DESIGN FOR ENVIRONMENT

Transcript

1 Principi di Ecodesign Docente: arch. Adriano Magliocco DESIGN FOR ENVIRONMENT il controllo dell uso delle risorse: principi, approcci e strategie Fonte principale delle informazioni (testi citati in blu)

2 In base alle premesse fatte, relative al problema dell approvvigionamento delle risorse e dell inquinamento nel campo del disegno industriale come possiamo preoccuparci della sostenibilità? Definiamo in sintesi i campi di intervento del cosiddetto ECODESIGN Adozione di strategie progettuali volte al controllo dell intero ciclo di vita dell oggetto from-cradle-to-grave Uso di materiali a basso contenuto energetico Uso di materiali con basse emissioni tossiche (colle, vernici) Uso di materiali derivanti da riciclaggio Uso di materiali riciclabili Progettazione di elementi monomateriale o costituti da sub-elementi monomateriale (separabilità=riciclabilità) Impiego di risorse locali (riduzione dei costi di trasporto)

3 Si parla quindi di DFE - DESIGN FOR ENVIRONMENT Con Design For Environment si identifica comunemente un sistema di strategie progettuali atte a controllare un prodotto, un processo o un servizio, migliorandone la compatibilità ambientale. Nel DFE confluiscono quindi diverse modalità di approccio al problema. Poiché trattiamo di prodotti industriali anche se caratterizzati da scale di produzione anche molto diverse - il DFE tiene conto delle problematiche relative al ciclo di vita: estrazione delle materie prime, lavorazione delle materie prime, produzione del prodotto, trasporto, utilizzo, dismissione e riciclo. Il fine è di minimizzare la produzione di rifiuti ed emissioni nocive, riducendo, parallelamente, il ricorso, per quanto possibile, a materie prime vergini.

4 DFE per la selezione dei materiali Il progettista selezionando i materiali, individua, magari inconsapevolmente, un percorso produttivo e le relative conseguenze in termini di impiego di risorse e produzione di inquinanti Bisogna aumentare la consapevolezza, tramite la conoscenza, al fine di: -Minimizzare la presenza di sostanze tossiche Vuol dire scegliere le migliori soluzioni disponibili, in termini di materiali e tecnologie di lavorazione, contenenti basse percentuali (o nulle) di sostanze dannose per la salute e per l ambiente -Incorporare materiali riciclabili/riciclati nel prodotto. Vuol dire conoscere ed aggiornarsi in merito alle caratteristiche dei materiali e alle loro prestazioni. Non tutti i materiali sono facilmente riciclabili e conservano le stesse qualità dopo il processo di riciclo -Ridurre la quantità e le tipologie di materiali utilizzati Definite le prestazioni che i materiali dovranno raggiungere, si dovrà cercare di ottimizzarne l impiego dal punto di vista quantitativo (studiando bene la morfologia, facendo prove di lab. ecc.) e qualitativi: oggetti monomaterici sono più facilmente riciclabili. -Materiali compatibili tra loro in fase di riciclo. L uso di materiali compatibili tra loro rende più facile il processo di riciclo in quanto i materiali della stessa famiglia possono essere lavorati negli stessi impianti.

5 DFE nella fase di produzione Ridurre la quantità di rifiuti Durante lo studio progettuale e necessario tener conto della lavorazione del materiale utilizzato in fase di produzione e considerare gli eventuali scarti. In base al materiale utilizzato bisogna considerare le differenti tecniche di produzione a seconda delle quali si possono ottenere quantità differenti di rifiuti. Se si considera la tecnica per stampaggio si devono tenere in considerazione anche i materiali necessari per produrre lo stampo. Il progettista deve conoscere le tecnologie produttive affinché, insieme ai tecnici dell azienda, possa determinare le caratteristiche del prodotto anche in funzione degli sfridi di lavorazione.

6 DFE per il trasporto Minimizzare il packaging La progettazione del packaging avviene studiando le varie combinazioni di impilaggio, accostamento e sovrapposizione dei prodotti da trasportare ottimizzando lo spazio disponibile. Usare un sistema di imballo riutilizzabile Progettare un sistema di imballo resistente pensando al possibile riutilizzo per i trasporti successivi. In realtà potremo anche progettare due sistemi di packaging, uno per il trasporto e l altro per la vendita. E fondamentale studiare il packaging in modo che: svolga la sua funzione, non sia ridondante rispetto a questa in quantità o qualità dei materiali impiegati, sia eventualmente riutilizzabile (assolutamente se si presume che il prodotto debba essere trasportato anche dall utente) e facilmente riciclabile.

