2.2 Strategie Di Life Cycle Design Cortesi 09-10

corso Design di Sistema per la Sostenibilità
argomento 2. Introduzione al Life Cicle Design (LCD) di prodotto

risorsa didattica 2.2
Strategie di Life Cycle Design

sara cortesi
politecnico di milano . dip. INDACO . DIS . facoltà del design . Italia

Learning Network on Sustainability

Sara Cortesi
Politecnico di Milano / Dip. INDACO / DIS / Facoltà del Design / Italia

CONTENUTI:

Strategie di Life Cycle Design:

minimizzazione delle risorse
scelta di risorse a basso impatto
ottimizzazione della vita dei prodotti
estensione della vita dei materiali
facilitazione del disassemblaggio

Sara Cortesi

MINIMIZZAZIONE DELLE RISORSE

Sara Cortesi

COSA SI INTENDE

RISPARMIO QUANTITATIVO
RIDUZIONE DEI CONSUMI DI MATERIA E ENERGIA
. in tutte le fasi del ciclo di vita

. per una determinata funzione offerta

Sara Cortesi

IMPLICAZIONI AMBIENTALI

CONSERVAZIONE RISORSE
per le generazioni future

EVITATO IMPATTO (AMBIENTALE)
pre-produzione, produzione, distribuzione e
dismissione del quantitativo di risorsa non usata

Sara Cortesi


USANDO MENO MATERIA DIMINUISCE L’IMPATTO

perché

MENO MATERIALI DEVONO ESSERE PRODOTTI,
TRASFORMATI, TRASPORTATI E DISMESSI

Sara Cortesi


USANDO MENO ENERGIA DIMINUISCE L’IMPATTO

perché

MENO ENERGIA DEVE ESSERE PRODOTTA E
TRASPORTATA

Sara Cortesi

LINEE GUIDA PROGETTUALI

MINIMIZZARE IL CONSUMO DI MATERIALI

Minimizzare …
… il contenuto materico di un prodotto
… gli sfridi e gli scarti
… gli imballaggi
… il consumo di materiale durante l’uso
… il consumo di materiale durante lo sviluppo prodotti

Sara Cortesi
Politecnico di Milano / INDACO / DIS / Facoltà del Design / Italia

LINEE GUIDA PROGETTUALI

MINIMIZZARE IL CONSUMO DI ENERGIA …

… per la pre-produzione e la produzione
… per il trasporto e lo stoccaggio
… durante l’uso
… nella fase di sviluppo prodotti

Sara Cortesi
Politecnico di Milano / INDACO / DIS / Facoltà del Design / Italia

SCELTA DI RISORSE
A BASSO IMPATTO AMBIENTALE

Sara Cortesi

SCELTA DI RISORSE A BASSO IMPATTO
COSA SI INTENDE

RISPARMIO QUALITATIVO
orientare le scelte progettuali verso materiali ed
energie che hanno il minore impatto ambientale

A PARITÀ DI
FUNZIONE OFFERTA

SULL’INTERO CICLO DI VITA
DEL PRODOTTO

Sara Cortesi

DUE APPROCCI

SCEGLIERE RISORSE A NULLA / MINIMA NOCIVITÀ

SCEGLIERE RISORSE AD ALTA RINNOVABILITÀ

Sara Cortesi

SCELTA DI RISORSE
SCEGLIERE RISORSE A NULLA / MINIMA
NOCIVITÀ

Sara Cortesi


NON USARE MATERIALI ED ENERGIE
(vedi: minimizzare le risorse)

NON USARE RISORSE A RICONOSCIUTA ELEVATA
PERICOLOSITÀ AMBIENTALE
(ad esempio: amianto)

SCEGLIERE RISORSE A RIDOTTA NOCIVITÀ

Sara Cortesi


La dannosità di materiali ed energie è da mettere
in relazione con:

. INTERO CICLO DI VITA
(non solo pre-produzione)
. FUNZIONE
(lunghezza vita utile, peso, efficienza, ...)
. CONTESTI DI PRODUZIONE E CONSUMO
(modalità di uso, dismissione, ...)
. ADDITIVI E MATERIALI AUSILIARI

Sara Cortesi

SCELTA DI RISORSE
SCEGLIERE RISORSE AD ALTA
RINNOVABILITÀ

Sara Cortesi


La rinnovabilità di materiali ed energie
dipende da:

. VELOCITÀ SPECIFICA DI RIFORMAZIONE

. FREQUENZA DI ESTRAZIONE

Una risorsa è rinnovabile se:
ritmo consumo < ritmo naturale di riformazione

Sara Cortesi


Due considerazioni importanti:

. le riserve per la produzione di alcuni
materiali ed energie sono molto limitate

. esistono materiali ed energie più rinnovabili
di altre

Sara Cortesi


Materiali in via di esaurimento:

METALLO
rame, zinco, platino, stagno, ...

LEGNO
balsa, ebano, iroco, mogano, cedro rosso,
teak, ...

