Eco design
Da dove viene, dove va
Claudio De Luca

Solo il 25% degli oltre 6 miliardi di abitanti della Terra vivono in aree industrializzate, ma essi consumano l’80% di energia. Meno di 2 miliardi di persone consumano l’85% delle sostanze chimiche prodotte e sono responsabili del 90% dell’inquinamento prodotto dall’uso delle auto. Il traguardo dei 20 miliardi di abitanti (ossia 10 volte la popolazione presente all’inizio del ventesimo secolo) non è così lontano da non destare preoccupazione. La società, i politici, gli economisti e le imprese dovranno coordinare gli sforzi progettuali nella direzione di un consumo più equo, solidale ed ecologicamente compatibile. I designer possono contribuire in maniera sostanziale alla frenata del degrado in atto progettando prodotti, materiali e servizi “eco sostenibili” in grado cioè di soddisfare i bisogni dell’uomo ma con un uso più consapevole delle risorse naturali e un’attenzione maggiore agli equilibri degli ecosistemi. Lo spreco di risorse legato alla obsolescenza precoce e programmata dei prodotti della tecnica, il cui avvicendamento è solo in piccola parte giustificato da una migliore efficienza energetica, è ancora fenomeno in preoccupante crescita. Le case produttrici di hardware, software, telefonia, raddoppiano le prestazioni dei loro prodotti ogni diciotto mesi inducendo l’utente all’acquisto di nuovi oggetti spesso sott’utilizzati. Si rincorre ancora il mito della libertà individuale come elemento dominante della società attraverso la proposta di automobili sempre più grandi, prestigiose, veloci e dai consumi eccessivi. Incidenti stradali e sul lavoro, inquinamenti al piombo, al cloro, alle polveri sottili, al carbonio sono dati che non incidono sul cambiamento degli stili di vita. Si fa ancora un uso di apparecchi che hanno refrigeranti come i CFC (clorofluorocarburi) o gli HCFC (idrofluorocarburi) responsabili dei danni allo strato protettivo di ozono dell’atmosfera o più in generale si producono e si distribuiscono elettrodomestici poco eco efficienti, inquinanti e dall’alto dispendio di energie e risorse. Continua la creazione, nata durante la rivoluzione industriale, di materiali sintetici nocivi che contribuiscono all’esaurimento delle risorse non rinnovabili, alla produzione di emissioni tossiche nell’aria, nell’acqua, nella terra, alla creazione generalizzata di rifiuti.
Tuttavia oggi i designer dispongono di una vasta gamma di alternative più ecologiche e detengono le risorse intellettuali, tecniche ed economiche per ampliarne il numero e le prestazioni. Accanto alle ragioni che hanno da sempre determinato la scelta di un materiale destinato alla progettazione di un prodotto (tecnica, economia, estetica) si affiancano oggi ragioni ecologiche. Si tende a definire materiale ecologico quello che a fronte di un minimo e controllato impatto sull’ecosistema offre performance adeguate alla produzione di un determinato prodotto. Si suole distinguere i materali tra quelli provenienti dalla biosfera, dalla litosfera e dalla tecnosfera. Originati dalle piante, dagli animali e dai micro-organismi, i materiali della biosfera sono rinnovabili ed vengono reintegrati dalla natura.
Tra di essi si annoverano anche alcuni materiali prodotti dall’uomo come i biopolimeri, che si trasformano in concime organico, e i biocomposti. I materiali della litosfera, si dividono sostanzialmente in due categorie: da un lato sabbia, ghiaia, pietra, creta, ecc.; dall’altro carburanti fossili, minerali metallici, pietre e metalli preziosi. I materiali della biosfera sono spesso oggetto di processi di lavorazione per ottenere i materiali della tecnosfera. I materiali della tecnosfera sono di norma non rinnovabili e non reintegrabili nei cicli naturali. Essendo le risorse della terra un numero limitato, vanno adottate tutte le strategie tese a ridurne il consumo ed a prolungarne il valore attraverso l’allungamento (tendente all’infinito) delle fasi di utilizzo.

Il design ecologico
La definizione di design ecologico tende a ripiegarsi sull’idea di una attività progettuale tesa ad ottenere oggetti o sistemi che tengono in prioritaria considerazione il loro impatto effettivo e/o indotto sull’ambiente e sulla salute umana. Ogni definizione più dettagliata tenderebbe infatti ad infrangersi contro le diverse accezioni, sensibilità e posizioni teoriche presenti nei rispettivi campi del design e dell’ecologia, in larga misura connesse con la indeterminatezza del bacino semantico a cui i due termini, design ed ecologia, attingono significato. Si parla di design nella progettazione del paesaggio, del territorio, dell’architettura, del disegno industriale, dei beni di consumo, della grafica, ecc. Analogamente, negli stessi settori della progettazione, al concetto di design si affianca ripetutamente il termine ecologia, lasciando presagire una relazione strategica tra i due termini attraverso la messa in opera di una progettazione genericamente attenta ai temi legati all’ambiente, alla sovrapproduzione, alla salute umana e alla tutela delle risorse. Anche restringendo il campo della ricerca alla sola attività progettuale del disegno industriale, inteso nella sua definizione più aggiornata, cioè come insieme integrato di prodotti, servizi e comunicazioni, il rapporto dinamico con l’ambito ecologico rimane inevitabilmente aperto e non a sufficienza determinato. In generale vige assodata convergenza che ogni valutazione vada estesa all’intero ciclo di vita del prodotto, ciclo da mantenere il più ampio possibile per comprendere al suo interno le fasi di utilizzo secondo, terzo, quarto e così via del contenuto in risorsa energetica e materiale.

