Al traducir el patrón de interconexiones entre las cadenas alimentarias de la naturaleza en redes industriales, Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han delineado las pautas para establecer comunidades industriales exitosas. Los investigadores dijeron que esta guía puede facilitar el crecimiento económico, reducir las emisiones y reducir los residuos, al mismo tiempo que garantiza que las industrias asociadas puedan recuperarse de perturbaciones inesperadas.

"Las industrias a menudo pueden asociarse para intercambiar subproductos y, con el tiempo, estas industrias pueden formar comunidades más grandes. Si bien estas redes parecen bastante beneficiosas para todos los socios de la industria dentro de la comunidad, no siempre tienen éxito, "dijo la Dra. Astrid Layton, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica de J. Mike Walker '66. "Tratamos de resolver este problema proporcionando pautas de diseño inspiradas en las redes tróficas de la naturaleza para que el sistema general sea ecológico y ahorre dinero para todos".

Los investigadores publicaron su estudio en la revista Recursos, Conservación y Reciclaje .

Una parte esencial del funcionamiento de cualquier industria es identificar recursos, como materias primas, que sean económicamente viables. En lugar de que cada industria resuelva estos detalles de forma independiente, un parque eco-industrial o una red de industrias asociadas es una tendencia emergente. Más lejos, las empresas que pertenecen a estos parques funcionan simbióticamente donde, al igual que en la naturaleza, las industrias se benefician mutuamente. Por ejemplo, los residuos de una industria son las materias primas de otra, lo que a menudo les ahorra dinero a ambos socios.

Cuando tiene éxito, La simbiosis industrial puede ayudar a reducir el uso de materias primas. costos y emisiones generando al mismo tiempo una rentabilidad financiera considerable. Sin embargo, También ha habido casos en los que los parques eco-industriales no han funcionado.

"Cuando los parques ecoindustriales empezaron a tener éxito, la gente tomó nota y comenzó a intentar formar su propia comunidad de empresas que intercambiaban subproductos, pero estos diseños 'desde cero' pueden ser impredecibles, ", dijo Layton." Las razones subyacentes podrían ser muchas, quizás económico o si, por ejemplo, una empresa quiebra, todo el sistema se avería porque todos están conectados ".

Para combatir este problema, los investigadores buscaron proporcionar pautas sobre la mejor manera de diseñar estas comunidades industriales para aprovechar los beneficios de la simbiosis industrial y evitar las caídas.

Para su análisis, Layton y su equipo se refirieron a las redes alimentarias que son resistentes a las perturbaciones y producen un mínimo de desechos. Estas redes biológicas están formadas por múltiples cadenas alimentarias que unen a depredadores y presas. Es más, La organización de las cadenas interconectadas en las redes tróficas se ha estudiado ampliamente a lo largo de los años utilizando medidas cuantitativas. De las muchas métricas, los investigadores estaban especialmente interesados ​​en uno llamado anidamiento.

Esta métrica, que va de 0 a 1, refleja la ubicación donde se producen las conexiones dentro de las redes. Cuando el anidamiento tiene valores más cercanos a uno, hay una jerarquía en las conexiones, en otras palabras, un actor está conectado con todos los demás actores de la red, otro actor está conectado a un subconjunto de esos, etcétera. Por ejemplo, una estructura altamente anidada sería aquella en la que ciertas especies de abejas polinizan una variedad de plantas mientras que otras abejas "especializadas" polinizan sólo un pequeño número de plantas dentro de este conjunto mucho más amplio. Alternativamente, Las estructuras mal anidadas tienen valores más cercanos a cero y todos los actores de la red pueden estar conectados entre sí.

Pero a diferencia de las redes tróficas, Se ha demostrado que muchas redes industriales tienen un bajo nivel de anidamiento. Entonces, los investigadores probaron si el aumento del anidamiento en las redes industriales podría promover el beneficio financiero y la capacidad de las industrias para recuperarse de las perturbaciones.

Para su estudio, Layton y su equipo incluyeron nueve industrias, incluyendo una planta de fertilizantes, una planta farmacéutica y una planta de tratamiento de aguas residuales, que podría participar en cinco tipos de intercambios basados ​​en agua. Próximo, crearon 4000 diseños de redes diferentes, dividido en 200 diseños con 20 valores de anidamiento diferentes.

Descubrieron que cuando el diseño de la red tenía una alta jerarquización, el uso de agua dulce fue menor y la red sobrevivió a perturbaciones imprevistas, lo que finalmente se tradujo en más ahorros y conservación de recursos. También encontraron en escenarios más específicos, como cuando las industrias estaban distribuidas geográficamente y los recursos eran muy caros, El alto nivel de anidamiento en las redes industriales fue nuevamente más ventajoso.

Los investigadores señalaron que analizaron solo los intercambios de agua en el estudio actual y que su trabajo futuro abordará otros tipos de intercambios de recursos e impactos ambientales. Sin embargo, dijeron que el beneficio de un alto nivel de anidamiento en las redes industriales también se podía generalizar a otros intercambios.

"El agua es el peor escenario en comparación con otros productos de intercambio en términos de costos de infraestructura, ", dijo Layton." Nuestros resultados han identificado situaciones en las que un alto anidamiento es una ventaja, que luego puede guiar el diseño de la red. Este trabajo apoyará el éxito tanto desde una perspectiva económica como desde una perspectiva de resiliencia ".