INDUSTRIAL SYMBIOSIS INTERMEDIATION

Industrial symbiosis allows one company’s production waste to become secondary raw materials for another, thereby reintroducing it into the production cycle. However, coordination, transaction, and inventory management costs can compromise its economic viability. This thesis investigates whether the introduction of an intermediary firm, dedicated to managing and optimizing waste flows between producers and users, can generate systemic economic benefits. To this end, mathematical models were developed to compare scenarios with and without the intermediary, analyzing different flow configurations, negotiation mechanisms, and the determination of optimal values. The models quantify the net benefits for all involved actors (producers, users, and the intermediary) and for the system as a whole, incorporating waste management and coordination costs. The analysis is governed by key parameters such as the price paid by the producer to the intermediary, the price paid by the user to the intermediary, landfill disposal costs, the cost of raw materials, and storage capacity. The theoretical results show that the role of the intermediary is not a universally beneficial solution; however, in specific scenarios, its proper strategic positioning significantly increases the overall net benefit, primarily by reducing waste management costs. The models examined were subsequently applied to the case study of leather production from agroindustrial waste, specifically Desserto leather, as a benchmark case for the Made in Italy sector. The analysis highlights that, in a scenario characterized by landfill disposal costs for production waste that are drastically lower than the purchase price of traditional animal leather, the intermediary marginally reduces the net profit of individual actors, while relieving them of management burdens. This configuration is efficient when processing costs are low (close to disposal costs). Conversely, when processing costs are high (close to the price of animal hides), the partners’ net profit decreases; in this scenario, the intermediary loses its logistical coordination function, instead functioning as a full-fledged production company. Finally, it was found that when the disposal costs of production waste converge with the purchase costs of the alternative good, the impact of processing costs on net margins becomes negligible. In conclusion, integrating an intermediary into an industrial symbiosis requires an analytical and negotiation-based assessment tailored to each specific context. Although this may reduce individual margins depending on the cost structure, its introduction offers considerable systemic added value, thereby increasing the overall net benefit of the supply chain.

La simbiosi industriale consente agli scarti di produzione di un'azienda di diventare materie prime secondarie per un'altra, immettendoli nuovamente nel ciclo produttivo. Tuttavia, i costi di coordinamento, di transazione e di gestione delle scorte possono comprometterne la redditività economica. Questa tesi indaga se l’introduzione di un’impresa intermediaria, dedicata alla gestione e all'ottimizzazione dei flussi degli scarti tra produttori e utilizzatori, possa generare un beneficio economico sistemico. A tale scopo, sono stati sviluppati modelli matematici per confrontare scenari con e senza l’intermediario, analizzando diverse configurazioni di flusso, meccanismi di negoziazione e determinazione dei valori ottimali. I modelli quantificano i benefici netti per tutti gli attori coinvolti (produttori, utilizzatori e intermediario) e per il sistema nel suo complesso, integrando i costi di gestione dei rifiuti e di coordinamento. L'analisi è governata da parametri fondamentali quali il prezzo corrisposto dal produttore all'intermediario, il prezzo pagato dall'utilizzatore all'intermediario, i costi di smaltimento in discarica, il costo della materia prima e la capacità di stoccaggio. I risultati teorici mostrano che la figura dell'intermediario non costituisce una soluzione universalmente vantaggiosa; tuttavia, in specifiche configurazioni, il suo corretto posizionamento strategico incrementa significativamente il beneficio netto complessivo, principalmente riducendo i costi di gestione dei rifiuti. I modelli esaminati sono stati successivamente applicati al caso studio della produzione di pelle da scarti agroindustriali, nello specifico la pelle Desserto, come caso benchmark per il settore del Made in Italy. L'analisi evidenzia che, in uno scenario caratterizzato da costi di smaltimento in discarica degli scarti di produzione drasticamente inferiori rispetto al prezzo di acquisto della pelle animale tradizionale, l’intermediario riduce marginalmente il guadagno netto dei singoli attori, sollevandoli però dagli oneri gestionali. Tale configurazione risulta efficiente per bassi costi di trasformazione (prossimi al costo di smaltimento). Al contrario, per alti costi di trasformazione (prossimi al prezzo della pelle animale), il guadagno netto dei partner si riduce; in questo scenario l'intermediario perde la sua funzione logistica di coordinamento, configurandosi piuttosto come una vera e propria azienda di produzione. Infine, si è rilevato che quando i costi di smaltimento degli scarti di produzione convergono con i costi di acquisto del bene alternativo, l’impatto dei costi di trasformazione sui margini netti diventa trascurabile. In conclusione, l'integrazione di un intermediario nella simbiosi industriale richiede una valutazione analitica e negoziale specifica per ogni contesto. Sebbene possa contrarre i margini individuali in base alla struttura dei costi, la sua introduzione offre un valore aggiunto sistemico considerevole, incrementando il beneficio netto complessivo della filiera.