Ciclo di vita del prodotto
Si tratta di una espressione riferita a quell’insieme di attività e processi che a partire dall’estrazione delle risorse necessarie alla produzione dei materiali che compongono il prodotto o il sistema, arriva fino alla completa dismissione dello stesso. L’adozione di questo concetto consente di elencare e quantificare in termini di materia ed energia consumata tutte le fasi che concorrono alla pre-produzione (acquisizione risorse, loro trasporto e trasformazione in materiali ed energia), produzione, distribuzione, uso e dismissione di un prodotto, valutandone le conseguenze ambientali, economiche e sociali.
Più sullo sfondo rimangono invece, in questa accezione, rimangono le questioni strettamente connesse con la salute psicofisica di produttori, installatori, fruitori e smaltitori finali cosiccome l’obiettivo logico di qualunque produzione: il miglioramento effettivo della qualità della vita esteso al numero più ampio possibile di persone. Le risorse utilizzate possono essere primarie rinnovabili (per es. biomasse) o primarie non rinnovabili (per es. gas, petrolio, minerali) oppure possono essere secondarie, cioè provenienti da processi di riciclo. Materiali ed energia vengono a loro volta trasportati, stoccati e trasformati in fabbrica in componenti del prodotto industriale. Dopo l’avvenuto assemblaggio, questo andrà distribuito. Di questa fase fanno parte l’imballaggio, il trasporto e il deposito nei magazzini. All’uso del prodotto segue la sua dismissione che può assumere le forme del riuso, del riciclaggio o del compostaggio.

L’evoluzione
Le prime generiche elaborazioni concettuali connesse all’approccio ciclico risalgono alla fine degli anni ‘60. Negli Stati Uniti, ove i fenomeni del consumismo sono più precoci e macroscopici, la presa di posizione dei nascenti movimenti ambientalisti contro le degenerazioni del consumo produsse le prime riflessioni scientifiche intorno alla sostenibilità ambientale. Il mito del progresso illimitato che aveva dilatato la produzione, i consumi e i rifiuti, si scontrava con il problema della incompatibilità a breve tra le risorse reperibili e le proiezioni di utilizzo dei beni da parte di una popolazione in crescita e sempre più avida. Ben presto questi ricercatori si resero conto che la limitatezza delle risorse e/o delle conoscenze acquisite in termini di nuove risorse, unita alla difficoltà nel variare stili di vita consolidatisi nella dinamica del miglioramento continuo, offrivano come unica strada percorribile la declinazione del sistema produttivo secondo criteri ambientali. L’interesse prodotto da tali posizioni incentivò a sua volta la nascita e lo sviluppo di diversi movimenti ambientalisti le cui pressioni generarono nel corso del tempo la formazione di una crescente sensibilità e consapevolezza ecologica e la conseguente messa a regime di metodologie e strumenti. La susseguente crisi energetica dei primi anni ’70, alimentando gli studi sulla riduzione dei consumi energetici e stimolando l’attenzione verso il concetto di limitatezza delle risorse, portò ad alcune interessanti elaborazioni. Tra i casi più citati le ricerche REPA (Resource and Environmental Profile Analysis) condotte per conto di alcune famose Company americane quali la The Coca Cola Company che si interrogava sul materiale dei contenitori (plastica, vetro o alluminio) e sulle forme di riuso (a perdere o a rendere) o la Mobil Chemical Company che ricercava risposte alla compatibilità ecologica dei fogli in polistirene adottati per avvolgere i cibi in sostituzione dei tradizionali fogli di carta. La novità dell’approccio ciclico si distingueva anche per la sua visione trasversale, ove le consolidate categorie economiche di suddivisione stagna delle industrie (edile, manifatturiera, agroalimentare, ecc.) venivano tradite e svuotate di senso dall’attraversamento attuato seguendo l’analisi del ciclo di vita di ogni singolo prodotto.
