Ecología Industrial

La ecología industrial es el estudio de los flujos de materiales y energía a través de los sistemas industriales. Centrándose en las conexiones entre los operadores dentro del “ecosistema industrial”, este enfoque tiene como objetivo crear procesos de circuito cerrado en los que el residuo sirve como entrada, eliminando así la noción de un subproducto indeseable. La ecología industrial adopta un punto de vista sistémico, diseñando los procesos de producción de acuerdo con las limitaciones ecológicas locales.

Observando al mismo tiempo su impacto global desde el principio y tratando de darles forma para que funcionen lo más cerca posible de los sistemas vivos. Este marco se denomina a veces “ciencia de la sostenibilidad”, dada su naturaleza interdisciplinaria, y sus principios también pueden aplicarse en el sector de los servicios. Con un énfasis en la restauración del capital natural.

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La ecología industrial ha sido definida como un “discurso multidisciplinario basado en sistemas que busca entender el comportamiento emergente de complejos sistemas humanos/naturales integrados”. El campo aborda temas de sostenibilidad mediante el examen de problemas desde múltiples perspectivas, generalmente involucrando aspectos de la sociología, el medio ambiente, la economía y la tecnología. El nombre proviene de la idea de que la analogía de los sistemas naturales debe utilizarse como una ayuda en la comprensión de cómo diseñar sistemas industriales sostenibles.

Descripción general de la Ecología Industrial

La ecología industrial se ocupa del desplazamiento del proceso industrial desde sistemas lineales (bucle abierto), en los cuales las inversiones de capital y recursos pasan por el sistema para convertirse en residuos, hasta un sistema de bucle cerrado donde los desechos pueden convertirse en insumos para nuevos procesos.

Gran parte de la investigación se centra en las siguientes áreas:

Estudios de flujo de materiales y energía (metabolismo industrial)
Desmaterialización y descarbonización
El cambio tecnológico y el medio ambiente
Planificación, diseño y evaluación del ciclo de vida
Diseño para el medio ambiente (“eco-diseño”)
Responsabilidad ampliada del productor (“administración del producto”)
Parques eco-industriales (“simbiosis industrial”)
Política medioambiental orientada a los productos
Ecoeficiencia

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La ecología industrial busca comprender la forma en que los sistemas industriales (por ejemplo, una fábrica, una ecorregión o una economía nacional o global) interactúan con la biosfera.

Metabolismo Industrial

Los ecosistemas naturales proporcionan una metáfora para entender cómo interactúan las diferentes partes de los sistemas industriales entre sí, en un “ecosistema” basado en los recursos y el capital infraestructural más que en el capital natural. Se trata de explotar la idea de que los sistemas naturales no tienen residuos en ellos para inspirar un diseño sostenible .

Junto con una conservación más general de la energía y objetivos de conservación de materiales. La re definición de los mercados de productos y las relaciones de administración del producto estrictamente como una economía de servicios. La ecología industrial es uno de los cuatro objetivos del capitalismo natural. Esta estrategia desalienta formas de compra amoral que surgen de la ignorancia de lo que ocurre a distancia. Implica una economía política que valora altamente el capital natural y se basa en más capital instruccional para diseñar y mantener cada ecología industrial única.

Historia de la Ecologia Industrial

La ecología industrial fue popularizada en 1989 en un artículo científico americano de Robert Frosch y Nicholas E. Gallopoulos. La Vision de Frosch y Gallopoulos fue ¿por qué no nuestro sistema industrial debe de comportarse como un ecosistema, en donde los residuos de una especie pueden ser recursos a otra especie? ¿Por qué no las salidas de una industria pueden ser las entradas de otro. Lo que reduce el uso de las materias primas, la contaminación y el ahorro en el tratamiento de residuos?

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Un ejemplo notable reside en un parque industrial danés en la ciudad de Kalundborg . Aquí varios enlaces de subproductos y calor residual pueden encontrarse entre numerosas entidades como una gran planta de energía, una refinería de petróleo, una planta farmacéutica, una fábrica de tablarroca, un fabricante de enzimas, una empresa de residuos y la propia ciudad. Otro ejemplo es el Parque Industrial Ecologico (PIE) en Rantasalmi, Finlandia. Mientras que este país ha tenido anteriormente PIE formados orgánicamente, el parque en Rantasalmi es el primer PIE planeado de Finlandia.

Herramientas de la Ecología Industrial

El campo científico de la Ecología Industrial ha crecido rápidamente en los últimos años. The Journal of Industrial Ecology (desde 1997), International Society for Industrial Ecology (desde 2001) y The journal Progress in Industrial Ecology (desde 2004) dan a la Ecología Industrial una posición fuerte y dinámica en la comunidad científica internacional.

Los principios de la ecología industrial también están surgiendo en diversos ámbitos políticos, como el concepto de la economía circular que se está promoviendo en China. Aunque todavía no se ha formalizado la definición de la Economía Circular.  Generalmente se centra en estrategias como la creación de un flujo circular de materiales y flujos de energía en cascada. Un ejemplo de esto sería el uso de calor residual de un proceso para ejecutar otro proceso que requiere una temperatura más baja. La esperanza es que una estrategia como esta creará una economía más eficiente con menos contaminantes y otros subproductos no deseados.

