Come creare componenti più ecologici

 

La creazione di componenti più sostenibili o più ecologici è un'area complessa che dipende da una serie di fattori che a volte si contraddicono a vicenda.  Innanzitutto occorre comprendere questi diversi elementi e, successivamente, prendere una decisione discrezionale.

Il modo più semplice per affrontare un progetto del genere consiste nel tracciare un prodotto dalla materia prima fino alla fine del suo ciclo di vita e considerare quanta energia consuma durante tutto il percorso.

Iniziamo scegliendo la giusta quantità del materiale appropriato.

Per semplicità ci concentreremo su due dei tipi più comuni di materiali utilizzati per la produzione: materie plastiche e metalli. Naturalmente, ogni tipologia ne annovera centinaia, quindi selezioneremo alcune metriche che si adatteranno alla nostra agenda green.

Energia integrata

Un concetto importante che generalmente non si troverà citato sulla scheda tecnica di un materiale è l'energia integrata. L'energia integrata in un materiale è tutta l'energia necessaria per produrne una certa quantità.

Queste informazioni si trovano facilmente usando Google. Per esempio, ogni chilogrammo di alluminio estratto dalla bauxite richiede da 227 a 342 mega joule di energia per essere prodotto.  Una plastica tipica prodotta da petrolio greggio richiede da 82 a 108 mega joule.  Sfortunatamente, non è così semplice perché un chilogrammo di alluminio riciclato richiede solo da 11 a 17 mega joule.  Quindi, vale la pena approfondire un po' le risposte.

Quanto materiale usare

A prima vista, se utilizzate meno materiale, consumate meno energia integrata. Tuttavia quando avviate la produzione dovete tenere conto anche della produzione e della consegna nel calcolo dell'energia integrata dei componenti finali.

Anche in questo caso non è così semplice. L'aumento della produzione può consentire enormi risparmi in assistenza.  Per esempio, nel settore aerospaziale, grammi di risparmio di peso possono far risparmiare chili di carburante durante la vita di un aereo.  La leggerezza, come ben sappiamo, è importante anche nell'industria automobilistica, per gli stessi motivi.  Rendere i componenti più efficaci, in termini di efficienza del carburante e semplicità di manutenzione, contribuisce ulteriormente a ridurre i costi del ciclo di vita.

Sostenibilità in termini di assistenza

Non dimentichiamo inoltre che un prodotto che dura più a lungo e non necessita di sostituzione ha un impatto ambientale minore rispetto a una versione a vita più breve. Questo può portare a risultati sorprendenti; ad esempio, un gruppo di agricoltori biologici ha sorprendentemente scoperto che è più rispettoso dell'ambiente utilizzare casse di plastica nelle proprie fattorie, piuttosto che di legno, se si tiene conto del numero di volte che sono state utilizzate.

Trovare la risposta giusta

Quindi, come potete rendere i prodotti e i loro componenti più resistenti e/o più leggeri?  La risposta è prototipare, testare e reiterare vostro progetto.  Se queste fasi vengono eseguite correttamente, potete fornire ai clienti un prodotto dalle prestazioni migliori che farà risparmiare loro notevoli costi di sostituzione, riparazione e assistenza, il che a sua volta riduce i costi energetici e monetari durante il ciclo di vita.

È qui che la prototipazione rapida fa davvero la differenza, perché, normalmente, la prima iterazione di un progetto non è la soluzione migliore.  La tecnologia moderna consente di fermarsi in tempo, senza far lievitare il budget, prima di avere successo.  Nella prima fase potete caricare il CAD in un programma software che vi farà un preventivo e vi fornirà un'analisi del progetto per la fattibilità, in altri termini un controllo automatico del senso.

Dopodiché potete ricevere un prototipo in meno di un giorno.  Ciò significa che potete progettare, testare e reiterare il progetto per un prodotto leggero e durevole in un batter d'occhio.

Progettare per la semplicità di manutenzione

Quando prendiamo in considerazione la progettazione di prodotti più sostenibili, dobbiamo pensare a qualcosa di più della resistenza, ovvero a garantire semplicità per l'assistenza, la manutenzione e le riparazioni per tutto il ciclo di vita.  Prendiamo in considerazione l'utilizzo di chiavi e altri strumenti.  Il componente è semplice da sostituire?  Si usa helicoil per filettature più resistenti in modo che la sostituzione non danneggi il prodotto?

Riciclaggio

E quando il prodotto arriva alla fine del suo ciclo di vita, è necessario pensare a come semplificare lo smontaggio e il riciclo del prodotto  e occorre capire quali sono gli obblighi RAEE.

Questo ci porta al punto di partenza per considerare quali materiali usare. Praticamente tutti i metalli possono e devono essere riciclati,  mentre alcune materie plastiche possono essere riciclate e altre no.  Inoltre, mentre si potrebbe usare un prodotto in metallo riciclato al 100%, la qualità di una materia plastica diminuisce ogni volta che viene riutilizzata perché la sua catena polimerica si accorcia.

Tuttavia, ciò non significa che dovete sempre scegliere il metallo, poiché la plastica appropriata nell'applicazione giusta può durare a lungo. Quando la plastica sostituisce il metallo, spesso fornisce un'alternativa più leggera, aspetto fondamentale per diminuire il carbonio "in uso" in alcuni settori.

Inoltre si sta iniziando ad assistere allo sviluppo di ecoplastiche, molte delle quali sono più facili da riciclare e/o sono biodegradabili; questo argomento sarà tuttavia trattato in un altro articolo.

Chiaramente, scegliere la risposta più sostenibile per il proprio componente o prodotto non è facile.  Abbiamo a che fare con molti settori e clienti che cercano prodotti più sostenibili, quindi, perché non contattarci per un consiglio?