Per le prime timide normative in materia ambientale bisognò attendere gli anni ’80, con l’apparire di oggetti eco compatibili quali testimonianza di singole iniziative di aziende o progettisti impegnati in campo ambientale. Il dibattito crebbe sul finire del decennio, alimentato anche dalla definizione di “sviluppo sostenibile” comparsa per la prima volta nel 1987 negli atti della Commissione Mondiale per l’Ambiente e lo Sviluppo. Tale affermazione nasceva dalla dimostrazione che, non esistendo processi produttivi e quindi prodotti a impatto ambientale zero, ossia senza costi energetici e ambientali, la strada da percorrere era quella di individuare e analizzare i processi che portavano alla produzione, realizzazione e dismissione di un prodotto, intervenendo su di essi attraverso azioni volte a migliorarne l’efficienza. Il successivo generalizzarsi, nel corso degli anni ’90, di una maggiore consapevolezza in materia ambientale, favorì la definizione di standard ambientali certificati e riconosciuti dalla comunità internazionale, la stesura e l’applicazione di norme più severe, l’accettazione di maggiori limiti e controlli da parte del sistema produttivo. Ciò pose le basi per lo sviluppo di alcuni software che consentirono per la prima volta di “misurare” l’impatto complessivo di un prodotto sull’ambiente e la conseguente nascita del termine “ecodesign”, accolto con grandi speranze dagli ambientalisti. Elevato ben presto a livello di concetto/slogan, questo termine si diffuse velocemente nella comunità internazionale come il possibile incontro tra la progettazione intesa come design e l’ambiente inteso come ecologia. Pur superato da successive terminologie, l’ecodesign ebbe il pregio di proporre, con un termine internazionalmente riconosciuto e libero da traduzioni, una sintesi molto densa di significato, facilmente comunicabile ed evocativa, di una progettazione orientata dalla volontà di essere ecologici. L’analisi del “ciclo di vita” divenne cosa condivisa, così come il calcolo degli eco-indicatori la cui applicazione nelle operazioni progettuali consentiva ai designer del tempo la definizione di oggetti riconosciuti come ecologici.
Si intravide tuttavia ben presto che il problema ambientale non poteva risolversi internamente alla singola progettazione o come obiettivo di salvaguardia locale; costituiva invece un problema generale ed interconnesso ad estensione mondiale. I pochi e pur lodevoli miglioramenti in termini ambientali adottati nei vari prodotti e nelle diverse fasi, si erano infatti concentrati nel miglioramento dell’efficienza dei singoli processi o dei singoli componenti dei processi produttivi, sottovalutando o ignorando che l’azione industriale singola può essere facilmente bonificata, cioè resa pulita, ma quasi sempre a carico di altri processi che trasferiscono nel tempo o nello spazio le incidenze prodotte, con il risultato di avere un bilancio globale identico o addirittura peggiore del precedente.
Il sistema-prodotto
Strada facendo si consoliderà anche un altro concetto basilare: il progressivo spostamento dell’attenzione dal prodotto alle funzioni, sulla base della considerazione che il confronto in termini assoluti tra materiali diversi o anche processi diversi può avere poco senso se non si tiene conto delle loro prestazioni, dei rendimenti, delle performance e quindi in una parola della efficienza ambientale.
Nel frattempo, negli ultimi anni, le tecnologie, i software e la terminologia sono stati perfezionati. I termini eco-design, eco-indicatori, non risultano più adeguati alla percepita complessità del sistema ambiente. Nuovi concetti e nuove strategie operative come il Design for Environment o il Sustainable Product Design cercano di coniugare e risolvere in un unico “sistema-prodotto” l’impatto ambientale, etico e sociale superando i singoli vantaggi generati dalle politiche di eco-efficienza, eco-redesign ed eco-design fin qui perseguite. Per cui progettazione, produzione, distribuzione, uso e dismissione del prodotto non appaiono più, almeno sul piano concettuale, come fasi separate ed autonome di un processo di produzione industriale, ma emergono con vigore come elementi fondamentali riferiti ad un quadro in cui l’ambiente da tutelare – nella sua lettura più vasta comprendente l’uomo come specie privilegiata – diventa riferimento e soggetto prioritario. Tutto ciò concorre alla attuale definizione di design ecologico, che trae la propria legittimazione dagli ambiziosi obbiettivi che si prefigge e dai fronti d’intervento, che possono essere così riassunti:
– analisi del ciclo di vita del sistema-prodotto esistente;
– progettazione del ciclo di vita di nuovi prodotti e servizi;
– progettazione di nuovi sistema-prodotto ecologicamente sostenibili;
– progettazione di nuovi scenari con modalità di vita ecologicamente sostenibili.