(Non sono ritenuti per ora in via d’estinzione: frassino,
betulla, faggio, ciliegio, olmo, quercia, acero, pero, pino,
pioppo, robinia, noce, ...)

Sara Cortesi

OTTIMIZZAZIONE DELLA VITA
DEI PRODOTTI

Sara Cortesi

OTTIMIZZAZIONE DELLA VITA DEI
PRODOTTI
COSA SI INTENDE

ESTENDERE LA DURATA
(dei prodotti e/o componenti)
ovvero
progettare per una lunga vita utile degli artefatti

INTENSIFICARE L’USO
(dei prodotti e/o componenti)
ovvero
progettare per una vita utile con un’alta frequenza
di utilizzo degli artefatti

Sara Cortesi

PRODOTTI

VITA UTILE
misura quanto tempo un prodotto e i suoi
materiali possono durare in condizioni normali
d’uso conservando le proprie prestazioni e il
proprio comportamento ad un livello standard
accettato

Variabile a seconda del tipo di prodotto

Sara Cortesi

PRODOTTI

FINE VITA UTILE = DISMISSIONE

MOTIVI CHE PORTANO ALLA DISMISSIONE:
. degrado prestazioni
. degradazione per cause ambientali o chimiche
. danni causati da incidenti o usi impropri
. obsolescenza tecnologica
. obsolescenza culturale ed estetica

Sara Cortesi

DEI PRODOTTI
ESTENDERE LA DURATA

Sara Cortesi

PRODOTTO/COMPONENTE A VITA BREVE IMPATTI EVITATI
PRE-PROD PRE-PROD

PROD PROD
PRODOTTI CHE NON CONSUMANO

DISTRIB DISTRIB

USO USO
RISORSE IN USO

DISM

DETERMINATA FUNZIONE NEL TEMPO

USO

DISTRIB

PROD

PRE-PROD

PRODOTTO/COMPONENTE A VITA ESTESA
Sara Cortesi

PRODOTTO/COMPONENTE A VITA BREVE IMPATTI EVITATI
PRE-PROD PRE-PROD IMPATTI ADDIZIONALI

PROD PROD TECNOLOGIE/TECNICHE A
MINOR CONSUMO IN USO
PRODOTTI CHE CONSUMANO

DISTRIB DISTRIB

USO USO
RISORSE IN USO

DISM

DETERMINATA FUNZIONE NEL TEMPO
DISM

USO USO

DISTRIB DISTRIB
AGGIORNAMENTO
PROD PROD COMPONENTI CHE
DETERMINANO I CONSUMI
PRE-PROD PRE-PROD

PRODOTTO/COMPONENTE A VITA ESTESA
Sara Cortesi

ESTENDERE LA DURATA
TIPOLOGIE DI PRODOTTO

INTERESSANTE PER:

. prodotti che NON CONSUMANO energie in uso?

. prodotti che CONSUMANO energie in uso?

. prodotti CONSUMATI durante l’uso?

. prodotti USA-E-GETTA?

Sara Cortesi

DEI PRODOTTI
INTENSIFICARE L’USO

Sara Cortesi

IMPATTI EVITATI
PRODOTTO/COMPONENTE A VITA INTENSA
DURATA INDIPENDENTE DAL TEMPO DI USO

PP P DT DM

A 1 B 1 C 1B 2 A 2C 2 B 3 A 3 C 3

USO NEL TEMPO

PP P DT DM

A1 A2 A3

PP P DT DM

B1 B2 B3

PP P DT DM

C1 C2 C3
PRODOTTO/COMPONENTE A VITA NON INTENSA

Sara Cortesi

IMPATTI ADDIZIONALI IMPATTI ADDIZIONALI
PRODOTTO/COMPONENTE A VITA INTENSA
PP P DT DM TECNOLOGIE/TECNICHE A
DURATA IN FUNZIONE DEL TEMPO DI USO

MINOR CONSUMO IN USO

PP P DT DM

TECNOLOGIE/TECNICHE
PRE E POST CONSUMO A PP P DT DM
MINOR IMPATTO

USO NEL TEMPO
PP P DT DM

PP P DT DM

PP P DT DM

PRODOTTO/COMPONENTE A VITA NON INTENSA

Sara Cortesi

CONTESTO SOCIALE ED ECONOMICO

Nelle società ad industrializzazione matura spesso
il valore di un prodotto sta:

. nel POSSEDERLO e non tanto nell’USARLO

. nel possederne IL MAGGIOR NUMERO POSSIBILE

. nel possederne di NUOVI PIÙ FREQUENTEMENTE
possibile

Sara Cortesi

STIMOLO PROGETTUALE

Far in modo che i PRODOTTI DUREVOLI ED
INTENSAMENTE USATI siano PERCEPITI (scelti)
come MIGLIORI perché:

