REDES DE RECICLAGEM EM BUSCA DA SIMBIOSE INDUSTRIAL

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1 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de REDES DE RECICLAGEM EM BUSCA DA SIMBIOSE INDUSTRIAL Tacíso Pedo da Slva (PPGCC/FURB) - tacso@fub.b Nelson Hen (PPGCC/FURB) - hen@fub.b Maa Salett Bembengut (UFSC) - salett@fub.b RESUMO Consdeando as cescentes estções, a ndústa é foçada a dmnu os poblemas de pedas mas ntensamente. Um nstumento de plano de ação paa negócos ambentas é a ecclagem. Em havendo uma deção de fluxo em estágos de podução, de alto a baxo, em áeas da podução envolvdas, então cadeas de ecclagem ndustas (aqu também efeencado como ecossstemas ndustas) podem se cados. Este atgo desceve o desenvolvmento teóco das gandes cadeas e vefca a possbldade da utlzação de uma cadea já exstente como exemplo. Palavas-chave: Podução lmpa. Modelagem matemátca. Otmzação. Meo ambente. ABSTRACT In the lght of nceasng estctons, the ndusty s foced to get down to the waste poblem moe ntensely. One nstument of busness envonmental polcy s ecyclng. If upand-downsteam poducton stages ae ncluded ndustal ecyclng-netwoks (heen also efeed to as ndustal ecosystem) can be ceated. Ths pape descbes the theoetcal development of such netwoks and checks the feasblty usng an aleady exstng netwok as example. Keywods: Clean poducton. Mathematcal modelng. Optmzaton. Envonment.. INTRODUÇÃO Podução e consumo baseados nas mudanças do meo ambente possuem em um consdeável mpacto sobe as estutuas polítco-legal, socal, econômca e técnca na companha na qual opea. Devdo às estções esultantes da podução ndustal, empesas manufatueas devem cada vez mas lda com o poblema de ejetos e o supmento de matéas-pmas altenatvas. Uma possível estatéga é a ecclagem ndustal. Estas abodam

2 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de a nstalação de cclos de mateal e enega opeando sem nfluênca humana em sstemas natuas em sstemas técncos (STREBEL, 994:84). Apesa de lmtações centífcas, técncas e econômcas os benefícos do nstumento de ecclagem é vasto. Recclagem pode eduz substancalmente o volume estante de peda e usualmente a demanda po matéas-pmas pmáas como fonte. Isto leva a uma edução no descate dos ejetos e no custo de matéa-pma, e também eduz os scos efeentes a supmento e deposção paa a companha. Além dsso, o uso de mateas ecclados pode leva a uma edução no custo da enega paa podução, e subseqüentemente leva a dmnução do custo de podução (SCHWARTZ, 994). Baseando-se no plano de ação ambentas, a pesevação do meo ambente, como fonecedo de ecusos e ecepto dos ejetos, é uma conseqüênca da aplcação de estatégas de ecclagem. Na maoa dos casos os ejetos que tem como ogem um pocesso de podução, não podem se eutlzados no mesmo pocesso, mas apenas em uma ede do pocesso. Hen (2005) expessa que se a empesa geadoa de esíduos não possu pocessos de eutlzação apopados, então uma ede necessta se expandda pela mplementação de tecnologas ntegadas ente companhas paa nclu outas companhas (HEIN, 2005a). É um péequsto paa que os paceos geencem qualdade e quantdade, pos o esíduo de um é a matéa-pma do outo. Indspensável paa o funconamento de cclos natuas é o fato de que em boecossstemas - como oposção a sstemas ndustal a elação da composção e decomposção é bascamente gual. Devdo ao constante abastecmento de moléculas e átomos, o pocesso evoluconáo seá mpossível sem este dualsmo. Apenas um pncípo absolutamente pefeto demonsta uma base estável paa um desenvolvmento contínuo atavés de blhões de anos (ZWILLING, 993:20). O pncípo básco de ccutos de ecclagem de sucesso na natueza é a establdade da estutuação de blocos fundamentas em acéscmo a sua smplcdade especal. Bascamente há dos tpos de bomoléculas: a nfomação amazenando ácdo nucléco como poteínas que sevem como fnaldade estutual e funconal (ZWILLING, 993: 26). Fo esta smplcdade que possbltou a composção de cadeas de nutção coespondentes, cclos fechados de mateas em pmeo luga, no qual o esíduo de um nível tona-se entada de outo (LIESEGANG, 993: 389). A tendênca oposta pode se encontada em sstemas ndustas. Em décadas passadas, váos mlhões de novas substâncas foam ntenconalmente ou nvoluntaamente desenvolvdos e poduzdos duante pocessos de fabcação. Mutas destas substâncas não podem se encontadas na natueza e são dfclmente, ou não podem, se decompo ou seem eccladas.