Il primo punto prevede l’analisi del ciclo di vita del sistema-prodotto esistente. Lo studio si concretizza sostanzialmente in due fasi. Si procede inizialmente al calcolo dell’efficienza globale del sistema-prodotto, rilevando i consumi di materia e di energia che il singolo prodotto assorbe nel suo ciclo di vita; nella seconda fase si elaborano strategie volte a facilitare il riciclo dei materiali che compongono il prodotto e il riuso dei suoi componenti. I risultati di queste due fasi sono alla base della diffusione del ridisegno (redesign) di prodotti aventi una migliore efficienza globale. L’obiettivo di questo fronte d’intervento è in sostanza la sensibilizzazione dell’utente verso i temi ambientali ed ha come conseguenza lo sviluppo di dinamiche favorenti l’acquisto di prodotti ecologici. I limiti di questa operazione sono rappresentati dalle difficoltà tecniche ed economiche che incontrano i sistemi-prodotto del redesign, concepiti originariamente in epoca di primordiale cultura ambientale, nell’assorbire le modifiche ecologiche a cui vengono sottoposti. L’impatto reale si esaurisce quindi in scelte prevalentemente tecniche e progettuali e si materializza nella riduzione dell’impatto ambientale di prodotti già definiti e in uso. In tale processo la popolazione dei consumatori partecipa attraverso le fasi di acquisto e di smaltimento differenziato del prodotto. Il secondo fronte d’intervento, la progettazione del ciclo di vita di nuovi prodotti e servizi, richiede più alta tensione progettuale e di partecipazione collettiva. Il ruolo del disegno industriale è maggiormente attivo dovendo fondere in un unico nuovo prodotto e/o servizio, la tecnica, l’ecologia necessaria e la condivisione culturale di una nuova sensibilità ambientale. Il terzo fronte d’intervento, la progettazione di nuovi sistema-prodotto ecologicamente sostenibili, è per le imprese il fronte più impegnativo. La sua attuazione richiede livelli di investimento molto alti, in grado di sviluppare sistemi-prodotto di nuova concezione (cioè ancora assenti dal mercato) capaci di soddisfare appieno la domanda di benessere sociale pur utilizzando, in coerenza con una strategia di sostenibilità ambientale, il quantitativo più basso possibile di risorse. Il quarto fronte d’intervento, progettazione di nuovi scenari con modalità di vita ecologicamente sostenibili, non appartiene direttamente alla sfera del design ma a quella più ampia della politica e della cultura. Si tratta di un fronte molto ambizioso in cui l’oggetto è inteso come strumento in grado di contribuire al rinnovamento culturale dei comportamenti e all’elaborazione di nuovi criteri di qualità stimolando la definizione di nuove domande e quindi, in un ciclo virtuoso, nuovi risultati.

Design for Environment (DFE)
Il Design for Environment (DFE) consiste in strategie ambientali riferite a prodotti-processi o servizi che tengono conto della complessità dell’intero ciclo di vita del sistema prodotto. L’obbiettivo è dunque la progettazione, la realizzazione e l’utilizzo del prodotto subordinata al controllo in input ed output di tutte le fasi che concorrono alla pre-produzione, produzione, uso e dismissione.
L’adozione di questo concetto nato come logica conseguenza del trasferimento dell’attenzione progettuale dal prodotto al sistema-prodotto, fa confluire nel DFE un numero considerevole di elementi e di valutazioni che variano in funzione della complessità del riferimento. Tra gli strumenti metodologici che meglio consentono di coniugare gli aspetti economici, progettuali e realizzativi di tali fasi all’interno di una strategia ambientale, citiamo: Life Cycle Management (LCM), Life Cycle Design (LCD), Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Cost (LCC), Design for Recycle (DFR), Design for Disassembly (DFD), Design for Manufacture (DFM), Design for Use (DFU), Design for Energy Efficiency (DFEE), ecc.
Per quanto concerne i “materiali” e la loro efficienza ecologica, è possibile stabilire il seguente elenco di priorità:
– eliminare o ridurre l’incidenza di materiali tossici;
– ricorrere a materiali riciclati o caratterizzati da vocazione alla riciclabilità;
– ridurre e razionalizzare il numero dei materiali;
– accorpare materiali che risultano compatibili in fase di riciclo;
Il primo obbiettivo da perseguire è quindi l’assenza o la presenza minima di sostanze tossiche sia in input che in output. Sono cioè da evitare o circoscrivere materiali ecologicamente “sporchi” o “puliti” ma che provengono da processi di produzione tossici, e/o emettono sostanze tossiche nel loro uso, e/o liberano sostanze tossiche durante i processi di dismissione.
Seguendo uno schema a cascata, il secondo obbiettivo da perseguire nella progettazione o selezione dei materiali di un sistema-prodotto è il ricorso a materiali provenienti da riciclo o a materiali effettivamente riciclabili (non solo dunque una riciclabilità teorica, in teoria attribuibile a qualunque materiale). Le possibilità di scelta in questo campo sono diverse e in crescita. I vantaggi attribuibili all’uso di materiali riciclati o riciclabili sono essenzialmente riconducibili alla razionalizzazione e ottimizzazione dell’impiego delle risorse energetiche. La qualità dei materiali post-riciclo varia moltissimo e si va dal mantenimento pressoché inalterato delle caratteristiche chimico, fisiche, meccaniche tipico di alcuni metalli quali ad esempio l’alluminio, al decadimento più o meno importante delle prestazioni, tipico invece delle materie plastiche. Queste ultime materie, nel processo di riciclo, subiscono infatti un impoverimento qualitativo ripristinabile solo in parte con processi di upgrading. La materia secondaria così ottenuta, viene quindi destinata alla produzione di materiali richiedenti prestazioni ridotte.
