Aula_3_-_Ecologia_Industrial

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<p>21/06/2023</p><p>1</p><p>- Metabolismo e sinergia</p><p>- Ecologia Industrial</p><p>Docente: Bruna Borges Soares</p><p>• Até meados dos anos 1950, concebia-se o sistema produtivo separado do meio</p><p>ambiente, portanto, os problemas ambientais situavam-se fora das fronteiras do</p><p>sistema industrial.</p><p>• Sob esse ponto de vista, os estudos tinham como foco a consequências da poluição e</p><p>não nas causas.</p><p>21/06/2023</p><p>2</p><p>Modelo convencional da economia</p><p> Sistema aberto;</p><p> Entram continuamente recursos naturais e são liberados resíduos;</p><p> Segunda lei da termodinâmica</p><p> Degradação → Através da irreversibilidade dos processos.</p><p>Conceitos</p><p>Giannetti & Almeida, 2006</p><p>21/06/2023</p><p>3</p><p>Figura - Economia como sistema aberto: interação ambiente/economia</p><p>• A Ecologia Industrial, uma nova abordagem da relação entre a indústria e o meio</p><p>ambiente, vem sendo desenvolvida em muitos países, especialmente, nos Estados</p><p>Unidos, na comunidade Europeia e no Japão.</p><p>Ecologia Industrial</p><p>• No Brasil a Ecologia Industrial é ainda um tema relativamente desconhecido no meio</p><p>acadêmico e, principalmente, no meio empresarial.</p><p>21/06/2023</p><p>4</p><p>• Não há um consenso quanto a definição da Ecologia Industrial, porém há vários</p><p>pontos em comum entre as diversas definições encontradas na literatura:</p><p>▫ A Ecologia Industrial é sistêmica, abrangente, possui uma visão integrada de todos os</p><p>componentes do sistema industrial e seus relacionamentos com a biosfera.</p><p>• “A Ecologia Industrial baseia-se na metáfora que advém de retirar da análise do</p><p>funcionamento dos ecossistemas naturais lições úteis para gerir melhor os sistemas</p><p>industriais“.</p><p>21/06/2023</p><p>5</p><p>O conceito envolve a participação de duas ou mais empresas, com a finalidade de</p><p>desenvolver/produzir produtos, resíduos e subprodutos cujo impacto no meio ambiente</p><p>seja menor que aquele de cada empresa atuando independentemente de outras.</p><p>• Dessa forma, o sistema global, que é resultado de várias contribuições</p><p>menores causará, como um todo, menor impacto ambiental do que aquele causado</p><p>pela soma dos impactos das unidades individuais.</p><p>• O objetivo da ecologia industrial neste contexto é estabelecer o total uso/reuso de</p><p>reservas, para que o sistema não descarte nenhum resíduo, ou seja, emissão zero.</p><p>21/06/2023</p><p>6</p><p>Histórico</p><p>• A Ecologia Industrial está baseada no estudo de sistemas e na termodinâmica.</p><p>• As metodologias para o estudo de sistemas foram estudadas por Jay Forrester nos</p><p>anos 60 e 70 .</p><p>• Donella e Dennis Meadows utilizaram a análise de sistemas para simular a</p><p>degradação ambiental do planeta e enfatizaram o caminho insustentável do sistema</p><p>industrial vigente.</p><p>• Desde então, a associação indústria-ecologia tem se manifestado de forma dispersa ao</p><p>longo das últimas três décadas.</p><p>• Alguns ecologistas há tempo tinham a percepção do sistema industrial como um</p><p>subsistema da biosfera que, demandando recursos e serviços da mesma, teriam que</p><p>ser analisados conjuntamente.</p><p>21/06/2023</p><p>7</p><p>• A ideia de descrever os fluxos de material e energia, inerentes aos processos</p><p>industriais, como um sistema metabólico, foi introduzida por Robert U. Ayres, com o</p><p>termo “Metabolismo Industrial”.</p><p>• O conceito se fundamenta, basicamente, na aplicação balanços de massa</p><p>circulação de materiais e balanços de energia ao longo dos processos produtivos.</p><p>Metabolismo Industrial</p><p>• O Metabolismo Industrial trata dos fluxos de matéria e energia no sistema industrial.</p><p>• A Ecologia Industrial vai mais longe:</p><p>▫ A abordagem procura entender como o sistema industrial opera, quais são os</p><p>mecanismos reguladores e qual sua interação com a biosfera.