Impegno per la sostenibilità: scelta di materiali più ecologici

Sempre più organizzazioni sono soggette a pressioni, da parte dei rispettivi governi e clienti, affinché sviluppino e producano prodotti più sostenibili. Le pressioni finanziarie, la domanda del mercato e la responsabilità sociale sono tutti fattori determinanti per i produttori che intendono ridurre l’impatto ambientale dei propri prodotti e dei processi utilizzati per realizzarli e trasportarli. Per progettare prodotti più ecologici, i progettisti devono valutare l’origine, la composizione e la tossicità delle materie prime, l’energia e le risorse necessarie per produrli e le possibilità di riciclo o riutilizzo al termine del loro ciclo di vita. Scegliere i materiali appropriati è il primo passo verso lo sviluppo di prodotti con basso impatto ambientale. Di conseguenza, la selezione dei materiali è un componente chiave della progettazione di prodotti sostenibili. Tradizionalmente, la selezione dei materiali è stata effettuata in base alle esigenze relative alle prestazioni di servizio, quali la stabilità ambientale, il rapporto resistenza-peso, la densità e l’idoneità alla produzione. Nella valutazione dei materiali vengono inoltre considerati il costo delle materie prime e le preferenze dei clienti. Dato che sia il costo delle materie prime sia l’attenzione dei consumatori all’ambiente sono in aumento, la selezione dei materiali appropriati diventa più complessa e impegnativa. Per essere sostenibile, un prodotto dovrebbe essere costituito da materiale non tossico, prodotto in modo sostenibile o riciclabile. Oggi sono disponibili molti materiali riciclati, rinnovabili e biodegradabili, quali PET (polietilene tereftalato), polipropilene, cartone, carta, acciaio inossidabile, HDPE (polietilene ad alta densità), legno, acciaio, alluminio e PLA (acido polilattico). La selezione dei materiali dovrebbe inoltre essere basata sulla valutazione del ciclo di vita, sulla facilità di riutilizzo e sulla riciclabilità. Le fibre vegetali, ad esempio, possono essere utilizzate per produrre cartone per imballaggi. Al termine del ciclo di vita, è possibile impiegare tale materiale di imballaggio come compost. Un altro esempio è l’alluminio proveniente da merci riciclate, utilizzabile per produrre la carrozzeria di un’automobile leggera. Al termine del ciclo di vita, l’alluminio può essere fuso, raccolto e infine riutilizzato. Il solo utilizzo di tali materiali, tuttavia, non è sufficiente a qualificare una progettazione come sostenibile. I progettisti devono inoltre considerare resistenza e fine del ciclo di vita. Il modo in cui i materiali vengono lavorati e assemblati può impedirne il riciclo. Televisori, videoregistratori e altri dispositivi elettronici sono ottimi esempi. Il rivestimento o il contenitore può essere realizzato in un materiale riciclabile, come alluminio o plastica, ma l’interno contiene chip, alimentatori e convertitori per la maggior parte non riciclabili. Anche la qualità e la resistenza sono fattori importanti nella progettazione di prodotti sostenibili, poiché i prodotti che durano di più e funzionano meglio vengono sostituiti con minore frequenza, riducendo l’impatto ambientale derivante dalla produzione di sostituzioni. I produttori possono inoltre aumentare la sostenibilità dei prodotti riducendo la varietà di materiali, in modo da incrementare la riciclabilità e ridurre l’energia in fase di produzione.

Un aiuto dal software Mentre in passato i progettisti dovevano consultare più database di materiali per trovare varie alternative “verdi”, adesso il software integrato nel CAD consente agli utenti di identificare più opzioni ecologiche. Il software confronta diverse opzioni in termini di impatto ambientale, oltre che in base alle proprietà di progettazione standard come resistenza e conducibilità termica. Una volta selezionati i materiali, l’utilizzo di software di analisi, ad esempio FEA, semplifica la convalida delle scelte dei materiali da parte dei progettisti e consente di evitare la sovraprogettazione riducendo la quantità di materiali utilizzata. Ingegneri e progettisti possono inoltre utilizzare strumenti di valutazione del ciclo di vita (LCA, Life Cycle Assessment) per quantificare e misurare l’impatto ambientale dei prodotti nell’intero ciclo di vita e fornire prove a supporto di dichiarazioni ambientali. L’integrazione dei dati LCA fin dalle prime fasi del ciclo di innovazione dei prodotti consente agli ingegneri di prendere decisioni più oculate grazie all’analisi dell’impatto ambientale delle diverse alternative di progettazione.

Bilancio Oggi, la realtà per le organizzazioni è che i consumatori vogliono essere ecologicamente responsabili. Desiderano inoltre che i prodotti funzionino correttamente e abbiano un prezzo ragionevole. I progettisti devono pertanto creare prodotti migliori che siano al tempo stesso migliori per l’ambiente. Il problema per ingegneri e progettisti è considerare la sostenibilità fin dalle prime fasi della progettazione, quando l’impatto può essere maggiore ed è possibile procedere con la massima efficienza in termini di tempi e costi.

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