Construindo a cadeia de suprimentos circular

Os polos industriais, pilares do emprego e da riqueza na Europa, enfrentam o desafio de integrar a simbiose industrial (SI). Essa estratégia empresarial fomenta a cooperação entre indústrias tradicionalmente isoladas para otimizar o uso de recursos como energia, água, subprodutos, infraestrutura e serviços. Seu principal objetivo é minimizar o impacto ambiental, gerando valor econômico e social e, assim, fortalecendo as bases da economia circular.

No entanto, embora a UE priorize o desenvolvimento regional sustentável, muitas áreas industrializadas enfrentam dificuldades na implementação da SI em larga escala devido a obstáculos como:

• Compartilhamento de tecnologia e infraestrutura.
• Integração eficiente dos fluxos de resíduos.
• Otimização no gerenciamento de energia e materiais.
• Integração com os ecossistemas circundantes para maximizar os benefícios sociais.

Além das barreiras ambientais e econômicas, as comunidades próximas a esses polos frequentemente sofrem os efeitos da poluição, o que evidencia a necessidade urgente de adotar modelos mais sustentáveis. A SI é fundamental para reduzir o consumo de matérias-primas virgens, minimizar a geração de resíduos e promover o desenvolvimento sustentável.

Economia circular: definição e princípios

Segundo Kirchherr et al. (2017), a economia circular (EC) substitui o conceito de "fim de vida" do modelo linear tradicional por uma abordagem focada na reutilização, reciclagem e recuperação de materiais ao longo dos processos de produção e consumo. Este modelo opera em três níveis: micro (produtos e empresas), meso (parques ecoindustriais) e macro (cidades, regiões, etc.), com o objetivo de promover a qualidade ambiental, a prosperidade econômica e a equidade social para as gerações presentes e futuras.

O conhecido diagrama da borboleta ilustra o fluxo contínuo de materiais na economia circular, com base em três princípios:

• Eliminar o desperdício e a poluição.
• Manter os produtos e materiais em uso pelo maior tempo possível.
• Regenerar os sistemas naturais.

Diagrama em forma de borboleta da economia circular da Fundação Ellen MacArthur
Desenho baseado no trabalho de Braungart & McDonough, Cradle to cradle (C2C)

A economia circular não apenas impulsiona a sustentabilidade, mas também promove uma transição de economias baseadas no uso intensivo de materiais para economias mais orientadas para a mão de obra, o que estimula a atividade econômica local através da remanufatura e da reutilização de produtos. Os principais benefícios dessa perspectiva são ilustrados na figura a seguir:

Benefícios da economia circular
Fonte: Trabalho de Beatriz Royo e Alicia Martínez de Yuso

Logística reversa, fundamental para a cadeia de suprimentos circular

A logística reversa (LR) desempenha um papel essencial na economia circular, pois permite o retorno eficiente de materiais, produtos em processo e produtos semiacabados dos clientes de volta à sua origem, contribuindo para sua reutilização ou reciclagem.

A logística reversa melhora a sustentabilidade ao reduzir o consumo de energia e as emissões, aumentando a competitividade diante das pressões financeiras, socioeconômicas, legais e políticas. Por outro lado, a integração de produtos recuperados nas redes existentes apresenta certos desafios que exigem a reformulação das infraestruturas e dos processos logísticos.

Mudança de paradigma: de sistemas lineares para circulares

A economia circular representa uma mudança radical no pensamento econômico e visa dissociar o crescimento do consumo de recursos. Essa transformação propõe um sistema projetado para minimizar o desperdício e maximizar a eficiência dos recursos por meio de estratégias como remanufatura, reutilização e servitização.

A concretização dessa mudança depende de diversos fatores. Os produtos e processos devem ser redesenhados para garantir durabilidade, reparabilidade e facilidade de desmontagem, com abordagens inovadoras que priorizem a recuperação de materiais sem comprometer a funcionalidade. O design modular, os componentes padronizados e a integração de materiais reciclados desempenham um papel fundamental. Além disso, devem ser fomentados o consumo responsável e uma cultura de reutilização, reparo e participação em sistemas circulares, apoiados por políticas públicas, educação e colaboração empresarial.