</p><p>Metabolismo Industrial</p><p>21/06/2023</p><p>8</p><p> Metabolismo da natureza</p><p> Metabolismo da indústria</p><p>“Fechar o ciclo das substâncias de uso indústria é um dos principais desafios a</p><p>superar para conseguir tornar sustentável o atual sistema de produção”</p><p>Ecologia Industrial</p><p> Assume uma abordagem sistêmica e integradora de materiais, processo, produtos</p><p>e serviço, e as politicas desenhadas neste contexto devem ter como fim último a</p><p>sustentabilidade do sistema global;</p><p> Incorpora as práticas, ferramentas e objetivos das outras perspectivas;</p><p> Estender o âmbito da relação ambiente, economia e sociedade;</p><p>• “O sistema industrial como um todo, depende dos recursos e serviços provenientes</p><p>da biosfera, dos quais não pode estar dissociado”.</p><p>21/06/2023</p><p>9</p><p>Ecologia Industrial</p><p> Ecologia Industrial: Uma lição da Natureza</p><p> Copiar o desenvolvimento de ecossistemas sustentáveis</p><p> Fechar os ciclos dos materiais</p><p> Promover a utilização da energia em cascata</p><p> Aproximar os sistemas do “equilíbrio termodinâmico”</p><p> Minimizar a entropia</p><p> Sistemas interdependentes e altamente organizados</p><p>Simbiose Industrial</p><p> O conceito de Simbiose Industrial é uma das abordagens produtivas para a</p><p>ecologia industrial, que é baseado na sinergia entre diferentes atividades</p><p>produtivas que apresentam maior eficiência de recursos resultando em</p><p>benefícios ambientais, sociais e econômicos.</p><p> “Segundo Chertow (2000), os elementos chave para a Simbiose Industrial (SI)</p><p>são a colaboração e as possibilidades sinérgicas proporcionadas pela</p><p>proximidade geográfica entre as organizações interessadas.”</p><p>21/06/2023</p><p>10</p><p> Dado sistema industrial seja analisado em conjunto com outros sistemas que o</p><p>rodeiam, de maneira a otimizar os ciclos de materiais.</p><p> Dentro da cadeia de valor desperta a atenção para a interdependência de várias</p><p>empresas envolvidas nos processos de produção e distribuição e para o potencial de</p><p>sinergia entre estas empresas.</p><p>Economia Industrial Economia Natural</p><p>Impulsionado por questões financeiras Impulsionado pela energia solar</p><p>Produção centralizada, em larga escala Produção descentralizada, com dispersão de</p><p>riscos</p><p>Monoculturas Biodiversidade</p><p>Sistema linear, baseado em matérias-primas Sistema circular, capacidade de renovar</p><p>Ênfase na produção Ênfase na reprodução</p><p>Resíduos sem valorização significativa Reciclagem de resíduos</p><p>21/06/2023</p><p>11</p><p>Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>• Empresas altamente integradas;</p><p>• Resultante de um gradual desenvolvimento de cooperação entre as empresas e</p><p>as cidades;</p><p>• Participantes:</p><p>• Desde grandes empresas – Novo Nordisk (indústria de biotecnologia com 45% do mercado</p><p>mundial de insulina e 50% de enzimas)</p><p>• A médias – Gyproc (fabricante de divisórias)</p><p>Fonte: Giannetti e Almeida, 2006</p><p>Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca</p><p>21/06/2023</p><p>12</p><p>Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p> Empresas altamente integradas;</p><p> Utilizam fontes de resíduos umas das outras como fonte de energia e matéria-</p><p>prima;</p><p> Lodo gerado é usado como fertilizantes e na psicultura;</p><p> Cinzas na pavimentação de estradas;</p><p> Fluxos de calor na manutenção de estufas e aquecimento urbano.</p><p>Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p> Lições:</p><p>• Empresas diferentes que podem compartilhar fluxos;</p><p>• Acordo comercial entre empresas;</p><p>• Benefícios ambientais e econômicos (e sociais) associados;</p><p>• Cooperação é voluntária, apesar da participação do poder público local;</p><p>• As empresas estão situadas fisicamente próximas.