Perché il riciclo tradizionale non è più sufficiente: strategie a rifiuti zero per i designer di prodotti

Per molti decenni, il riciclaggio è stato considerato la soluzione ai nostri problemi di gestione dei rifiuti. La realtà, tuttavia, dipinge un quadro diverso. Circa la metà dei 19 milioni di tonnellate totali di rifiuti commerciali potrebbe essere potenzialmente evitata. In media, ogni impiegato genera circa 120 chilogrammi di rifiuti all'anno. Queste statistiche dimostrano chiaramente che esiste un problema di fondo

Il processo di riciclaggio convenzionale sta raggiungendo i suoi limiti di capacità."

Qual è la definizione precisa di una vera economia circolare ? In questo approccio, non esiste più una durata di vita fissa per i prodotti. I materiali vengono continuamente riciclati e reintrodotti nel ciclo produttivo. Il riciclo e il riutilizzo hanno il potenziale per ridurre i costi di produzione e la dipendenza dalle materie prime primarie. I progettisti di prodotto svolgono un ruolo centrale in questa trasformazione, poiché le loro decisioni durante la fase di progettazione determinano in modo significativo se un prodotto è in grado di funzionare all'interno di un sistema circolare.

Riducendo al minimo gli sprechi e utilizzando le materie prime in modo efficiente, possiamo creare un ciclo dei materiali più stabile che a lungo termine abbia un impatto minore sull'ambiente. È incoraggiante che oltre il 91% dei consumatori in Germania reagisca positivamente all'introduzione di imballaggi riutilizzabili.

Perché le strategie a rifiuti zero così essenziali per produttori e progettisti di prodotti oggi, e quali misure specifiche utilizzano per perseguirle in modo efficace?

Perché il riciclaggio tradizionale sta raggiungendo i suoi limiti

I limiti del riciclaggio tradizionale sono dovuti a diversi fattori. Sebbene la Germania sia spesso considerata un paese pioniere nel riciclaggio, i dati attuali dipingono un quadro deludente. Il sistema convenzionale di gestione dei rifiuti sta gradualmente raggiungendo i suoi limiti di capacità, il che è attribuibile a diverse cause strutturali.

1. Bassi tassi di riciclaggio della plastica

Secondo l'Agenzia Federale Tedesca per l'Ambiente, nel 2021 la quantità totale di rifiuti di plastica generati in Germania è stata di 5,67 milioni di tonnellate. Solo circa il 35% di questa quantità è stato effettivamente riciclato, il che significa che questi materiali riciclati potrebbero essere utilizzati come materie prime secondarie per la produzione di nuovi prodotti.

Circa il 64,4% è stato riciclato termicamente, e l'energia generata è stata utilizzata per produrre elettricità e calore. È particolarmente allarmante che i rifiuti di plastica derivanti dagli imballaggi siano aumentati di oltre il 100% dalla metà degli anni '90.

2. Downcycling invece di una vera economia circolare

Il downcycling è una pratica in cui i materiali vengono riutilizzati in uno stato di qualità inferiore, anziché essere riciclati in modo autentico. È l'opposto di un ciclo chiuso, in cui i materiali vengono riutilizzati continuamente in uno stato equivalente.

L'attuale sistema di riciclo dei materiali opera spesso all'interno di un'economia di downcycling. Questo processo si limita a rallentare la produzione di rifiuti, anziché prevenirla del tutto. Il riciclo di materiali che hanno già subito uno o più cicli di riciclo comporta un continuo calo della qualità; sono quindi sempre meno adatti alla creazione di nuovi prodotti di alta qualità.

Le materie plastiche vengono sottoposte a un complesso processo di selezione; successivamente, vengono incenerite o convertite in prodotti di qualità inferiore prima di finire definitivamente come rifiuti. I cicli di materiali a ciclo chiuso che riutilizzano i materiali al 100% sono purtroppo ancora un'eccezione.

Un problema comune è la mancanza di riciclo nei prodotti di alta qualità. Ciò significa che il riutilizzo dei materiali in prodotti di alta qualità non riceve la dovuta attenzione. Di conseguenza, le risorse possono essere utilizzate in modo inefficiente e l'ambiente ne risente ulteriormente.

3. Mancanza di riciclaggio in prodotti di alta qualità

Metalli come la latta e l'alluminio possono essere riciclati quasi all'infinito, in un ciclo infinito, senza alcun limite percepibile.