Acesso vs. Propriedade: Consumimos os produtos ou os utilizamos?
ECONOMIA Crescimento econômico Economia no custo dos materiais Criação de empregos Inovação	AMBIENTE Redução das emissões de CO₂ Menor consumo de matérias-primas Aumento da produtividade da terra e da saúde do solo
EMPRESAS Oportunidades de benefícios Menor volatilidade e maior segurança de abastecimento Novos negócios e demandas de serviços Melhoria na interação com o cliente e fidelização	SOCIEDADE Aumento da renda disponível Maior rentabilidade Obsolescência reduzida Saúde

Modelos de negócios: oportunidades na economia circular

A economia circular fomenta modelos de negócios inovadores que priorizam a retenção de recursos e a sustentabilidade. Uma das principais oportunidades está na servitização, uma estratégia pela qual as empresas deixam de vender de produtos e passam a oferecer serviços. Por exemplo, em vez de vender eletrodomésticos, as empresas poderiam disponibilizá-los através de contratos de serviço, cuidando da sua manutenção e reparo contínuos.

Este modelo reduz o consumo de materiais, prolonga a vida útil dos produtos e gera empregos em setores como remanufatura e manutenção, o que beneficia particularmente as economias locais. Outro aspecto fundamental é a extensão do ciclo de vida dos produtos através da reforma e recuperação de componentes. Ao desmontar equipamentos ou artigos para recuperar materiais valiosos, as empresas reduzem o desperdício e sua dependência da extração de recursos naturais. Essa abordagem, que exige muita mão de obra, é frequentemente implementada localmente, fomentando a criação de empregos regionais e minimizando os impactos ambientais.

Finalmente, as cadeias de suprimentos desempenham um papel crucial na promoção da circularidade. A simbiose industrial dentro das redes logísticas facilita a troca de recursos e a reutilização de resíduos entre as empresas. Dessa forma, não apenas melhora a resiliência da cadeia de suprimentos, como também mitiga o impacto ambiental, estabelecendo uma base sustentável para o crescimento econômico.

Modelos de centros circulares: ecossistemas da economia circular

Em toda a Europa, diversos polos industriais adotaram os princípios da economia circular, consolidando-se como centros dedicados à circularidade (H4C). Esses ecossistemas fomentam a recuperação de recursos, a remanufatura e a simbiose industrial, fortalecendo a colaboração entre setores e transformando os resíduos de uma indústria em insumos valiosos para outra. O projeto europeu IS2H4C serve como exemplo: IS2H4C (Sustainable circular economy transition: From industrial symbiosis to hubs for circularity), que se concentra na cooperação intersetorial para otimizar a logística, compartilhar recursos e limitar a geração de resíduos.

Em Espanha, o H4C em Bilbao se consolidou como um centro de referência na região industrializada do País Basco. Com o objetivo de alcançar a descarbonização até 2050, este centro integra setores estratégicos como siderurgia, cimento, cal, refino de petróleo e produção de celulose e papel. Para tanto, incorpora tecnologias avançadas como tratamento de água, pirólise e eletrólise para gerar eletrocombustíveis, capturar CO₂ e substituir combustíveis fósseis, validando soluções de CCU (captura e utilização de carbono), hidrogênio e oxicombustão para a indústria.

Os centros dedicados à circularidade funcionam como campos de teste para soluções circulares inovadoras, oferecendo informações valiosas sobre sua viabilidade, escalabilidade e impacto em ambientes reais.

Cadeias de suprimentos: integrando a simbiose industrial

Embora esses centros ofereçam aplicações promissoras de simbiose industrial, seu sucesso depende da implementação de modelos robustos de cadeia de suprimentos. Isso é crucial para a captura de carbono em indústrias de alto consumo energético e para a transição para tecnologias baseadas em hidrogênio. No entanto, ambos os processos enfrentam desafios consideráveis em termos de implementação, escalabilidade, viabilidade a longo prazo e impacto na sustentabilidade.