</p><p>21/06/2023</p><p>13</p><p>Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Resultados:</p><p>• Redução de consumo de energia;</p><p>• Redução das emissões de CO2 e de SO2;</p><p>• Redução do volume de efluentes líquidos;</p><p>• Reaproveitamento de resíduos tradicionais, como enxofre, cinzas e lodo;</p><p>• ARRANJO PODE SER APLICADO A OUTROS SETORES.</p><p>• Considera a formação de parques industrias (eco redes) como um aspecto</p><p>chave para viabilizar o ecossistema industrial.</p><p>• Fechar os ciclos de materiais e energia com a formação de uma eco rede, que</p><p>imita os ciclos biológicos fechados.</p><p>• Leva em conta os limites da capacidade de carga do planeta e da região.</p><p>21/06/2023</p><p>14</p><p> Melhorar a comunicação entre vários elos da cadeia;</p><p> Diminuir a inércia das organizações;</p><p> Atribuir incentivos que otimizem o valor extraído dos recursos;</p><p>21/06/2023</p><p>15</p><p>Figura - Modelo</p><p>de interação entre sistemas no contexto da ecologia industrial</p><p>• A ideia de otimizar processos, categorizar todas as operações de uma indústria e</p><p>acompanhar todos os processos de fabricação acaba levando ao conhecimento</p><p>profundo do sistema.</p><p>• Esse conhecimento leva também a análise da interações do produtor com outras</p><p>empresas, sejam elas fornecedoras, consumidores de subprodutos ou consumidores</p><p>finais.</p><p>21/06/2023</p><p>16</p><p> Vários tipos de simbioses industriais podem ser sugeridos:</p><p> Através de trocas de resíduos;</p><p> Dentro de uma unidade industrial, de uma empresa ou de uma organização;</p><p> Entre firmas situadas em ecoparques industriais.</p><p>Benéfícios</p><p> Redução no consumo total de materiais;</p><p> Redução das emissões poluentes e da produção de resíduos;</p><p> Aumento da eficiência energética;</p><p> Maior valor acrescentado.</p><p>21/06/2023</p><p>17</p><p>Limitações</p><p> Quando o custo supera o benefício;</p><p> Regulamentação deficiente;</p><p> Fragmentação da visão estratégica.</p><p>• O sucesso dependerá de um programa científico de pesquisa cujo alvo será o</p><p>uso/reuso total de todos os constituintes do sistema inserido.</p><p>21/06/2023</p><p>18</p><p>• Na ecologia industrial o objeto de estudo é a inter-relação entre empresas, entre</p><p>seus produtos e processos em escala local, regional e global.</p><p>• Mas também, o estudo das interações entre os sistemas industrial e ecológico e,</p><p>consequentemente, os efeitos ambientais que estas empresas causam tanto nos</p><p>componentes bióticos como nos abióticos da ecosfera.</p><p>• Sob a ótica da ecologia industrial, o sistema industrial pode ser descrito como:</p><p>▫ Um conjunto de elementos (empresas, fábricas onde são produzidos bens com</p><p>suporte de serviços e informações);</p><p>▫ Um conjunto interligado a outros conjuntos pela transferência de material, serviços</p><p>e informação;</p><p>▫ Um conjunto que interage com o ambiente físico e social em que está inserido.</p><p>Em resumo..</p><p>21/06/2023</p><p>19</p><p>Outros exemplos</p><p>Integração entre mineração de carvão e curtumes</p><p>Impactos ambientais:</p><p>• Rejeitos da mineração de carvão: pirita e argilominerais;</p><p>• Quais problemas? Drenagem ácida</p><p>• Resíduos de curtume: sólidos e líquidos com sais de cromo;</p><p>• Quais os problemas? Toxicidade, risco à saúde humana</p><p>21/06/2023</p><p>20</p><p>• A indústria de mineração e curtumes (efluentes tóxicos – sais de cromo)</p><p> Alta geração de resíduos, podendo estes ser de caráter tóxico.</p><p> Utilização dos resíduos de mineração para tratar os efluentes de curtume é um</p><p>exemplo de ação integrada que armazena o passivo ambiental das duas atividades.</p><p> Soluções por ecologia industrial:</p><p>• Rejeitos da mineração para tratar efluentes do curtume pode atenuar efeitos da</p><p>drenagem ácida pelo descarte de sulfetos, enquanto auxilia na remoção do cromo de</p><p>efluentes do cu rtume;</p><p>• Pode-se desenvolver outras formas de recuperar o cromo para reutilização dos sais de</p><p>cromo no curtume;</p><p>• Complementar o tratamento com fitorremediação</p><p>• Desenvolve materiais para garantir a qualidade final da água residuária.