Il terzo obbiettivo che emerge nella selezione dei materiali, a parità di prestazioni, riguarda la tendenza ad individuare soluzioni capaci di ridurre e razionalizzare i materiali impiegati. Questa meta viene perseguita con l’adozione di scelte progettuali che incidono sul peso complessivo del prodotto, sul numero delle tipologie di materiale impiegato e quindi sulla programmata semplificazione dei processi di separazione tra materie diverse. Il quarto traguardo da raggiungere, ha come meta la distribuzione in aree omogenee di materiali fra loro compatibili in fase di riciclo e/o l’accorpamento all’interno dello stesso prodotto in modo tale che questi possano essere facilmente identificati, lavorati e/o separati nello stesso impianto di riciclaggio. Anche per la “produzione” è possibile stabilire un elenco di priorità da utilizzare nella progettazione o nell’analisi di un sistema-prodotto compatibile con l’ambiente:
1. Ridurre i segmenti lavorativi a potenziale tossico
2. Ridurre gli scarti
3. Ridurre l’energia impiegata
Al primo punto vanno evitati o comunque circoscritte lavorazioni ecologicamente “sporche”, o “pulite” ma che prevedono a monte o a valle processi tossici. Va successivamente considerato lo studio sistematico di procedure atte alla riduzione degli scarti nei processi di produzione dei prodotti e alla diminuzione dell’energia impiegata. Tra le diverse possibilità vanno quindi individuate quelle tecniche che nella realizzazione di un prodotto determinano la minore quantità possibile di rifiuti (con attenzione a quelli speciali) ed un minore dispendio di energia. Si tratta di obbiettivi apparentemente ovvi ma generalmente disattesi e difficili da perseguire proprio nelle società dei Paesi più industrializzati che, a fronte di una contrazione e razionalizzazione del tempo/lavoro, tendono alla dilatazione dei consumi di energia e materiali. Nelle società economicamente più avanzate infatti i costi di produzione sono assorbiti in percentuale maggiore dai salari, dalla progettazione, dalle tecnologie, dalla pubblicità, ecc., piuttosto che da materiali ed energia. Questo sbilanciamento a favore di alcune voci maggiormente incisive sul bilancio complessivo, rende di fatto la riduzione degli scarti – salvo alcuni casi, come i metalli preziosi – di scarso o modesto valore economico.
Le strategie o priorità da perseguire nel “trasporto” di un sistema-prodotto compatibile sono:
– preferire imballaggi esenti da incidenze tossiche nel loro ciclo di vita;
– ridurre in quantità e preziosità ecologica (rinnovabilità delle materie prime) l’imballaggio;
– adottare imballaggi riusabili o riciclabili.
La progettazione dell’imballaggio deve rispondere a criteri di ottimizzazione relativi alle fasi di movimentazione delle merci, di stoccaggio provvisorio e di magazzinaggio. Al primo punto, come sempre, l’attenzione alle potenziali incidenze sulla salute umana da parte delle fasi di vita dell’imballaggio. Per quanto concerne i criteri da adottare per una risposta adeguata alle esigenze funzionali, questi ricalcano quelli riferibili a molti oggetti di design: robustezza, maneggevolezza, impilabilità, sovrapposizione e accostamento. A questi criteri più generali vanno aggiunti altri requisiti ambientali che vedono l’adozione di sistemi di imballo riusabili e riciclabili. Le strategie o priorità da perseguire nella “manutenzione” di un sistema-prodotto compatibile con l’ambiente, sono generalmente riconducibili alla predisposizione del prodotto all’ispezione, alla sostituzione dei singoli componenti e alla suddivisione per parti. Sono cioè da adottare tutti quei sistemi che consentano, attraverso la manutenzione del prodotto, di dilatarne il ciclo di vita. La predisposizione del prodotto alla manutenzione è spesso sinonimo di una predisposizione al “disassemblaggio” del sistema-prodotto che deve possedere requisiti che facilitino lo smontaggio dei componenti e la suddivisione del prodotto in gruppi omogenei di materiali che possono essere destinati allo stesso impianto di riciclaggio senza ulteriori separazioni.

Life Cycle Management (LCM)
Si tratta della strutturazione delle attività tecnico-gestionali ed organizzative riferite all’intero ciclo di vita di un prodotto industriale e il loro coordinamento con i processi logistico-produttivi e rappresenta la risposta alle evoluzioni in atto dell’assetto tecnico/organizzativo delle imprese industriali dovute alla terziarizzazione dei processi di progettazione, di ingegnerizzazione e di produzione e all’aumento considerevole delle collaborazioni di co-design e co-engineering. L’esigenza di integrare funzioni e professionalità diverse sotto la stessa gestione nasce dalla crescente necessità, imposta dalla crescente competizione internazionale e resa possibile dalla comparsa di nuovi strumenti informatici di supporto, di aumentare coordinamento, efficienza e rapidità nell’analisi dei processi di sviluppo e nella messa in produzione dei nuovi prodotti industriali. Questa evoluzione del contesto operativo, con la nascita di nuove metodologie in campo ambientale, ha generato la richiesta di nuove figure professionali adatte a coprire il ruolo di gestore delle attività tecniche. Le primarie competenze riguardano:
– la conoscenza di metodologie per la progettazione integrata del prodotto-processo-impianto e dei relativi sistemi software di gestione;
– la conoscenza delle tecnologie informatiche di comunicazione e coordinamento remoto;
– la conoscenza delle soluzioni organizzative;
– l’acquisizione di capacità manageriali per la conduzione di team tecnici ampi ed articolati.