Al contrario, la plastica può essere riciclata solo circa sette volte prima di perdere le sue proprietà originali e dover essere smaltita. Pertanto, i materiali riciclati vengono spesso utilizzati in prodotti che non presentano requisiti così elevati in termini di prestazioni. Inoltre, durante l'intero processo di selezione e lavorazione, passo dopo passo, rimane una parte delle frazioni non idonea al riciclaggio dei materiali.

4. Elevato consumo energetico durante il riciclaggio

Per trattare e riciclare i materiali è richiesta una notevole quantità di energia. Le proprietà dei diversi materiali variano notevolmente. In media, gli impianti di riciclaggio di metalli e carta richiedono un apporto energetico finale specifico di soli 50 kilowattora per tonnellata durante il riprocessamento di questi materiali.

In confronto, gli impianti di riciclaggio della plastica richiedono circa 450 kilowattora per tonnellata di materiale, una quantità significativamente maggiore. Anche rispetto a materiali come stagno e alluminio, il trasporto e la selezione della plastica richiedono una quantità di energia considerevolmente maggiore.

Principi di zero rifiuti come nuova base di progettazione

Per "rifiuti zero" , è necessario ristrutturare radicalmente il processo di progettazione del prodotto. A differenza del riciclo convenzionale, questa nuova strategia inizia nella fase di pianificazione e progettazione e comporta un profondo cambiamento nella progettazione e nella produzione del prodotto.

Pensa ai rifiuti come a una risorsa

L'idea alla base della filosofia "rifiuti zero" è cambiare il nostro modo di pensare: i rifiuti non sono più visti come sottoprodotti indesiderati, ma come risorse preziose. Questo cambio di prospettiva porta a una maggiore valorizzazione dei materiali precedentemente considerati rifiuti. Di conseguenza, l'approccio progettuale cambia radicalmente: i prodotti sono progettati fin dall'inizio per essere facilmente integrati nei cicli dei materiali.

Soprattutto in un'epoca in cui i prodotti vengono progettati per essere sempre più funzionali, i materiali con una storia possono acquisire una maggiore unicità e una sorta di "anima" .

Progettazione del prodotto orientata al ciclo di vita

Il concetto di progettazione del ciclo di vita comprende la considerazione di tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto, dall'estrazione delle materie prime allo smaltimento al termine della sua vita utile. Questo approccio tiene conto dei vincoli relativi alla manutenzione e al riciclo fin dalle prime fasi. Combinando di progettazione assistita da computer (CAD) , gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM) e valutazione ambientale, gli sviluppatori ricevono informazioni dettagliate sui requisiti di risorse del prodotto immediatamente dopo il completamento del processo di progettazione virtuale.

Sistemi di ritiro e riutilizzo

L'importanza dei sistemi di ritiro è in crescita perché aiutano a reintegrare i prodotti, i loro componenti e i materiali nella catena del valore. Le aziende hanno l'opportunità di ritirare sistematicamente i prodotti a fine vita per adempiere alla propria responsabilità di produttori durante l'intero ciclo di vita del prodotto.

I sistemi di ritiro di successo sono guidati da diverse motivazioni:

• Obblighi legali
• Vantaggi economici
• Obiettivi ecologici

Trasparenza sui flussi di materiali

Una chiara trasparenza sui movimenti dei materiali è fondamentale per un'economia circolare efficace. In questo contesto, i passaporti digitali dei prodotti sono uno strumento essenziale che pone le aziende di fronte a una moltitudine di obblighi di trasparenza. Consentono la tracciabilità di materiali e sostanze chimiche, semplificando notevolmente il processo di riciclo.

Inoltre, un'analisi approfondita di tutte le materie prime e di ogni singola fase di produzione rivela potenzialità che spesso non sono visibili se si considera nel dettaglio l'intero processo di creazione del valore.

Formazione e sensibilizzazione nel processo di progettazione

Per integrare con successo i principi del design a rifiuti zero nel processo di progettazione, è fondamentale che tutti gli stakeholder siano formati e sensibilizzati. Ciò richiede un cambiamento radicale nel modo di pensare e lo sviluppo di nuove competenze. I designer dovrebbero imparare a utilizzare ogni materiale in modo approfondito e i loro progetti dovrebbero essere guidati dalle quantità di materiale disponibili.

