Industria 4.0 e progettazione sostenibile
INDUSTRIA 4.0 e PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
Nel calcolo globale del footprint ambientale delle imprese, una voce rilevante è quella relativa alla produzione di rifiuti derivati dagli scarti di lavorazione o generati all’interno degli stessi processi stessi. Complessivamente in Europa annualmente sono prodotte 2.337 milioni di tonnellate di rifiuti (dati 2018 aggiornati nel 2022, Eurostat). Il settore manifatturiero europeo è responsabile per il 10,6% del totale. L’industria italiana si pone decisamente sopra la media continentale poiché ne genera il 16,5% del totale registrati nel nostro Paese. È evidente che questa consistente mole di materiali di scarto deve essere gestita, attraverso attività di riciclo o smaltiti in discarica, con un notevole effetto indotto sull’impatto ambientale attribuibile al comparto manifatturiero. La sfida per la nostra industria è, dunque, diminuire la quantità di rifiuti prodotti, sia lavorando per un’ottimizzazione dei cicli produttivi che puntino a filiere zero defects, sia adottando criteri di eco-progettazione che consentano di sviluppare prodotti facilmente smontabili e maggiormente riciclabili. Dunque una progettazione sostenibile.
Industry 4.0 e la visione “green” dell’Europa
Lo sforzo che si trova ad affrontare l’industria nel percorso verso una maggiore sostenibilità si inquadra in una logica più ampia di economia circolare fortemente promossa a livello europeo e descritta in una serie di documenti, tra i quali il più rilevante è il Green Deal. In questo e altri paper si gettano le basi per una transizione dei processi produttivi che consumino sempre meno le risorse del pianeta e contribuiscano al raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050.
Al di là degli impatti benefici su ambiente e clima, l’Ue stima che la transizione verso un’economia sostenibile sia vantaggiosa anche dal punto di vista dei profitti generati. Nel “Nuovo piano d’azione per l’economia circolare”, redatto dalla Commissione Europea, si segnala che la transizione verso un paradigma sostenibile basato sull’affermazione di un’economia circolare, potrebbe far crescere il PIL continentale di un ulteriore 0,5% entro il 2030, creando 700mila nuovi posti di lavori.
In particolare, per quanto riguarda il settore industriale, la visione europea vede nella creazione di modelli collaborativi tra imprese e nell’uso diffuso delle tecnologie digitali (Big data, Internet of Things, blockchain e intelligenza artificiale) due potenti leve per accelerare dematerializzazione e circolarità dell’economia.
Progettazione sostenibile: il “peso” del prodotto
Quale contributo possono dunque avere i prodotti industriali nell’affermazione di un’economia sempre più green? Partiamo da un dato. Secondo il documento “Ecodesign your future” redatto dalla Commissione Europea, tutti i prodotti hanno un impatto sull’ambiente durante il loro ciclo di vita che abbraccia tutte le fasi, dall’ideazione all’obsolescenza, compreso l’uso di materie prime materiali e risorse naturali, produzione, imballaggio, trasporto, smaltimento e riciclaggio. Oltre l’80% dell’impatto ambientale di un prodotto, sostiene del documento, è determinato in fase di progettazione. Occorre pensare quindi a una progettazione sostenibile.
Partendo da questi presupposti, è evidente che per rendere i prodotti sempre più compatibili con le logiche della sostenibilità e dell’economia circolare sia necessario operare fin dalle fasi di progettazione affinché i manufatti siano più durevoli, riparabili, efficienti energeticamente, privi di sostanze chimiche pericolose e, soprattutto, scomponibili facilmente, riutilizzabili o riciclabili.
Il contributo dell’eco-design all’economia circolare
Design e progettisti hanno oggi quindi un ruolo strategico nel settore industriale. Sono il primo baluardo di difesa verso logica del “produci, utilizza e getta” che ha accompagnato storicamente la realizzazione dei prodotti manifatturieri.
La sfida è oggi quella di adottare strategie di progettazione che tengano conto dell’intero ciclo di vita del prodotto che si intende realizzare. Il focus dovrà dunque essere posto su molteplici aspetti quali l’uso di materiali che abbiano un basso impatto energetico e limitate emissione tossiche, le tecniche di estrazione e lavorazione di tali materie, l’utilizzo di componenti proveniente da riciclo e riciclabili, la scelta di sistemi e sottosistemi facilmente separabili per un eventuale riciclo o riparazione.
Per parlare di eco-design vero e proprio bisogna naturalmente riferirsi anche alle fasi che riguardano imballaggio, trasporto, utilizzo del prodotto stesso e riciclo.
DFD e DFR per una progettazione sostenibile
All’interno del più ampio concetto di eco-design assumono particolare rilevanza in tema di riduzione dei rifiuti che, come abbiamo visto, costituiscono una parte importante del footprint ambientale delle industrie, i concetti di Design For Disassembly (DFD) e Design for Recycling (DFR).
Il DFD è un aspetto fondamentale se si intende parlare di progettazione sostenibile. Si tratta in pratica di integrare nelle logiche di design del prodotto un facile smontaggio totale. Ciò consente sia eventuali interventi di manutenzione rapida sia il recupero di sottosistemi da ricondizionare o di materie prime da riciclare nel momento in cui il prodotto arriva alla fine del suo ciclo di vita.
Un oggetto progetto con le logiche DFD è dunque vantaggioso sia per l’impresa (che dispone di prodotti più ergonomici e facili da gestite in fase di riparazione e assistenza) sia per la collettività che può contare su una filiera di riciclo/smaltimento a basso impatto ambientale.
L’approccio Design for Recycling è evidentemente strettamente correlato a quello DFD. Nella progettazione è infatti fondamentale assumere tutte le condizioni che possono rendere il prodotto riciclabile nel miglior modo possibile. In questa direzione, per esempio, si deve evitare di combinare materiali che rendono complesso lo smistamento delle diverse componenti. È essenziale fin dalla fase progettuale un’analisi approfondita affinché la scelta si orienti, possibilmente, su quei materiali più facilmente riutilizzabili in un percorso di rigenerazione. Estrema attenzione deve poi essere posta nel contenere il più possibile la contaminazione dei materiali utilizzati con coloranti, colle e additivi vari poiché questo comprometterebbe il processo corretto di riciclo.
Il know-how sul prodotto resta centrale
Separabilità delle componenti, studio dei materiali in funzione della loro riciclabilità e attenzione all’impatto dei prodotti lungo tutto il loro ciclo di vita. La riduzione dell’impatto ambientale del manifatturiero passa anche attraverso una sempre maggiore focalizzazione sull’eco-design.
Come spesso accade ciò significa contare su competenze approfondite che implementino percorsi di progettazione industriali che tengano conto anche dell’impatto ambientale dei diversi materiali. Il contributo di Industry 4.0 all’affermazione di un’economia circolare, passa certamente dall’utilizzo virtuoso della tecnologia digitale e dall’ottimizzazione dei processi, ma il know-how sul prodotto e sulle scelte che vengono realizzate in fase di design rimangono asset centrali per la transizione verso un’economia, e una società, più green.