3 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de Um ctéo paa o balanço nteno e seguança funconal de ecossstemas natuas é um vasto númeo de dvesas catuas em um canal estetamente oganzado. Desde que patcamente todo gupo (= elemento do sstema) na ede, emta e absova esíduos, as possbldades totas de nteações específcas cescem consdeavelmente (HABER, 992: 46). Uma foma de elaconamento bem detemnada ente elementos em ecossstemas natuas é a benéfca smbose ecípoca. Sstemas ndustas não conhecem edes tão estetamente oganzadas como as encontadas em ecossstemas natuas. A ede escassa na economa e a defcênca de nfomação esultante é uma causa pmáa de poblemas assocados ao supmento de matéa-pma e dsposção de esíduos (VESTER, 99: 68). 2. MODELO DE UMA REDE DE RECICLAGEM PARA A INDÚSTRIA O modelo de uma ede de ecclagem paa ndústa é a tentatva de ntega pncípos báscos de ecossstemas natuas na economa de podução tadconal, como cclos fechados de mateas ou ntensfcando a canalzação. Redes de Recclagem consstem em váas empesas egonas lgadas po pelo menos uma elação de esíduos. A elação de esíduos, ente cada dos elementos, é ognalmente baseada no pncípo a peda de um é a matéa-pma de outo. De ceta foma uma egão pode se utlzada como um gande passo. Paa edes os podutoes utlzam se necessáo os sevços de sucateos, companhas de pocessamento de esíduos ou nfomações ente companhas e ecusos coodenados, também chamados de agêncas de esíduos. Se, po exemplo, podutoes e agencas de esíduos entassem em contato ente s, sea ncalmente um elaconamento nfomaconal assocado aos esíduos. Coopeatvas elaconadas a esíduos, com edes de ecclagem paa ndústa, ofeecem benefícos paa companhas patcpantes, como uma edução de custo e sco legas paa uma stuação de dsposção e fonecmento estável, ou uma melhoa da magem da copoação. Benefícos paa toda uma egão sustentável, na mnmzação das totas emssões ealzadas pelo sstema. Estas consdeações em patcula fazem o desenvolvmento e a subsstênca destes sstemas nteessantes não apenas as companhas patcpantes, mas também a polítca ambental públca. As efcêncas de ecossstemas ndustas podem se ncementadas, se edes em desenvolvmento ou já exstentes foem nsttuconalzadas. Este é o objetvo destas ntecompanhas, espectvamente nteegonas, a coopeação paa um mecado undo ao conceto de edes de ecclagem, paa apefeçoa o fluxo de nfomação ente os paceos e

4 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de paa pomove a expansão contínua da ede. Devdo essencalmente à melhoa do fluxo de nfomação em edes de ecclagem nsttuconalzadas, exstentes elaconamentos de esíduos podem se ntensfcados e novos nte-elaconamentos podem se desenvolve mas faclmente. 2.. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UMA REDE DE RECICLAGEM A epesentação de modelos de edes de ecclagem paa ndústa, assm como esta descção oganzaconal e funconal, deve se auxlada po sstemas assemelhados. Conseqüentemente, uma ede de ecclagem paa ndústa é o total categozado de empeendmentos ente os quas elaconamentos de esíduos exstem ou podem se desenvolvdos. Uma descção ndvdual de edes patcpantes é, potanto, uma epesentação nadequada de ecossstemas ndustas. Relaconamentos funconas como fluxos de esíduos e fluxos de nfomação devem se consdeados como fontes. Apesa do fato de exst um mao gau (fote, mas mpotante) elaconamentos ente as fonteas dos sstemas, do que ente as edes paa ecclagem (=sstema) e o sstema ambental (ambente natual, socedade, etc.), não exste elações ecípocas ente o sstema e o sstema ambental. Não apenas as edes de ecclagem paa ndústa ou seus elementos ecebem a mao das entadas dos sstemas ambentas, mas eles também lbeam suas saídas paa sto, pelo menos em longo pazo. Redes ndustas paa Recclagem como são sstemas abetos estão sujetos a mudanças econômcas e ecológcas do sstema ambental e, conseqüentemente, devem leva sto em consdeação. As dnâmcas de ecossstemas ndustas expessados po mudanças no estado excedente do sstema dependem lagamente das dnâmcas do sstema ambental. Mudanças na legslação, po exemplo a ntodução de pedas ou taxas de despedíco de água, aumentam as chances até aqu de esíduos dspostos seem ecclados, e deste modo elaconamentos de despedíco/esíduos seem desenvolvdos. Analsando as estutuas dos ecossstemas ndustas, pode-se dstngu ente subsstemas (células específcas de esíduo e coentes) e empeendmentos (elementos do sstema). Eles são localzados em elaconamentos específcos com um outo. Os elaconamentos ente companhas de células de esíduos são mas ntensos que ente companhas de dfeentes subsstemas. Relaconamentos de esíduos são oganzados ente uma ou outa pefeênca de mecado ou po coopeatvas, dependendo do planejamento do custo do fluxo de esíduo ou aspectos de seguança. A sobeana de coopeatvas em edes