Life Cycle Design (LCD)
Nel mondo anglosassone, per indicare il progetto del ciclo di vita del sistema-prodotto, si usa l’espressione Life Cycle Design (LCD). Si tratta di un approccio concettualmente avanzato la cui attuazione necessita di una complessa organizzazione tecnico-logistica per il numero considerevole di fattori che concorrono alla sua definizione. A questa strategia se ne affiancano spesso altre, più elementari; tra queste citiamo quelle relative alla estensione della vita dei prodotti o della vita dei materiali, che ha come conseguenza immediata la posticipazione della dismissione e il ritardato consumo di nuove risorse per la produzione di nuovi materiali per nuovi prodotti. Si tratta comunque di strategie spesso socialmente poco attraenti ed economicamente poco praticabili perché osteggiate da una visione basata sul consumo e sugli equilibri sociali prodotti dal consumo.

Life Cycle Assesment (LCA)
Tra le varie definizioni, quella prodotta dalla Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) nel 1990 appare ancora a distanza di tempo, tra le più esaustive e complete. Nel convegno SETAC del Vermont la LCA (valutazione del ciclo di vita) veniva definita come: “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 e per identificarne e valutarne 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, alla fabbricazione del prodotto, al trasporto e distribuzione, all’utilizzo, riuso, stoccaggio, riciclaggio, fino alla dismissione”. Più recentemente la norma UNI EN ISO 14040 ha definito la LCA come una “compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita dei flussi in entrata e uscita, nonché i potenziali impatti ambientali, di un sistema di prodotto” .
L’LCA si occupa quindi di analizzare il sistema che genera il prodotto attraverso lo sviluppo di modelli matematici, fisici ed ingegneristici che, semplificando la realtà, descrivono le interazioni del sistema-prodotto con l’ambiente. Scopo dichiarato di queste analisi è il miglioramento dell’efficienza ambientale del sistema. Seguendo la normativa ISO 14040, la struttura della LCA può essere identificata e suddivisa in quattro fasi operative:
– definizione degli obiettivi;
– costruzione del modello analogico attraverso lo studio del ciclo di vita del processo o attività;
– valutazione degli impatti;
– interpretazione dei risultati e stesura dei possibili miglioramenti.
La definizione degli obbiettivi (Goal and Scope Definition) è la fase preliminare dello studio di una LCA. In questa fase, vengono definiti i contorni dello studio, le finalità, le unità funzionali, il grado di affidabilità dei dati, i limiti dell’analisi del sistema.
La costruzione del modello analogico, meglio conosciuta come analisi di inventario (Life Cycle Inventory Analysis, LCI), è la seconda fase dell’LCA. Questa fase segue passo dopo passo l’assorbimento o le emissioni che materiali e trasporto consumano o rilasciano durante il funzionamento del sistema produttivo.
La valutazione degli impatti (Life Cycle Impact Assesment, LCIA) è invece lo studio dell’impatto ambientale del processo produttivo. Con questo studio si evidenziano le modifiche subite dall’ambiente durante il processo e si valutano i dati che emergono dalla fase di calcolo dell’inventario.
Nella quarta fase, interpretazione dei risultati e stesura dei possibili miglioramenti (Life Cycle Interpretation) si individuano e propongono i cambiamenti necessari a ridurre l’impatto ambientale dei processi studiati.