No setor da construção, uma iniciativa emergente é a captura e reutilização do carbono emitido durante a produção de cimento, sendo que aproximadamente 25% das emissões provêm da calcinação. Um caso notável analisado pelo Basque Circular HUB é a carbonatação da escória de aço para obtenção de escória carbonatada. Embora essa solução ofereça claros benefícios ambientais, sua integração em um modelo de negócios circular apresenta inúmeros desafios.

Escórias carbonáticas provenientes da captura e utilização de carbono e escórias de aço
Fonte: Shashikant & Anurag, 2017

As cadeias de suprimentos lineares tradicionais funcionam como sistemas de tração movidos pela demanda, partindo do pressuposto de uma disponibilidade ilimitada de materiais. Por outro lado, os modelos circulares enfrentam desafios adicionais, entre os quais:

• Imprevisibilidade do mercado. A demanda por um produto inexistente é incerta, o que força uma redefinição dos supply chains, passando de um modelo baseado em produção para um modelo mais flexível.
• Flutuações na oferta. A disponibilidade de matérias-primas depende de resíduos industriais, exigindo estratégias eficientes de logística e armazenamento para garantir um fornecimento constante.
• Viabilidade financeira. Os fluxos reversos exigem investimentos adicionais, o que pode aumentar os custos e afetar a competitividade em relação às alternativas já estabelecidas.

O sucesso deste novo modelo de negócio depende da sua viabilidade e da colaboração entre as diversas partes interessadas. Os governos locais e as administrações públicas desempenham um papel crucial ao subsidiarem as indústrias locais, enquanto as regulamentações da UE e o mercado de carbono incentivam a adoção desta estratégia de negócio através de quadros regulamentares e incentivos. Compreender estas interdependências é vital para uma transição sustentável e escalável, não só no setor da construção, mas também em outros setores e regiões.

Para enfrentar essas complexidades, as técnicas de modelagem quantitativa desempenham um papel importante na identificação de interdependências sistêmicas, na formulação de políticas públicas e no planejamento de cadeias de suprimentos sustentáveis. Os modelos de dinâmica de sistemas (DSS) simulam a evolução de sistemas complexos ao longo do tempo. Como resultado, oferecem informações valiosas em três áreas principais:

• As trocas econômicas associadas à implementação da captura e utilização de carbono (CCU).
• O impacto das mudanças nas políticas públicas.
• A viabilidade a longo prazo de soluções de sustentabilidade orientadas pelo mercado.

Yu et al. (2023) combinaram a dinâmica de sistemas (DSS) e a simulação de eventos discretos (DES) para avaliar o equilíbrio entre fatores ambientais e econômicos em uma aplicação da economia circular. O estudo investigou a reciclagem de fibras de aramida, um subproduto da produção de tequila, misturando-as com plásticos PBT para reduzir as emissões de CO₂. O estudo determinou que a implementação em grande escala alcançou a maior redução de emissões de CO₂, embora com um custo mais elevado. Em contrapartida, um método seletivo direcionado a atores-chave, como os fabricantes de embalagens, mostrou-se mais rentável e, mesmo assim, gerou benefícios ambientais progressivos.

Em resumo, a integração de DSS e DES fornece um conjunto robusto de ferramentas para avaliar a viabilidade de iniciativas de economia circular. Ao combinar essas técnicas de modelagem, os formuladores de políticas públicas e líderes da indústria podem gerenciar estrategicamente a rentabilidade, a eficiência de recursos e o impacto ambiental, garantindo que as cadeias de suprimentos circulares sejam economicamente viáveis e escaláveis.

Em direção a uma implementação eficaz

A economia circular, a simbiose industrial e a logística reversa são pilares fundamentais na construção de uma cadeia de suprimentos circular. No entanto, sua implementação bem-sucedida exige o gerenciamento de incertezas críticas relacionadas à disponibilidade de materiais, flutuações de demanda, marcos regulatórios e viabilidade econômica. A modelagem quantitativa é crucial para enfrentar essas complexidades, simulando diversos cenários, avaliando fatores de risco e otimizando a tomada de decisões.

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