7 DFE per la fase d uso Aumentare l efficienza energetica Il consumo energetico di elettrodomestici, Hi-Fi ecc. possono dipendere anche da scelte di design, non solo di tecnologia elettronica (auto, moto, lavatrici, frigoriferi, ecc.) Soluzioni formali e scelte tecniche vanno integrate. DFE per la fase di manutenzione Facilitare l accesso alle parti per la loro manutenzione e Facilitare l accesso alle parti per la loro sostituzione Progettare un prodotto che permetta di rendere sicuro e facilmente controllabile il funzionamento delle apparecchiature per poter intervenire agevolmente in caso di mal funzionamento e poter sostituire facilmente l elemento danneggiato senza dover sostituire l intera parte, consente di prolungare la vita del prodotto.

8 DFE per il disassemblaggio Facilitare lo smontaggio dei componenti Questa operazione è molto importante al fine di valutare in fase di progetto del prodotto: - la manutenzione - il riciclo di componenti e materiali, - la separazione delle tipologie di materiali, - la bonifica dei componenti. Attraverso l'analisi diretta del prodotto è importante valutare: - il grado di disassemblabilità del prodotto, - i punti critici del prodotto, - le convenienze economiche di disassemblaggio.

9 Con Design For Disassembling (DFD) si intende identificare una strategia di progetto al fine di favorire il disassemblaggio di componenti del prodotto per: Facilitare il disassemblaggio di componenti finalizzato alla manutenzione Progettare un prodotto facilmente disassemblabile consente di poter effettuare una manutenzione più sicura e rapida per l operatore. Facilitare il disassemblaggio di componenti finalizzato alla sostituzione Progettare un prodotto facilmente disassemblabile consente di poter sostituire solo le componenti danneggiate senza dover sostituire le parti ad esso connesse che non necessitano la sostituzione. Facilitare il disassemblaggio di componenti riutilizzabili in nuovi prodotti Alcuni prodotti sono realizzati con più materiali che a seconda delle loro caratteristiche hanno tempi di utilizzo differenti. I componenti realizzati con materiali che per la loro caratteristiche si prestano per un utilizzo prolungato possono essere progettati in modo tale che a fine vita del prodotto possono essere disassemblati e reintrodotti in un nuovo prodotto.

10 Facilitare il disassemblaggio di componenti finalizzato al riciclo di materiali eterogenei Per agevolare il riciclaggio di prodotti composti con materiali eterogenei si deve evitare di accorpare i materiali in modo irreversibile. Ridurre l utilizzo di collanti e connessioni irreversibili, prediligere quindi l uso di incastri perché durante il processo di disassemblaggio riducono i tempi per la separazione delle parti che compongono il prodotto, e altre connessioni reversibili. Facilitare il disassemblaggio di componenti finalizzato al riciclo differenziato per tipologia di materiale Durante il disassemblaggio i materiali vengono suddivisi per tipologia prima della fase di riciclo, l operazione e semplificata dal marchio di identificazione del materiale apposto sulle varie componenti. Facilitare il disassemblaggio di componenti che devono essere bonificati dopo la dismissione Facilitare il disassemblaggio di componenti finalizzato alla fase di pretrattamento dei prodotti