Redigere una LCA con un metodo di calcolo analitico, per processi-prodotto che coinvolgono cicli di vita di prodotti complessi, è lavoro che richiede competenze multidisciplinari, l’uso di software specifici e l’immissione di una consistente quantità di dati. Il numero e la varietà dei processi coinvolti, oltre a determinare la complessità del calcolo, stabilisce anche il grado di difficoltà nella lettura dei dati ottenuti. Ovviamente la definizione degli obiettivi, stabiliti nella fase preliminare di studio di una LCA, può essere variata in maniera da condurre la ricerca con una metodologia di approccio proporzionata ai benefici in gioco. Esistono comunque altri approcci, complementari al metodo analitico, capaci di offrire validi supporti per operazioni di redesign del prodotto. Tra questi ne citiamo un paio. Met-Matrix è un modello di analisi semplificato supportato da una banca dati per la ricerca dei valori di consumo di energia ed emissione da trasformazione, che indaga gli impatti ambientali di un prodotto nel suo ciclo di vita attraverso l’analisi dei materiali, dell’energia e della tossicità. Più articolato e conosciuto è Eco-indicator che, superando le difficoltà di interpretazione dei risultati di una LCA, attua procedure di calcolo semplificate basate sull’uso di eco indicatori predefiniti mediante “pesature” delle potenziali incidenze sugli ecosistemi. Tali eco indicatori sono desunti da LCA svolte su alcuni tra i processi e i materiali più comuni. Tra i limiti imputati a questo metodo: la rigidità delle “pesature” e l’esclusiva valutazione degli effetti ambientali a scala planetaria (effetto serra, riduzione dello strato di ozono, acidificazione, smog, ecc.) trascurando quelli a scala locale (rifiuti, tossicità nei luoghi di lavoro, riduzione locale delle materie prime, ecc.). Successive stesure di Eco-indicator fanno riferimento ad una definizione più ampia di ambiente, includendo le risorse ed un numero più alto e articolato di impatti ambientali, identificando inoltre un approccio scientifico alla “pesatura” degli effetti sull’ambiente. Per definire un Eco-indicator si procede attraverso classificazioni, “pesature” decise sulla base dei principali effetti provocati nell’ecosistema, “normalizzazione” sui valori medi e moltiplicazione per dei fattori di riduzione. Pur rimanendo uno degli strumenti più utilizzati, il metodo degli Eco-indicator rimane tuttavia gravato da un forte grado di soggettività che incide sulla qualità dei risultati ottenuti.

Life Cycle Cost (LCC)
Lo studio del ciclo di vita economico di un sistema-prodotto, rappresenta uno degli elementi più importanti la ricerca di una maggiore efficienza nell’impiego delle risorse attraverso l’analisi dei costi. Questo studio si rivela fondamentale per lo sviluppo del sistema-prodotto, incidendo sulle modifiche da apportare al design, alla scelta delle materie prime e ai processi, conciliando la riduzione dei costi con il miglioramento delle performance ambientali. Consente di prendere decisioni aziendali evidenziando tutti i costi interni, sostenuti o stimati, ed esterni associati ad un sistema, prodotto, processo o attività sostenute dai molteplici attori operanti nell’arco del suo intero ciclo di vita, dall’estrazione delle materie prime fino allo smaltimento dei rifiuti. L’applicazione di questa metodologia, che fa emergere le relazioni tra più alternative progettuali, è spesso intrapresa come parte integrante di metodologie quali Life Cycle Assessment e Life Cycle Managment, mettendo in relazione benefici economici e benefici ambientali. Anche nel caso di una LCC, in riferimento agli obbiettivi e alle finalità dello studio, esistono diversi approcci metodologici tra cui: Total Cost Accounting (TCA), Life Cycle Acconting (LCC) e Full Cost Accounting (FCA).

Design for Recycling (DFR)
Si intende una strategia progettuale orientata a favorire il riciclo dei materiali in un sistema-prodotto. Le scelte dei materiali e delle finiture vengono valutate in base al loro impatto ambientale e in base ai costi economici imputabili alle operazioni di riciclo. Spesso applicata in parallelo a metodologie quali Life Cycle Assessment e Design for Disassembly, la DFR trova ampio utilizzo nelle operazioni di redesign del prodotto. Gli obbiettivi che si prefigge sono principalmente rintracciabili nel:
– facilitare il riuso;
– identificare i componenti per agevolare le operazioni di riciclaggio;
– ridurre le tipologie di materiali presenti all’interno dello stesso prodotto;
– utilizzare materiale riciclato.
Vengono così dimostrati i benefici o i danni ambientali prodotti da una specifica operazione di riciclo. In base alla destinazione del materiale post-riciclo, il riciclo si divide in:
– riciclo aperto;
– riciclo chiuso.
Si parla di riciclo chiuso quando il materiale da avviare al riciclo rientra nel medesimo processo che lo ha generato (scarti di produzione) sostituendo quantità di materiale vergine in ingresso. Come introdotto dalla norma ISO UNI 14041, si parla ancora di riciclo chiuso, anche nel caso di prodotti a fine ciclo vita che vengono riciclati per ottenere lo stesso prodotto originario. È il caso ad esempio del vetro. Si parla invece di riciclo aperto quando il materiale scartato o quello giunto a fine ciclo vita non rientrano nel processo originario ma in un altro, producendo un cambiamento delle sue proprietà. È il caso ad esempio delle bottiglie in PET che vengono utilizzate per la produzione di fibre nell’industria tessile. Lo stoccaggio, il trasporto e il trattamento di questi prodotti destinati al riciclo hanno un costo energetico che va dedotto dai benefici prodotti dal mancato uso di materiali vergini e dalla minore produzione di residui destinati alla discarica. I vantaggi ambientali ottenibili da un processo di riciclo sono quindi variabili a seconda della tipologia del riciclo, chiuso o aperto, del materiale oggetto del riciclo, del trasporto e dell’energia impiegata per il processo di riciclo.