. acquistano VALORE COL TEMPO

. sono STRUMENTI di un’alta qualità di fruizione

Sara Cortesi

ESTENSIONE DELLA VITA DEI MATERIALI

Sara Cortesi

COSA SI INTENDE

FAR VIVERE I MATERIALI OLTRE LA DURATA DEI
PRODOTTI DI CUI FANNO PARTE

IN QUESTO SENSO I MATERIALI POSSONO ESSERE:
. RIPROCESSATI per ottenere nuove materie prime
secondarie
. INCENERITI per recuperarne il contenuto
energetico

Sara Cortesi


QUANDO PARLIAMO DI MATERIALI RIPROCESSATI
PER OTTENERE NUOVE MATERIE PRIME
SECONDARIE, INTENDIAMO:

. RICICLAGGIO, quando le materie prime secondarie
vengono utilizzate per fabbricare nuovi prodotti
industriali

. COMPOSTAGGIO, quando la materia prima
secondaria è il compost

Sara Cortesi


Progettare per facilitare:

. RICICLAGGIO

. COMPOSTAGGIO

. RECUPERO ENERGETICO

Sara Cortesi

VANTAGGI AMBIENTALI
DISCARICA

PRODUZIONE DISTRIBUZIONE
USO

PRE-PROD PRE-PROD

USO

RICICLAGGIO
INCENERIMENTO
COMPOSTAGGIO

USO

PRE-PROD
IMPATTI EVITATI IMPATTI ADDIZIONALI

Sara Cortesi

RICICLAGGIO

PERCORSI DI RICICLAGGIO
(INCENERIMENTO, COMPOSTAGGIO)

PRE-CONSUMO (POST-INDUSTRIALE)
scarti e sfridi processi produttivi

POST-CONSUMO
materiali da prodotti dismessi
. anello chiuso
. anello aperto

Sara Cortesi

RICICLAGGIO

FASI DEL RICICLAGGIO
. raccolta
. trasporto
. separazione (disassemblaggio e/o frantumazione)
. identificazione
. pulitura e/o lavaggio
. produzione materie prime secondarie
(esempio per plastica: rimacinatura,
upgrading,
rigranulazione)
Sara Cortesi

RICICLAGGIO

VALORE ECONOMICO DEL RICICLAGGIO
costi
. raccolta, trasporto e immagazzinamento
. separazione, identificazione, pulitura
. produzione materia prima secondaria
costi evitati/ricavi
. non messa in discarica
. non acquisto materiale vergine (paragonabile)
. ricavo da materiale secondario

Sara Cortesi

RICICLABILITA’ DEI MATERIALI

Dipende da:

. CARATTERISTICHE SPECIFICHE MATERIALE
recupero caratteristiche (e costo processo)
. metalli e vetri
. polimeri termoplastici
. polimeri termoindurenti
. ARCHITETTURA DEL PRODOTTO

. PERCORSO (FASI) DI RECUPERO

Sara Cortesi

FACILITAZIONE DEL DISASSEMBLAGGIO

Sara Cortesi

COSA SI INTENDE

PROGETTARE
PER RENDERE AGEVOLE ED ECONOMICA
LA SEPARAZIONE DELLE PARTI E DEI MATERIALI

Sara Cortesi


FACILITARE LA SEPARAZIONE DELLE PARTI
agevola

MANUTENZIONE, RIPARAZIONE, AGGIORNABILITÀ
E RIFABBRICAZIONE DEI PRODOTTI

e quindi è funzionale alla

ESTENSIONE DELLA VITA DEI PRODOTTI

Sara Cortesi


FACILITARE LA SEPARAZIONE DELLE PARTI
agevola il

RIUSO DEI COMPONENTI


ESTENSIONE DELLA VITA DEI COMPONENTI

Sara Cortesi


FACILITARE LA SEPARAZIONE DEI MATERIALI
agevola

. IL LORO RICICLAGGIO (se incompatibili)
. IL LORO ISOLAMENTO (se tossici o nocivi)



Sara Cortesi

ALCUNE MODALITA’ DI SEPARAZIONE
Per estendere la vita di prodotti e materiali:

. DISASSEMBLAGGIO MANUALE
. flessibile (a prodotti diversi)
. adattabile (alle condizioni del prodotto)
. DISASSEMBLAGGIO AUTOMATIZZATO

Per estendere solo la vita dei materiali:

. FRANTUMAZIONE
. macinazione
. separazione
(magnetica, per induzione, per flottazione, …)

Sara Cortesi

SISTEMI A GIUNZIONE REVERSIBILE
Preferibili per il disassemblaggio finalizzato alla
ESTENSIONE DELLA VITA DEI PRODOTTI

. giunti a scatto (snap-fit) a due vie
. viti e bulloni
. inserti per viti

Sara Cortesi

SISTEMI A GIUNZIONE PERMANENTE

. rivetti

. ribaditura a caldo

. sistemi a pressione

. saldatura

. saldatura con solventi (polimeri amorfi)

. incollaggio con adesivi

Sara Cortesi

2.2 Strategie Di Life Cycle Design Cortesi 09-10

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