11 CRITERI DEL DFD (CAPELLINI DESIGN) Design dei componenti 1. Integrare componenti dello stesso materiale - Evitare le combinazioni di materiali diversi; 2. Marcare i materiali indelebilmente (in stampo o con etichette); 3. Minimizzare la produzione di scarti; 4. Predeterminare i punti di rottura per la rimozione rapida delle parti; 5. Evitare procedure di disassemblaggio troppo lunghe. Design dei subassemblaggi e della struttura del prodotto 1. Minimizzare il numero delle connessioni di ogni subassemblaggio rispetto al componente; 2. Realizzare i subassemblaggi difficili da separare in materiali compatibili; 3. Minimizzare il numero di componenti in ogni subassemblaggio; 4. Standardizzare la forma delle parti; 5. Rendere più praticabile possibile il disassemblaggio parallelo delle parti; 6. Facilitare l'individuazione e l'accessibilità ai punti di connessione; 7. Ridurre le direzioni dei movimenti necessari per separare le parti. Design dei punti ed elementi di connessione 1. Realizzare gli elementi di connessione, che non devono necessariamente essere disassemblati, con lo stesso o compatibile materiale delle parti che assembla; 2. Minimizzare il tipo e il numero di elementi di connessione utilizzati (tipologie, diametri, lunghezze, ecc.); 3. Privilegiare l'uso di elementi di connessione reversibile; 4. Usare elementi di connessione dotati di punti di rottura predeterminati (per quando la sequenza delle operazioni di separazione diventa difficoltosa). Design per la manutenzione 1. Standardizzare i componenti con un ciclo di vita lungo per il riutilizzo; 2. Concentrare i materiali di valore in pochi subassemblaggi facilmente separabili; 3. Favorire la riparabilità di singoli componenti danneggiati; 4. Utilizzare sistemi modulari facilmente sostituibili; 5. Facilitare la rimozione di sostanze pericolose.

12 DFE per il riciclo e riuso Incorporare materiale riciclato: per dare il proprio contributo allo sviluppo del mercato dei prodotti da riciclo; + riciclo = - rifiuti Ridurre le tipologie di materiale e Marchiare le parti: per facilitare lo smontaggio e la separazione delle parti monomateriale così da poterle inserire facilmente in un processo di riciclo; dal rifiuto alla risorsa Facilitare il recupero di componenti per il riutilizzo: tramite l adeguato progetto delle giunzioni e delle modalità di smontaggio, per rendere più economica la separazione delle diverse parti e il conseguente processo di riciclo

13 LCA - LIFE CYCLE ASSESSMENT la Life Cycle Assessment (LCA) è una metodologia che permette di analizzare, quantificare e valutare in maniera specifica le cause dell impatto ambientale dovuto al ciclo di vita di un prodotto, in particolare in termini di sostanze inquinanti emesse. definizione di Life Cycle Assessment fornita dal SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry): La Life Cycle Assessment o Valutazione del Ciclo di Vita, è il processo per identificare i carichi ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, identificando e quantificando energia e materiali utilizzati ed emissioni rilasciate all ambiente, per valutarne l impatto, per identificare e valutare le opportunità di miglioramento. La valutazione comprende l intero ciclo di vita del prodotto, processo o attività, passando dall estrazione e trasformazione delle materie prime, fabbricazione del prodotto, trasporto e distribuzione, utilizzo, riuso, stoccaggio, riciclaggio, fino alla dismissione.

14 Lo svolgimento di una LCA può essere sinteticamente riassunta in 4 punti: - Definizione degli obiettivi (Goal definition); - Definizione del bilancio ambientale (Inventory o LCI); - Valutazione degli impatti (Impact Assessment); - Analisi dei possibili miglioramenti (Improvement Analysis). Effettuare una LCA particolareggiata richiede tempo (soprattutto se il prodotto in questione è complesso come ad esempio automobili, elettrodomestici e computer), ed i risultati, sono talvolta difficilmente interpretabili e quindi non completamente utilizzabili dai progettisti per un re-design di prodotto. A secondo degli obiettivi da raggiungere e delle finalità dello studio, è possibile utilizzare differenti metodi di LCA che, in maniera diversa, semplificano sia il percorso di analisi, sia la lettura dei risultati e quindi la praticità d utilizzo. Vedremo in seguito un approfondimento relativo all LCA

15 LCC - LIFE CYCLE COST L'analisi economica del prodotto rappresenta uno degli elementi chiave dell'intera fase di progetto. Mediante lo sviluppo di una Life Cycle Cost (LCC) è possibile individuare ed analizzare i costi associati alle differenti fasi del ciclo di vita del prodotto. Così come per la LCA, con riferimento all'obiettivo di progetto e ai risultati che si vogliono raggiungere, sono diversi gli approcci di Life Cycle Cost: -Total Cost Assessment or Total Cost Accounting (TCA), - Life Cycle Costing or Life Cycle Accounting (LCC), - Full Cost Accounting or Social Costs (FCA), - Environmental Life Cycle Cost L'applicazione di una LCA affiancata ad una LCC, permette di confrontare benefici ambientali e benefici economici.