la respuesta de comunidades microbianas del suelo ante la presencia de contaminantes como el cromo, lo que favorece el diseño de estrategias de biorremediación más precisas y sostenibles; y, finalmente, se consolida el uso de tecnologías híbridas de tratamiento de residuos, como biocarbones funcionalizados y sistemas integrados de adsorción y biotransformación, orientados no solo a la descontaminación de efluentes, sino también a la rehabilitación de suelos y la generación de insumos agrícolas seguros, todo ello dentro de un enfoque de economía circular y evaluación del ciclo de vida.

La Figura 3b añade un análisis temporal que permite identificar cómo los temas han evolucionado a lo largo del tiempo, con colores que van del azul al amarillo, desde el 2016 al 2020. Los términos “tensile strength” y “collagen”, indican el interés reciente en la optimización de las propiedades del cuero y el reciclaje de residuos. Este análisis conjunto evidencia que la industria del curtido está avanzando hacia la sostenibilidad, principalmente a través de dos prácticas clave: el desarrollo de tecnologías innovadoras y el estudio del impacto ambiental de los residuos generados. En cuanto al primer eje, se destaca el uso del hidrolizado de queratina (KH) extraído de residuos capilares de curtiduría como agente de agotamiento de cromo y relleno proteico, lo cual no solo mejora la resistencia mecánica y la estabilidad térmica del cuero, sino que también reduce significativamente la demanda química de oxígeno (DQO) y los sólidos disueltos totales (TDS) en los efluentes. Esto demuestra que es una tecnología innovadora y ambientalmente amigable que contribuye a optimizar el proceso de curtido (Mengistu et al., 2024). Por otro lado, desde el enfoque ambiental, se han explorado alternativas como la conversión de residuos de cuero en fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, utilizando tanto tratamientos biológicos como térmicos, que han sido probados en condiciones controladas de invernadero. Este enfoque no solo permite reducir la carga contaminante de los residuos sólidos, sino también reincorporarlos al ciclo productivo agrícola, promoviendo así una transición hacia modelos de economía circular (Kuligowski et al., 2023).

La Figura 4 presenta dos nubes de palabras generadas por Bibliometrix que reflejan las principales tendencias de investigación sobre el tema de investigación en cuestión. En el intervalo 2011-2017 de análisis, los términos más destacados evidencian un enfoque centrado en la gestión de los residuos del proceso de curtido, especialmente aquellos con impacto ambiental significativo, como los compuestos del cromo. Shanthi et al., (2013) aislaron Alcaligenes faecalis, bacteria tolerante al cromo, observando que degradaba aproximadamente el 90% de las virutas de cromo en 120 h y generaba un contenido de 12 % de cenizas y 80 % de proteínas o péptidos en el hidrolizado, con 3,14 ± 2,0 μg de cromo/g de proteína; empleando cromatografía de filtración en gel y electroforesis con tricina-SDS-PAGE, reveló que el componente principal del hidrolizado estaba compuesto por péptidos pequeños con un peso molecular de 3-30 kDa.

Asimismo, el intervalo 2011-2017 de análisis, muestra palabras clave como “biodegradation” y “collagen” las cuales sugieren investigaciones orientadas a mitigar el impacto ambiental y explorar el aprovechamiento de subproductos del cuero. Hussien et al. (2017) caracterizaron empleando cromatografía líquida rápida de proteínas (FPLC) y técnicas de desorción-ionización láser asistida por matriz-tiempo de vuelo (MALDI-TOF) hidrolizados de colágeno, mediante la hidrólisis enzimática de recortes encalados. El peso molecular de los hidrolizados de colágeno se observó en el rango de 1750 a 5800 daltons. Los hidrolizados de colágeno preparados con diversas concentraciones de tripsina (0,8, 1,0 y 1,2%) se utilizaron para el proceso de recurtido. El hidrolizado de colágeno, obtenido mediante hidrólisis con tripsina al 0,8 %, durante 3 horas, mostró una mejor absorción del colorante al utilizarse como recurtiente.

En contraste, durante el 2018-2024, el Word Cloud muestra un cambio hacia términos como “solid waste”, “hydrolysis” y “tensile strength”, reflejando un interés creciente en enfoques técnicos para la valorización de residuos. Yoseph et al. (2020) emplearon tratamientos termoquímicos con pretratamientos alcalinos para la extracción de elastina a partir de residuos de recortes de cuero crudo, mostrando rendimientos del 90 % y un punto de fusión de 104 °C para caracterización física empleando calorimetría diferencial de barrido. Asimismo, emergen conceptos relacio-nados con la sostenibilidad, como “circular economy” y “waste water treatment”, lo que indica un avance en tecnologías destinadas al manejo eficiente y sostenible de los residuos. Aunque términos ambientales como “soil pollutants” y “composting” siguen siendo relevantes, el énfasis se amplía hacia la implementación de prácticas tecnológicas avanzadas y sostenibles. Mikula et al., (2022) seleccionaron parámetros de proceso (ratio másico, concentración del medio de hidrólisis y temperatura) y metodología de superficie de respuesta (MSR), en virutas sólidas de curtiduría para la producción de fertilizantes siguiendo el concepto de la economía circular. Las concentraciones de cromo en hidrolizados de virutas de S y SCr obtenidas en condiciones óptimas fueron de 15,2 mg/kg y 9483 mg/kg, respectivamente. Los hidrolizados contenían principalmente glicina, alanina y prolina, que son los principales responsables de estimular el crecimiento de las plantas al favorecer la síntesis de clorofila, quelar micronutrientes, mejorar la fertilidad del polen o la resistencia a bajas temperaturas.