</p><p>21/06/2023</p><p>21</p><p>Zero</p><p>Combustíveis</p><p>Fósseis</p><p>Média Mundial Atual</p><p>Cimento Portland</p><p>1.000 kg</p><p>Cimento Portland</p><p>1.500 kg Recursos naturais minerais</p><p>como calcário, argila e gesso</p><p>4.800 MJ Combustíveis Fósseis como</p><p>carvão, óleo e gás</p><p>900 kg CO2</p><p>Futuro Sustentável</p><p>Cimento Portland com adições</p><p>1.000 kg</p><p>Cimento Portland com adições de</p><p>escória, pozolanas, calcário</p><p>900 kg Recursos</p><p>naturais minerais</p><p>2.800 MJ</p><p>Combustíveis</p><p>Alternativos</p><p>400 kg</p><p>Adições</p><p>400 kg</p><p>CO2</p><p>Futuro da Indústria Cimenteira</p><p>Fonte: apresentação insitucional: Schalka e Andrade (2007)</p><p>• Diretor Técnico da Votorantim Cimentos</p><p>Exemplo Votorantim - Cimentos</p><p>Considerações</p><p>• A ecologia Industrial se encontra hoje em uma etapa de construção, mas já se</p><p>percebe seu grande potencial em face aos problemas ambientais.</p><p>• Engenheiros e administradores podem encontrar neste conceito um vasto campo</p><p>para ação e para estudo em uma área em que novas solução são necessárias, se</p><p>não, obrigatórias.</p><p>21/06/2023</p><p>22</p><p>• A Ecologia Industrial oferece um caminho para as empresas para a</p><p>exploração de seus recursos (incluindo seus resíduos) de uma forma que resgata a</p><p>interdependência do homem e da biosfera.</p><p>• Uma sociedade mais inteligente é uma mudança que engenheiros deverão se</p><p>engajar em conjunto com os políticos, economistas e cidadãos.</p><p>- Prevenção da</p><p>poluição</p><p>- Produção Mais Limpa</p><p>- Ecodesign</p><p>- Contabilidade verde</p><p>- Sistema de Gestão</p><p>Ambiental</p><p>- Ecoeficiência</p><p>- Avaliação do Ciclo de</p><p>Vida (ACV)</p><p>- Simbiose Industrial</p><p>- Ecoparque industrial</p><p>- Análise do fluxo de materiais</p><p>e energia</p><p>- Políticas e planos de</p><p>desenvolvimento</p><p>Intraorganizacional</p><p>(Micro)</p><p>Interorganizacional</p><p>(Meso)</p><p>Regional e Global</p><p>(Macro)</p><p>Ecologia Industrial</p><p>Desenvolvimento</p><p>Sustentável</p><p>Regional/Global</p><p>Entre empresas</p><p>Dentro da empresa</p><p>21/06/2023</p><p>23</p><p>Ecologia Industrial - Métodos e ferramentas:</p><p> Produção mais limpa (P+L)</p><p> Avaliação do Ciclo de Vida (ACV)</p><p> Ecodesign</p><p> Reciclagem</p><p> Reuso</p><p> Remanufatura</p><p> Logística reversa</p><p>Fonte: JESWIET, 2003.</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3: Modelo convencional da economia</p><p>Slide 4: Conceitos</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6: Ecologia Industrial</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11: Histórico</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13: Metabolismo Industrial</p><p>Slide 15: Metabolismo Industrial</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17: Ecologia Industrial</p><p>Slide 19: Ecologia Industrial</p><p>Slide 20: Simbiose Industrial</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23: Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Slide 24: Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Slide 25: Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Slide 26: Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Slide 27: Exemplo clássico de Ecologia industrial</p><p>Slide 28</p><p>Slide 29</p><p>Slide 30</p><p>Slide 31</p><p>Slide 32</p><p>Slide 33</p><p>Slide 34: Benéfícios</p><p>Slide 35: Limitações</p><p>Slide 36</p><p>Slide 37</p><p>Slide 38: Em resumo..</p><p>Slide 39: Outros exemplos</p><p>Slide 40</p><p>Slide 41</p><p>Slide 42</p><p>Slide 43: Exemplo Votorantim - Cimentos</p><p>Slide 44: Considerações</p><p>Slide 45</p><p>Slide 46</p><p>Slide 48: Ecologia Industrial - Métodos e ferramentas:</p>