A sustentabilidade está rapidamente se tornando um verdadeiro motor de ação, em vez de simplesmente um ponto de discussão destinado a impulsionar as relações públicas.
As empresas que levam a sustentabilidade a sério exigem metas mensuráveis em torno da redução de emissões, minimização de resíduos e/ou uso de menos recursos, bem como estratégias para melhorar as operações, ajudar os clientes e até encontrar novas metas de negócios. Para atingir esses objetivos e implementar essas estratégias, as empresas de manufatura estão em grande parte jogando com sua força principal – fabricação – o que significa que estão testando em grande parte novas matérias-primas sustentáveis e processos de fabricação alternativos. Dentre essas abordagens, há grande interesse na reciclagem de resíduos, captada pela ideia de economia circular.
Hoje, nossa economia global é amplamente linear por natureza – os produtos são feitos de matérias-primas e, em grande parte, descartados após a vida útil do produto. A economia global gera mais de 2 bilhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos, mais de 1 bilhão de toneladas de resíduos alimentares e cerca de 400 milhões de toneladas de resíduos plásticos e têxteis a cada ano, dos quais apenas uma pequena fração é reciclada, muitas vezes em produtos de baixo valor. produtos. Como essa superabundância de resíduos causa estragos nos ecossistemas locais, levou a um maior escrutínio nos últimos anos, levando a mudanças regulatórias em todo o mundo, incluindo proibições completas de importação de resíduos em países como China e Tailândia. Ao mesmo tempo, as colaborações internacionais sobre o tema também estão em ascensão, como pode ser visto no recente memorando de entendimento assinado entre a China e a UE para desenvolver conjuntamente práticas e políticas de economia circular.
Lux define a economia circular como aquela em que os resíduos podem ser convertidos em uma matéria-prima de qualidade virgem ou em um produto de maior valor do que com as tecnologias de conversão de resíduos existentes. Infelizmente, a maioria das tecnologias que convertem resíduos em precursores de materiais ainda está em estágio inicial. No decorrer de nosso trabalho, a Lux encontrou um papel importante, mas pouco enfatizado, para as tecnologias digitais emergentes, que têm o poder de acelerar a adoção dessas tecnologias circulares. As tecnologias digitais emergentes têm o potencial de liberar todo o valor das abordagens existentes ou até mesmo permitir oportunidades completamente novas de circularidade. Aqui, discutimos como as tecnologias digitais emergentes podem permitir a economia circular de várias maneiras diferentes:
1. Superar obstáculos logísticos em torno da coleta de matéria-prima para reciclagem
Na economia global de hoje, a produção e o consumo estão espalhados por todo o mundo. Ao longo dos anos, as cadeias de suprimentos evoluíram para serem muito rígidas e unidirecionais; eles podem transportar matérias-primas de alguns pontos de origem para alguns pontos de produção e, a partir daí, para consumidores em todo o mundo. Infelizmente, isso também significa que as mesmas cadeias de suprimentos representam um desafio significativo quando se trata de coletar uma matéria-prima essencial para viabilizar a economia circular – os resíduos.
As tecnologias de entrega de última milha podem ajudar a superar alguns desses desafios. Embora originalmente desenvolvidas para ajudar na entrega de pacotes em seu destino final, muitas empresas já reconfiguraram essas tecnologias para lidar com outros casos de uso, indicando que usá-las para coletar resíduos pode não ser um exagero. Enquanto as tecnologias de entrega de última milha operam dentro dos limites das redes de cadeia de suprimentos existentes, as tecnologias mais recentes prometem operar fora desses limites. Alternativamente, podemos levar a produção para onde os resíduos são gerados. Vários fatores-chave estão agora pressionando as empresas a adotar tecnologias descentralizadas relacionadas à produção, como a fábrica em uma caixa (FIAB).
2. Classificando matéria-prima de alta qualidade e rastreando a qualidade de produtos reciclados
Um dos principais desafios no estabelecimento de uma economia circular são os regulamentos variados em diferentes geografias sobre a mistura de resíduos e reciclagem. Isso torna difícil separar os resíduos e garantir que tanto as matérias-primas quanto os produtos acabados atendam aos padrões de qualidade. Novas inovações, como imagens hiperespectrais e multiespectrais, uma técnica que pode capturar espectros eletromagnéticos além do limite visual, podem ajudar no controle de qualidade das matérias-primas residuais. Empresas como a RxAll também estão usando essas técnicas de imagem como meio de rastreamento e autenticação de produtos, sugerindo que técnicas semelhantes em combinação com pequenas quantidades de moléculas rastreadoras podem oferecer uma maneira poderosa de rastrear a origem e a qualidade de matérias-primas e produtos reciclados. A robótica também pode desempenhar um papel importante na triagem de resíduos, como visto no caso da ZenRobotics, que usa uma variedade de sensores e braços robóticos personalizados para separar metal, madeira, pedra e plásticos rígidos de construção e demolição mista (C&D) e comercial e fluxos de resíduos industriais (C&I)
3. Separar e reciclar produtos de materiais mistos
Muitos produtos no mercado são feitos de materiais mistos compostos por diferentes tipos de metais, plástico e madeira, que são distribuídos por todo o produto. Esses produtos de materiais mistos levam o desafio de separar e classificar as matérias-primas de reciclagem a um nível totalmente novo.