En conjunto, la evolución muestra una transición de la simple gestión de residuos hacia estrategias integrales de reutilización y sostenibilidad, alineadas con las tendencias actuales de economía circular y reducción del impacto ambiental.

En el mapa temático de la Figura 5 se analiza la relación entre el grado de desarrollo (densidad) y la relevancia (centralidad) de diferentes temas relacionados con la industria del cuero y la gestión de residuos. En el cuadrante de Temas motores, destacan áreas clave como el control ambiental y el manejo de desechos sólidos, fundamentales para promover la sostenibilidad.

Tabla 2

Aplicación de residuos sólidos de curtiembre

Residuos de curtiembre	Aplicación	Referencia bibliográfica
Carnazas y recortes de piel	Producción de biodiésel	(Kubendran et al., 2017)
	Producción de biodiésel	(Mae et al., 2011)
	Producción de jabón	(Abul Hashem & Shahruk Nur A-Tomal, 2017)
	Producción de carbón activado	(Venkatesan et al., 2023)
	Producción de inhibidores de contaminantes líquidos tóxicos	(Fathima et al., 2012)
	Producción de estiércol enriquecido	(Ravindran et al., 2015)
	Producción de biohidrógeno	(Aathika et al., 2018)
	Producción de películas biodegradables	(Ocak, 2021)
		(Muralidharan et al., 2022)
		(Paul et al., 2023)
	Producción de elastina	(Yoseph et al., 2020)
	Producción de lipasa	(Manikandan & Ramesh Babu, 2015)
	Producción de gelatina	(Pérez-Limiñana et al., 2016)
	Producción de glicéridos, ácidos grasos y glicerol	(Cunha et al., 2020)
	Producción de curtientes de cuero de gamuza	(Wainaina et al., 2019)
	Producción de biogás, biodiesel, bioabono y biocarbón	(Mozhiarasi et al., 2023)
	Producción de biocarbón	(Younas et al., 2022)
	Producción de biocarbón	(Skrzypczak et al., 2022)
	Producción de perlas compuestas a base de gelatina para eliminar el diclofenaco sódico	(Rigueto et al., 2021)
	Producción de oleínas	(Priebe & Gutterres, 2012)
	Producción de licor graso sulfitado	(Mekuria, 2024)
	Producción de aceites sulfatados y proteína hidrolizada	(Bragança et al., 2013)
	Producción de hidrogeles	(Chakrapani et al., 2024)
	Producción de agentes de recurtido	(Puhazhselvan et al., 2022)
	Producción de lubricantes de cueros	(Bekele, 2023)
	Producción de lubricantes de cueros	(Li et al., 2019)
	Producción de colágeno	(Luo et al., 2024)
	Producción de colágeno	(Masilamani et al., 2016)
Desechos de pelo	Producción de queratina	(De Souza et al., 2022)
	Producción de queratina	(Li et al., 2019)
	Producción de agentes de recurtido ecológico	(Ramya et al., 2022)
	Producción de biocarbón	(Song et al., 2021)
	Producción de absorbentes de aceites	(Tsamo et al., 2023)
Pulpa encalada	Producción de compost	(Hashem et al., 2023)
Virutas de cromo	Recuperación selectiva de Pb y Zn	(Pietrelli et al., 2020)
Lodos	Producción de biocarbón	(Mahmood Ali et al., 2023)

Los residuos del recorte de pieles crudas y descortezado de pieles y descarnados, contienen una gran cantidad de colágeno y grasa. El uso suficiente de estos residuos ricos en proteínas, se centra en la preparación de colágeno y gelatina mediante el uso de métodos de hidrólisis ácida, alcalina y enzimática y sus aplicaciones posteriores (Li et al., 2019). Masilamani et al. (2016) utilizaron ácido propiónico y ácido acético para solubilizar el colágeno de los recortes crudos de piel. En comparación con la extracción con ácido acético de uso común, se logró un mayor rendimiento de colágeno (93 %) utilizando ácido propiónico. Para preparar colágeno o gelatina con alta pureza y bajo costo, dos o más métodos de hidrólisis utilizados en combinación podrían ser una forma alternativa.