Design for Disassembling (DFD)
Design for Disassembling (DFD) identifica una strategia di progetto volta a favorire il “disassemblaggio” dei componenti di un prodotto. Obiettivo dichiarato è quello di apportare al progetto tutte le correzioni necessarie ad agevolare le operazioni di smontaggio del prodotto nelle varie fasi del suo ciclo di vita. Si tratta di indicazioni progettuali orientate a semplificare ed agevolare:
– la manutenzione del prodotto;
– le procedure di sostituzione dei componenti;
– l’estrazione e il riuso dei componenti in altri prodotti;
– il riciclo di materiali e componenti diversificati;
– il riciclo di materiali dalle tipologie omogenee;
– il riciclo di materiali destinati a bonifica;
– il riciclo di materiali destinati a processi di pre-trattamento.
In una strategia di design per il disassemblaggio, al fine di favorire le operazioni di riciclo, particolare attenzione va posta alla limitazione delle unioni irreversibili tra materiali eterogenei mediante ricorso a collanti e saldature, privilegiando l’adozione di unioni a secco.

Design for Manufacture & Assembly (DFMA)
Si intende una strategia progettuale orientata alla progettazione di componenti e prodotti nell’ottica della riduzione dei costi di lavorazione e di assemblaggio. Attraverso una procedura consolidata si analizza l’efficienza delle fasi di assemblaggio, la facilità di manutenzione, l’economicità di fabbricazione ed infine la valutazione dell’impatto ambientale che avrà il prodotto a fine vita. Due in particolare le strade perseguite per la realizzazione di questa strategia:
1. Creazione di prodotti innovativi composti da un minor numero di componenti
2. Creazione di prodotti innovativi con dimensioni contenute ed aumento delle funzioni
La metodologia definita Design for Assembly (DFA) tende alla creazione di prodotti con un basso numero di componenti per esempio unendo in un unico prodotto multifunzionale componenti fino ad allora separate. Questa strategia, particolarmente usata nel redesign della tecnologia informatica di nuovi prodotti multifunzionali destinati all’ufficio, fornisce una stima rapida del costo di produzione del nuovo prodotto permettendo una comparazione in tempo reale con la precedente configurazione. Il DFA, assieme al Design for Manufacture (DFM), forniscono al progettista una indicazione rapida ed accurata della progettazione che sta effettuando, fornendo una base oggettiva per la pianificazione di eventuali azioni correttive capaci di influenzare anche in maniera consistente la produzione del prodotto e la determinazione dei costi. La razionalizzazione delle componenti di un prodotto con la diminuzione del numero dei componenti determina spesso la riduzione delle dimensioni del prodotto ed un aumento del numero delle funzioni, assecondando con ciò una delle più importanti richieste del mercato: prodotti sempre più piccoli ma dotati di maggiori funzioni e prestazioni. Queste finalità sono perseguite anche dal Design for Size reduction (DFSz), capace di guidare il progettista nella riduzione dei costi, nel miglioramento della qualità ed affidabilità del prodotto e nella riduzione delle dimensioni.
L’utilizzazione di questo strumento, consente inoltre al progettista di valutare, sin dalle prime fasi della progettazione, la riduzione degli ingombri e di tutti quei parametri che influenzano l’architettura del prodotto. La riduzione degli ingombri è spesso legata ad esigenze di peso (aerei), di traffico, di parcheggio (city cars), di abitazione e alla richiesta contestuale di un confort sempre maggiore. Tutto questo si traduce in oggetti maneggevoli e poco ingombranti. Quando si parla di economie di scala ottenute tramite analisi di DFSz, ci si riferisce al caso in cui un gruppo / sottogruppo può soddisfare le esigenze di ingombro di un numero maggiore di categorie nelle quali può essere collocato il gruppo stesso. Le economie di scopo si ottengono in presenza di impieghi diversificati e diversi rispetto impiego originario. Ad esempio una serratura di dimensioni ridotte può essere adottata per chiudere porte, cancelli, valige, ecc.
Altro aspetto positivo dell’applicazione del DFSz è la riduzione di peso del prodotto e quindi la riduzione del quantitativo dei materiali impiegati. Vantaggi significativi sono portati anche dalla riduzione delle dimensioni globali di un prodotto o da quella di alcune sue configurazioni (stoccaggio o trasporto) che spesso abbassano contemporaneamente i costi di imballaggio, stoccaggio e trasporto. Si possono verificare casi in cui, ridotto l’ingombro di un componente, le economie di scala e/o di scopo divengano così consistenti da far divenire economiche tecnologie con un alto costo iniziale. Per alti volumi di produzione si possono infatti verificare inversioni di costo globale. Ad esempio il costo di un perno ed una lamiera forata, più il relativo assemblaggio, può essere abbassato attraverso la produzione di un pezzo dalla geometria più complessa capace di saltare la fase di assemblaggio.