5 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de ndustas paa ecclagem coesponde bascamente com a defnção de Sydow sobe edes estatégcas. Ele desceve as elações em uma ede como essencalmente coopeatvas, poque a coodenação de atvdades é gaantda po um jogo pévo de planejamento de companhas (SYDOW, 993: 93). O conceto de uma ede ndustal paa ecclagem teocamente não lmta o númeo de empeendmentos patcpantes ou fluxos de esíduos. Na pátca, poém, o tamanho da ede é lmtado pelos lmtes oganzaconas, nfomatvos, econômcos, técncos assm como socas. Relações nfomatvas e oganzaconas em pequenas egões, nas quas a pessoa esponsável de váas companhas conhece cada outa pessoa, são fáces de desenvolve. A poxmdade mental não apenas dmnu custos de opeações, mas também faclta o desenvolvmento de edes paa ecclagem. Pequenas dstâncas eduzem custos de tanspote mensamente. Um agumento paa expand um ecossstema paa locas mas longes em uma egão é o subseqüente fonecmento vasto de esíduos utlzáves e potencas pocessos de ecclagens ASPECTOS METODOLÓGICOS Em analoga a defnção de fomaldades de Meade s (952) companhas nvestndo em desenvolvmento em elações de esíduos geam atmosfea, pncpalmente nfomações atmosfécas (SCHWARTZ & STEINIGER, 995). Entada de fato exteo das companhas de ecclagem (ecusos humanos, mas também desenvolvmento de hadwaes de nfomação e nvestmentos de tanspotes de esíduos) tem mpactos postvos nas opções paa outas companhas na egão. Em temos de um smples modelo sto pode se fomalzado paa constu uma estutua paa conclusões e ecomendações futuas. Os custos da dsposção de esíduos são hpotétcos paa consttu o fato elevante às empesas paa nca atvdades de ecclagem de esíduos egonas e ntecompanhas. A quantdade de esíduos dsposta extenamente pela companha é dada po: ( x, )*A (,...,,,..., ) d = H + n Sendo H a função da podução de esíduos, que depende do nível de saída x que a empesa possu e é fato de entada (ecusos humanos e mateas) na áea de ecclagem extena de esíduos e A denotando a atmosfea extena de ecclagem paa a fma, dependente do fato entada de todas as outas companhas em ecclagem extena de esíduos

6 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de m, como aquela com cescmento m s A é eduzdo de em deção a 0, com A > 0 (HEIN, 2005b). Desta foma, qualque fato de entada paa eduz uma quantdade de esíduos dspostos petencentes a companha ca uma atmosfea de ecclagem postva paa outas companhas de foma satsfatóa. Paa os elaconamentos funconas é assumdo que: H x H > 0; A < 0; m < 0; m O objetvo da empesa é centes pabus, sto é paa um nível de saída dado (neste caso endmento), mnmza os custos de esíduos: w j j f C = d * e + p j j * f Sendo j d a quantdade de esíduo do tpo j dsposto exteomente pela fma, j e o custo de dsposção do esíduo tpo j, p f o peço do fato entada f (po exemplo: mão-deoba, captal) paa atvdades de ecclagem de esíduos pela fma, e f a soma do fato entada f da companha em atvdades de ecclagem, que paa soma de pesos agegados e índces de peços podem se esctos C = d * e p *. w + Paa a otmzação ndvdual cada fma decde sobe seu fato entada como sendo: H p A * = e O fato entada na ecclagem de esíduos deste modo aumenta com a elevação do custo da dsposção e decesce com o fato peço p. Apesa da ação coletva, sto é quando cada fma adconalmente consdeada os mpactos extenos benéfcos em outas fmas lgadas ao seu aumento pópo no fato entada, a condção de otmaldade se altea. Paa o caso mas smples de apenas duas companhas é dado po: H A * H A * 2 2 = p e Apesa da suposção de que A e p são guas paa as duas das ações ndvduas e

