Следуя примеру природы, исследователи создают успешные и устойчивые промышленные сети

Исследователи из Техасского университета A&M, используя принципы организации пищевых цепей в природе, разработали рекомендации для создания успешных промышленных сообществ. Эти принципы могут способствовать экономическому росту, снижению выбросов и сокращению отходов, одновременно повышая устойчивость предприятий к неожиданным потрясениям.

Такие сообщества, известные как эко-индустриальные парки, строятся на симбиозе, где отходы одного производства становятся сырьём для другого. Однако подобные сети не всегда оказываются успешными и устойчивыми. Для решения этой проблемы команда под руководством доктора Астрид Лейтон обратилась к анализу природных пищевых сетей (food webs), сосредоточив внимание на метрике вложенности (nestedness). Эта величина, варьирующаяся от 0 до 1, описывает иерархию связей в сети: высокие значения означают, что одни "универсальные" участники связаны со многими, а другие "специалисты" — с малым числом партнёров внутри этого широкого набора.

Учёные смоделировали 4000 различных конфигураций сети из девяти предприятий (включая завод удобрений, фармацевтический завод и очистные сооружения), участвующих в пяти типах водообмена. Результаты, опубликованные в журнале Resources, Conservation & Recycling, показали, что проекты с высокой вложенностью приводят к снижению потребления пресной воды и большей устойчивости к сбоям, что в итоге означает экономию средств и сохранение ресурсов. Преимущества особенно заметны в сценариях с географически разрозненными предприятиями и дорогими ресурсами.

«Вода — это наихудший сценарий по сравнению с другими обмениваемыми продуктами с точки зрения инфраструктурных затрат, — отметила д-р Лейтон. — Наши результаты показывают, когда высокая вложенность является преимуществом, что может направлять проектирование сети. Эта работа обеспечит успех как с экономической, так и с точки зрения устойчивости».