Además, los residuos de grasa de curtiduría tam-bién se utilizan para extraer aceites y otras grasas, que se pueden aplicar como biocombustible y engrasante para cuero (Li et al., 2019). Los métodos establecidos para extraer aceites y grasas de los desechos de descarne incluyen la extracción Soxhlet, la extracción acelerada con solventes y la extracción con fluidos supercríticos. Devaraj et al. (2018) desarrollaron un método de extracción de grasa asistido por ácido/álcali para la aplicación industrial sin utilizar disolventes orgánicos. Los desechos de descarne contuvieron 260 g de aceite graso, mediante el uso del método de hidrólisis ácida, se obtuvieron 254 g de aceite graso con una eficiencia de extracción del 98%, usando un 4% de H₂SO₄ a 120 °C durante 1,5 h. Mientras que, el proceso Soxhlet asistido por hidrólisis ácida obtuvo 260 g de aceite graso con una eficiencia de extracción del 100% a 80 °C durante 1,5 h utilizando menos disolvente y tiempo. El análisis fisicoquímico del aceite graso extraído mostró que los desechos de descarne del cuero podrían ser una materia prima potencial para el biodiésel. Los desechos de descarne como biocombustible se pueden utilizar para producir biodiesel y biogás mediante digestión anaeróbica. Mae et al. (2011) prepararon un emulsionante de etanol-diésel utilizando ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) a partir de desechos de descarne.

Asimismo, Aathika et al. (2018) adoptaron des-carne encalado codigerido con lodo de curtiduría para producir biohidrógeno utilizando la actividad de hidrogenación anaeróbica en un reactor discontinuo.

Los desechos capilares de curtiduría se utilizan para la extracción de queratina mediante métodos de destrucción de enlaces químicos (disulfuro, hidrógeno y enlaces iónicos), como la extracción mecánica y la reducción. Li et al. (2019) lograron extraer la queratina utilizando el método de reducción el cual emplea agentes reductores, como el mercaptoetanol, para romper los enlaces disulfuro (−S-S-). Aunque se obtuvo queratina con alto rendimiento y gran peso molecular, pudieron identificar alto contenido de tioles que convierte al producto en tóxico y perjudicial para la salud humana y el entorno ambiental. En ese sentido, proponen la hidrólisis enzimática como método para extraer queratina utilizando enzimas adecuadas en condiciones de reacción suaves, pero aún requiere un alto costo y un largo tiempo de reacción.

Debido a la alta concentración de sulfuro, cromo y bacterias dañinas, los lodos de curtiduría se clasifican como residuos sólidos peligrosos. Hoy en día, el desarrollo de métodos de reciclaje eficientes puede ser la mejor opción para eliminar la contaminación potencial y reutilizar. En ese sentido, Mahmood Ali et al. (2023) mencionan que la producción de biocarbón es aproximadamente del 71% para los lodos de las curtidurías utilizando el proceso de pirólisis, proceso más adecuado para los residuos con un elevado contenido de material orgánico y bajo contenido de humedad.

La Figura 6 resalta la importancia de la utilización completa de los desechos sólidos generados en las curtiembres, mostrando cómo los desechos de carnazas, recortes de piel, desechos de pelo, pulpa encalada, virutas de cromo y lodos pueden transformarse en productos de alto valor mediante procesos innovadores bajo el enfoque de la economía circular y la sostenibilidad. Por ejemplo, las carnazas se utilizan para producir biogás, jabones e hidrogeles, mientras que los desechos de pelo se emplean en la obtención de agentes de recurtido ecológico, queratina y absorbentes de aceite, fomentando la sustitución de químicos sintéticos y contribuyendo a la remediación ambiental.

Asimismo, la pulpa encalada puede convertirse en compost, favoreciendo la recuperación de nutrientes y el fortalecimiento de la agricultura sostenible, y las virutas de cromo son una fuente potencial para recuperar metales como plomo y zinc, reduciendo la dependencia de la minería.

Además, los lodos, al ser transformados en biocarbón, estabilizan contaminantes y mejoran las propiedades del suelo. Este enfoque no solo reduce el impacto ambiental al evitar que estos desechos terminen contaminando suelos y aguas, sino que también fomenta la economía circular al maximizar el valor de los residuos y cerrar los ciclos de materiales. A través de estas prácticas, se impulsa la innovación tecnológica en procesos limpios, se generan oportunidades económicas mediante nuevos productos comerciales y se promueve el cumplimiento normativo y la responsabilidad social, posicionando a la industria como un modelo de sostenibilidad.

En definitiva, la valorización de los residuos del cuero es clave para transformar un problema ambiental en oportunidades para un futuro más verde y responsable.

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	Criterios de Inclusión	Criterios de Exclusión
Tipo de estudio	- Experimentales - Estudio de casos	-Estudios pobres o no revisados -Revisiones
Año de publicación	2011-2024	Menores a 2011
Idioma	Cualquier idioma	-
Temática	Aprovechamiento de residuos sólidos de curtiembre	Temas no relacionados
Palabras clave	“Application”, “tannery”, “solid”, “waste”	Palabras no relacionadas con el tema