La economía tradicional se caracteriza por un modelo lineal que sigue el ciclo «tomar-hacer-usar-desechar». En contraposición, la economía circular busca mantener el valor de los materiales y productos dentro de la cadena de suministro durante más tiempo. Este enfoque ha cobrado relevancia en la industria y entre los responsables de políticas, quienes consideran la creación de redes de economía circular como una vía para alcanzar objetivos de sostenibilidad.
La investigadora Ana Inés Torres, profesora asociada de ingeniería química en la Universidad Carnegie Mellon, trabaja en la creación de métodos sistemáticos que ayuden a las instituciones a tomar decisiones con menor ambigüedad en este ámbito. «En una economía circular, la idea es utilizar al máximo un producto en primer lugar», explica Torres. «Luego, al final de la vida del producto, reincorporamos el producto o sus componentes en diferentes partes de la cadena de suministro».
El grupo de investigación de Torres utiliza modelos matemáticos para diseñar mejores sistemas. Recientemente, han propuesto marcos para diseñar redes de economía circular y han aplicado estos marcos a la cadena de suministro del tereftalato de polietileno (PET) en Estados Unidos. Este material es uno de los plásticos más comunes en el país, utilizado en botellas de agua, envases y productos textiles. A pesar de ser fácil de reciclar, la mayoría del PET en EE. UU. acaba en vertederos, lo que representa una clara oportunidad para mejorar la circularidad.
Diseño y Optimización de Redes de Economía Circular
En un artículo publicado en Computers & Chemical Engineering, Torres y su colega Abdulhakeem Ahmed proponen un marco para el diseño y la optimización de redes de economía circular en situaciones de toma de decisiones con múltiples criterios. Evaluaron factores como costos, emisiones de gases de efecto invernadero y consumo de materias primas como medida de circularidad. Su análisis determinó que diseñar desde el inicio para una cadena de suministro de economía circular es más económico y beneficioso para el medio ambiente a largo plazo que hacerlo para una economía lineal.
Utilizando el PET como estudio de caso, Torres y Ahmed llevaron a cabo un análisis tecno-económico de una economía circular completamente integrada en comparación con la economía lineal tradicional. Examinaron posibles caminos de producción, utilización, disposición y reciclaje del PET. Los métodos de reciclaje mecánico, que son los más comunes, no alteran la composición química del plástico, mientras que las tecnologías de reciclaje químico utilizan disolventes y productos químicos para cambiar dicha composición, permitiendo obtener materias primas que puedan ser reutilizadas para fabricar más plásticos y otros productos. Los investigadores concluyeron que una combinación de reciclaje mecánico y químico es la mejor opción para los objetivos económicos y de emisiones, siendo el reciclaje químico el óptimo para maximizar la circularidad.
El trabajo del grupo de Torres busca ayudar a la industria y a los responsables de políticas a determinar los mejores caminos y procesos para implementar cadenas de suministro circulares, un desafío que requiere la colaboración de múltiples actores. Como señala Ahmed, «lo que puede ser óptimo para un sistema central puede no serlo para cada actor individual». Asimismo, la investigación también se está expandiendo hacia la recuperación de elementos de tierras raras, mostrando la versatilidad de estos métodos.
La innovación en este campo es crucial, ya que la mayoría de los marcos analíticos de economía circular están basados en modelos de estado estacionario. Sin embargo, analizar el sistema a un nivel estático no tiene en cuenta los beneficios a largo plazo que pueden seguir a costos a corto plazo. Incorporando la dimensión temporal en su marco, los investigadores muestran cómo las variaciones a lo largo del tiempo pueden llevar a diferentes resultados. Al simular diferentes escenarios dentro de la infraestructura existente, Torres y Pert demuestran que iniciativas como la reutilización de productos mejoran la circularidad y minimizan el impacto ambiental más que las iniciativas centradas exclusivamente en el reciclaje.