7 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de A 2 coletvas, e desde H2 * < 0 sendo que este segue que: H ndvdual ( ) coletvo > ( 2 ) ndvdual < coletvo H Apesa da otmzação ndvdual a decsão no fato entada nas atvdades de ecclagem de esíduos é feta sem consdea efetos extenos de lgação (postvos) em outas companhas (HEIN, 2005c). Um apefeçoamento paa a economa total da egão pode se alcançado subsdando o fato entada na tentatva da ecclagem de esíduos. Dos modelos de esquemas subsdados pecsam se consdeados: os subsdados podem se pagos detamente paa a companha, vnculado ao volume de atvdades de ecclagem de esíduos. O segundo, uma nsttução pode se esponsável (uma agênca de esíduos se detemnada), que ofeece seus sevços (po exemplo: atvdades de pepaação e coodenação) dsponível paa companhas abaxo dos custos atuas. 3. CONCLUSÕES Quanto meno o númeo de companhas conectadas em uma egão, mas fechadas são compensações ndvduas paa atvdades de ecclagem de esíduos e a magem econômca do poduto agegada a este. Dado que há apenas algumas fmas, o custo paa oganza uma ede é como nca uma companha únca. Isto é patculamente vedade, se uma laga poção do custo de dsposção de esíduos está exposta a esta companha específca, po exemplo: devdo à alta toxcdade ou ao gande volume de esíduos. Conseqüentemente, esta companha é a pmea benefcada com uma ede paa ecclagem. Em edes de baxa complexdade os elaconamentos ente elementos e esíduos são mas evdentes e as taefas de coodenação dento da estutua da ede podem se conduzdos po uma pessoa apenas. Além dsso, aumentam as chances de geentes das companhas patcpantes da ede conheceem-se, o que pemte esolve poblemas em uma base nfomal. Quanto mas as companhas são ecpocamente fechadas ente s, mas uma fma ndvdual é dssuadda a toma custos excedentes que benefcam pefeencalmente as outas companhas. Neste caso o sustento da comuncação ente os membos de um gande gupo leva ao aumento de custos despopoconas. Po esta azão a acetação de, po exemplo: taefas de coodenação (sem eembolso de despesas) po um elemento do sstema não epesenta um ncentvo gande sufcente apesa da consdeação ndvdual, e apesa da laga

8 III CNEG Nteó, RJ, Basl, 7, 8 e 9 de agosto de economa extena de peso. Paa o caso de uma complexa ede paa ecclagem a execução e fundo pacal das taefas de coodenação po uma oganzação geal, que ofeece estes sevços neste campo, pode se déa sensível e patcável. 3. REFERÊNCIAS HABER, W. Übe den Betag de ökosystemfoschung zu Entwcklung de menschlchen Umwelt.In E. Sedel & H. Stebel (Eds.), Umwelt und Ökonome: Reade zu ökologeoenteten Betebswtschaftslehee. Wesbaden, p.39-63, 99. HEIN, Nelson; BIEMBENGUT, Maa Salett; BEUREN, Ilse Maa. Modelagem e Otmzação da Smbose Industal em Redes de Recclagem. In: XVI Escuela de Pefecconamento en Investgacón Opeatva (XVI EPIO), Códoba, 2005a. HEIN, Nelson; BIEMBENGUT, Maa Salett. Mathematcal Modellng n Engneeng: advantages and dffcultes n teachng Dffeental Integal Calculus. In: 2 The Intenatonal Study Goup fo Mathematcal Modellng and Applcatons (ICTMA): Londes, 2005b. HEIN, Nelson; BIEMBENGUT, Maa Salett; SAGULA, Joge Enque. Metamodelagem Matemátca: Contexto e Estutua. In: Revsta Plues Humandades. Rbeão Peto, 2005c, v. 5, p LIESEGANG, D.G. Reduktonswtschaft als Komplement zu Poduktonswtschaft ene globale Notwendgket. In E. Sedel & H. Stebel (Eds.), Umwelt und Ökonome: Reade zu ökologeoenteten Betebswtschaftslehee. Wesbaden, p , 993. MEADE, J.E. Extenal economes and dseconomes n a copettve stuaton. In Economc Jounal. 62, p.54-67, 952. SCHWARTZ, E.J. & STEINIGER, K. The ndustal ecyclng-netwok enchancng egonal development. Reseach memoandum no Kal-Fanzens-Unvestät. Gaz, 995. STREBEL, H. Induste und Umwelt. In M. Schweze (Ed.), Industebetebslehe. Munque, p , 995. SYDOW, J. Stategsche netzweke. Wesbaden, 993. VESTER, F. Neuland das Denkens - Vom technokatschen zum kybenetschen Zetalte. Munque, 99. ZWILLING, R. Stoffkesläufe n Leben. In R. Zwllng & W. Ftsche (Eds.), Ökologe und Umwelt. Hedelbeg, p.9-3, 993.