Una nueva herramienta encuentra conexiones ocultas entre los sectores industriales e identifica oportunidades para reducir los desechos y las emisiones de carbono mediante el mapeo de la economía física de una región.

"El clima y la economía son demasiado importantes para que cometamos errores, "dijo Shweta Singh, el científico interdisciplinario de la Universidad de Purdue que desarrolló la herramienta. "Esta herramienta ofrece una visión de conjunto y permite a los legisladores y la industria conectar un cambio potencial y ver los resultados. Los involucrados pueden probar virtualmente diferentes opciones antes de tomar una decisión".

Esfuerzos anteriores de cero residuos y bajas emisiones de carbono se centraron en una parte del flujo industrial, por ejemplo, Reducir el uso de energía en un solo proceso de producción. Sin embargo, Se necesita una vista de todo el sistema para tomar las mejores decisiones y las inversiones más efectivas en tecnología emergente para una mejora general. ella dijo.

"El enfoque es como el proyecto del genoma humano, sino para la economía física:mapear la relación entre la industria y el medio ambiente, "dijo Singh, quien tiene nombramientos como profesor asistente de ingeniería agrícola y biológica en la Facultad de Agricultura e ingeniería ambiental y ecológica en la Facultad de Ingeniería. "Nos permite encontrar y comprender las conexiones dentro de todo el sistema. Necesitábamos el proyecto del genoma humano, el mapa completo, para comenzar a identificar los genes clave para la enfermedad o la salud". y necesitamos un mapa completo de la economía física para identificar qué cambios son clave para lograr la sostenibilidad ".

La teoría detrás del modelo se detalla en un artículo en la revista. Ciencias de la energía y el medio ambiente de la Royal Society of Chemistry. Se publicará un artículo centrado en la herramienta de plataforma en la nube en el Revista de Ecología Industrial .

La herramienta utiliza principios físicos y modelos mecánicos de la física, ingeniería y ciencias biológicas para automatizar el mapeo de la economía física, y es mucho más rápido que los métodos estándar, Dijo Singh.

"Con esta herramienta de modelado, podemos hacer en un día lo que hubiera tomado 100 días, ", dijo." Los métodos de mapeo existentes eran tediosos y consumían mucho tiempo. Al considerar cada sector económico como un proceso (tomar recursos a través de cambios físicos para crear un producto) podemos utilizar los modelos mecanicistas existentes para mapear una vista de múltiples escalas de la economía física. Con eso en su lugar, podemos hacer cambios y ver la cascada de eventos desde el proceso hasta el sector y toda la economía ".

Singh utilizó la herramienta para mapear la economía física de Illinois para 10 sectores agrícolas, desde la agricultura hasta el procesamiento posterior de productos. El modelo encontró conexiones y destacó oportunidades para el reciclaje a gran escala para reducir los desechos. Los resultados mostraron que la adopción de tecnologías para el reciclaje de aguas residuales industriales y estiércol de cerdo tendría el mayor impacto al reducir más del 62% de la producción de desechos porcinos. 96% de los residuos secos de la molienda de maíz, y el 99% de los desechos de la cáscara de soja.

"También encontramos conexiones indirectas, por ejemplo, el reciclaje de los desechos de las granjas de cerdos dio lugar a una reducción de las emisiones en el futuro en la fabricación, ", Dijo Singh." En la cadena de suministro, los expertos hablan primero, impactos de segundo y tercer orden. Los impactos de tercer orden pueden no ser obvios, pero realmente pueden tener un impacto. Aquí se vuelve transparente y podemos identificar ese impacto de tercer orden muy rápidamente ".

Singh acredita una formación académica diversa en el inicio de la idea del modelo.

"Siempre me interesaron varias disciplinas, ", dijo." Mis amigos bromearon:había tomado una clase en todos los edificios del campus. De hecho, comencé mis estudios en ingeniería química, que analiza muy de cerca el flujo de una reacción química y los subproductos creados. Luego, al estudiar la evaluación de la sostenibilidad de los sistemas industriales, Amplié mi alcance al marco macroeconómico. Me llevó a preguntarme por qué no había más comunicación y cruce entre las disciplinas. En este modelo, Intento juntar todas estas cosas conectando la ingeniería de procesos con el modelado económico ".

Singh también acredita la experiencia interdisciplinaria de Venkata Sai Gargeya Vunnava, el estudiante de posgrado que colaboró ​​en el proyecto.

"Pensar en el desafío sin estar atrapado mentalmente en una sola disciplina académica llevó a esta innovación, ", Dijo Singh." Debemos estar abiertos a aprender cualquier cosa desde cualquier lugar ".

Singh reveló la herramienta de modelado a la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue, que ha solicitado protección mediante patente sobre la propiedad intelectual.