Felizmente, como antes, imagens hiperespectrais e multiespectrais podem ajudar a escanear produtos a serem reciclados e identificar seções desses produtos com alta concentração de um tipo desejado de matéria-prima. Depois disso, tecnologias robóticas de última geração podem ser usadas para pegar objetos, orientá-los e até cortá-los com precisão. Por exemplo, a XYZ Robotics e a Covariant integram sistemas de visão e garras a vácuo para coletar e orientar objetos em altas taxas (~1.000 coletas por hora) e com alta precisão (99,9%). Robôs de corte de precisão, como os da CNC Robotics e Wolf Robotics, podem ser usados para segmentar os objetos adequadamente.
Outra abordagem interessante que está surgindo nesse espaço é o blockchain. Muitos produtos de materiais mistos consistem em componentes provenientes de vários níveis de fornecedores. Em muitos casos, esses fornecedores relutam em compartilhar informações proprietárias sobre os diferentes materiais usados na fabricação de seus componentes, especialmente se envolver o compartilhamento dessas informações por meio de vários níveis da cadeia de suprimentos. Felizmente, o blockchain em conjunto com as técnicas de prova de conhecimento zero (ZKP) pode permitir que os fornecedores compartilhem essas informações sem comprometer nenhum conhecimento proprietário – uma abordagem que a Circularise, uma startup sediada na Holanda, adotou. Essa abordagem também pode ajudar na auditoria de produtos reciclados a custos muito mais baixos, o que é exigido por regulamentos em muitos países.
4. Melhorar o rendimento e a estabilidade dos processos de reciclagem
A maioria dos processos químicos tradicionais são projetados para operar em matérias-primas que se enquadram em uma especificação restrita. A presença de uma ampla gama de materiais e constituintes químicos pode representar um desafio significativo para a estabilidade e rendimento nos processos de reciclagem química.
Os recicladores de produtos químicos podem olhar para o refino a jusante e a indústria química para superar os desafios relacionados à variabilidade da matéria-prima. Por exemplo, Penrose, fabricante de software de controle de processo avançado, e Algorithmica Technologies, fabricante de um software de otimização de produção, usam análise preditiva e aprendizado de máquina para prever a qualidade da matéria-prima e otimizar os parâmetros operacionais do processo de acordo.
5.Projetar produtos para reciclagem Outro desafio importante é que muitos produtos não são necessariamente projetados com a reciclagem em mente.
Muitos dos componentes químicos usados em um produto, bem como a forma como os diferentes materiais são ligados estruturalmente, podem representar um grande obstáculo para a reciclagem. Felizmente, as tecnologias digitais podem ser usadas para redesenhar os produtos de modo a torná-los mais amigáveis à reciclagem. Por exemplo, a quimioinformática pode ser usada para projetar novos produtos químicos, enquanto a informática de materiais pode ser usada para substituir substâncias químicas constituintes em compostos e formulações, tudo com o objetivo de atender aos requisitos de fácil reciclagem. Da mesma forma, o design generativo pode ser usado para redesenhar produtos de modo a facilitar a separação de produtos multimateriais sem comprometer a resistência ou o desempenho de um produto.
6. Usando modelos de negócios digitais emergentes para permitir a reciclagem
O custo foi e continua sendo um dos maiores obstáculos à reciclagem. Como resultado, os fabricantes são forçados a cobrar dos clientes um prêmio por produtos reciclados, algo pelo qual os clientes nem sempre estão dispostos a pagar.
Agora, as tecnologias digitais de baixo custo estão permitindo que as empresas construam produtos e processos conectados. Os fabricantes agora podem coletar, transmitir e analisar dados de clientes rapidamente e obter insights deles. Isso permite que as empresas reajam às necessidades dos clientes quase em tempo real, permitindo que ofereçam serviços habilitados digitalmente em vez de apenas produtos (consulte “Transformação digital: revisão de 2019 e previsões de 2020”). Esses modelos de negócios X-as-a-service (XaaS) oferecem aos fabricantes a oportunidade de agregar os custos adicionais associados à reciclagem. Por exemplo, a TerraCycle oferece o Loop, uma plataforma de compras online com embalagens reutilizáveis que várias marcas, como UPS, Carrefour e Tesco, estão usando. No entanto, além de fornecer embalagens recicláveis, a empresa também planeja usar a plataforma para coletar dados sobre hábitos de compra e consumo do consumidor. A Loop também pode analisar o desperdício do consumidor para determinar as necessidades do consumidor; por exemplo, poderia analisar a composição de resíduos de fraldas usadas e vender essas informações para empresas de formulação, que poderiam desenvolver programas nutricionais personalizados para esses bebês. Esses modelos de negócios permitem que o custo da reciclagem de embalagens e garrafas seja agregado ao prêmio cobrado pela plataforma pelos serviços personalizados que oferecem.
Para resumir, as tecnologias digitais prometem ajudar a superar muitos dos fatores que ainda impedem a economia circular. Da logística ao design, há um papel importante para as tecnologias digitais na facilitação da economia circular. As empresas na cadeia de valor devem examinar quais dessas abordagens complementam seus pontos fortes e permitem futuros produtos, processos e modelos de negócios.
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