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Principios de la Ecologia Industrial

Uno de los principios centrales de la ecología industrial es la visión de que los sistemas societales y tecnológicos están limitados dentro de la biosfera y no existen fuera de ella. La ecología se usa como una metáfora debido a la observación de que los sistemas naturales reutilizan los materiales y tienen un ciclo de ciclos en gran medida cerrado de nutrientes. La Ecología Industrial aborda los problemas con la hipótesis de que mediante el uso de principios similares como los sistemas naturales, los sistemas industriales pueden ser mejorados para reducir su impacto en el medio ambiente natural también.

La Ecologia Industrial examina las cuestiones sociales y su relación con los sistemas técnicos y el medio ambiente. A través de esta visión holística,  la Ecología Industrial reconoce que la solución de problemas debe implicar la comprensión de las conexiones que existen entre estos sistemas.

Varios aspectos no pueden ser vistos de forma aislada. A menudo, los cambios en una parte del sistema general pueden propagarse y causar cambios en otra parte. Por lo tanto, sólo puede comprender un problema si observa sus partes en relación con el todo. Sobre la base de este marco, la Ecologia Industrial analiza las cuestiones ambientales con un enfoque de pensamiento sistémico.

Por ejemplo una ciudad se puede dividir en áreas comerciales, áreas residenciales, oficinas, servicios, infraestructuras, etcétera. Estos son todos los subsistemas del sistema de la “gran ciudad”. Los problemas pueden surgir en un subsistema, pero la solución tiene que ser global. Digamos que el precio de la vivienda está aumentando dramáticamente porque hay una demanda demasiado alta de vivienda.

Ecosistema Industrial

Una solución sería construir nuevas casas, pero esto llevará a más gente viviendo en la ciudad, lo que dará lugar a la necesidad de más infraestructura como carreteras, escuelas, más supermercados, etc. Este sistema es una interpretación simplificada de la realidad cuyos comportamientos pueden estar en entredicho.

En muchos casos, los sistemas que la ecología industrial trata son sistemas complejos. La complejidad dificulta la comprensión del comportamiento del sistema y puede conducir a efectos de rebote. Debido a un cambio de comportamiento imprevisto de usuarios o consumidores, una medida tomada para mejorar el desempeño ambiental no conduce a ninguna mejora o incluso puede empeorar la situación.

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Además, el pensamiento del ciclo de vida es también un principio muy importante en la ecología industrial. Esto implica que se tienen en cuenta todos los impactos ambientales causados por un producto, sistema o proyecto durante su ciclo de vida. En este contexto, el ciclo de vida incluye:

Extracción de materias primas
Procesamiento de materiales
Fabricar
Utilizar
Mantenimiento
Disposición

Aprovechamiento Industrial

También se tiene en cuenta el transporte necesario entre estas etapas, así como, si procede, etapas adicionales como la reutilización, la remanufactura y el reciclado. La adopción de un enfoque del ciclo de vida es esencial para evitar el cambio de los impactos ambientales de una etapa del ciclo de vida a otra. Esto se conoce comúnmente como desplazamiento del problema. Por ejemplo, durante el rediseño de un producto, se puede optar por reducir su peso, disminuyendo así el uso de recursos. Sin embargo, es posible que los materiales más ligeros utilizados en el nuevo producto sean más difíciles de eliminar. Los impactos ambientales del producto adquirido durante la fase de extracción se trasladan a la fase de eliminación. Por lo tanto, las mejoras ambientales globales son nulas.

Un último principio importante de la ecología industrial es su enfoque integrado o multidisciplinariedad. La ecología industrial tiene en cuenta tres disciplinas diferentes: ciencias sociales (incluyendo economía), ciencias técnicas y ciencias ambientales. El desafío es fusionar todo en un solo enfoque.

Aparte del beneficio directo de la incorporación de residuos en el circuito, el uso de un parque eco-industrial puede ser un medio para hacer que las plantas de generación de energía renovable sean más económicas y respetuosas con el medio ambiente. En esencia, esto ayuda al crecimiento de la industria de las energías renovables y los beneficios ambientales que vienen con la sustitución de los combustibles fósiles.

Direcciones futuras de la Ecología Industrial

La metáfora del ecosistema popularizada por Frosch y Gallopoulos ha sido una valiosa herramienta creativa para ayudar a los investigadores a buscar soluciones novedosas a problemas difíciles. Recientemente, se ha señalado que esta metáfora se basa en gran medida en un modelo de la ecología clásica. Que los avances en la comprensión de la ecología basados en ciencia de la complejidad se han realizado por investigadores como CS Holling, James J. Kay. Más avanzado en términos de ecología contemporánea por otros. Para la ecología industrial, esto puede significar un cambio de una visión más mecanicista de los sistemas. A uno donde la sostenibilidad es vista como una propiedad emergente de un sistema complejo.

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El análisis exergético se realiza en el campo de la ecología industrial para utilizar la energía de manera más eficiente. El término exergy (exergia)fue acuñado por Zoran Rant en 1956, pero el concepto fue desarrollado por J. Willard Gibbs. En las últimas décadas, la utilización de la exergía se ha extendido fuera de la física y la ingeniería a los campos de la ecología industrial, la economía ecológica, la ecología de sistemas y la energética.

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