La formazione dei dipendenti e le campagne di sensibilizzazione garantiscono il rispetto delle normative regionali e degli standard aziendali. Per garantire il successo a lungo termine, è fondamentale che la formazione dei designer (e di coloro che aspirano a diventarlo) integri i principi circolari.

Strategie per i progettisti di prodotto: dall'idea all'implementazione

Oggigiorno i progettisti di prodotti hanno a disposizione opzioni di azione innovative, applicabili in qualsiasi fase del processo di sviluppo.

1. Scegliere materiali durevoli e riciclabili

La scelta dei materiali influenza le prestazioni, il costo, la durata e il rispetto dell'ambiente di un prodotto. I materiali scelti sono quelli con una lunga durata e, al termine del loro utilizzo, possono essere riciclati con elevati standard qualitativi.

Metalli come l'alluminio e l'acciaio sono riciclabili quasi all'infinito. Al contrario, le materie plastiche hanno solo circa sette cicli di riciclo prima di perdere le loro proprietà. I ​​progettisti dovrebbero considerare queste differenze fin dalla fase di progettazione.

2. Progettazione per lo smontaggio e la riparazione

Oggi, i prodotti sono progettati principalmente per un facile assemblaggio: la possibilità di smontaggio è raramente presa in considerazione. Diventa sempre più urgente sviluppare progetti di prodotto che considerino l'intero ciclo di vita. Con il "Design for Disassembly" (DfD) , diventa possibile smontare e riutilizzare facilmente i componenti. Le riparazioni sono semplificate e le materie prime preziose vengono recuperate.

Viti e sistemi a innesto che offrono connessioni staccabili sono preferibili a quelli incollati o saldati. Sebbene questa decisione possa sembrare più complessa in termini di produzione, si rivela vantaggiosa nel lungo periodo.

3. Utilizzo di monomateriali

Gli articoli realizzati con monomateriali sono costituiti da un unico materiale, il che semplifica il riciclaggio. Rispetto ai materiali compositi, presentano notevoli vantaggi:

• Semplice categorizzazione negli impianti di riciclaggio
• Maggiore purezza del materiale durante il riciclaggio
• Riduzione delle perdite di materiale

Ciò è particolarmente evidente nel settore degli imballaggi: gli articoli composti da più materiali collegati tra loro sono spesso difficili o impossibili da separare.

4. La rigenerazione come obiettivo progettuale

La rigenerazione è un processo standardizzato in cui parti usate, ma ricondizionate, e componenti nuovi vengono combinati per creare un prodotto che funzioni almeno quanto un prodotto nuovo. Rigenerare materiali precedentemente usati richiede molte meno risorse e meno energia rispetto alla produzione di materiali nuovi.

I numeri parlano da soli: la rigenerazione può ridurre le emissioni e il consumo energetico di un motore sostitutivo a 4 cilindri rispettivamente fino al 62% e al 63%. Per ottenere tali risparmi è necessaria un'adeguata preparazione fin dalla fase di progettazione.

5. Strumenti digitali per la valutazione dei materiali

I progettisti sono supportati da strumenti digitali nella valutazione dei materiali in base alla loro sostenibilità e nel prendere decisioni consapevoli. Gli impatti ambientali possono essere quantificati software di gestione del ciclo di vita , valutazioni del ciclo di vita e strumenti specializzati per la sostenibilità

Durante il processo di progettazione virtuale del prodotto, i progettisti ricevono un feedback immediato sui requisiti delle risorse. L'identificazione precoce del potenziale di ottimizzazione è una condizione essenziale per una progettazione sostenibile.

I pionieri indicano la strada: ispirazione dalla pratica

Numerose aziende in tutto il mondo hanno i principi di zero rifiuti nei loro processi. Questi pionieri rappresentano una fonte significativa di ispirazione per produttori e progettisti, dimostrando che le soluzioni sostenibili non sono solo efficaci dal punto di vista ecologico, ma possono anche avere successo sul mercato.

1. I sistemi riutilizzabili nel commercio al dettaglio sono in aumento

Il commercio al dettaglio sta subendo una trasformazione radicale grazie ai sistemi di imballaggio riutilizzabili interaziendali. Dal 2021, ad esempio, è disponibile un intersettoriale per i prodotti da farmacia. Nel settore business-to-business, l'implementazione pratica è spesso più semplice rispetto al commercio al dettaglio. Le statistiche parlano chiaro: nel settore ortofrutticolo, la quota di cassette riutilizzabili è già compresa tra il 25 e il 50%. La facilità d'uso per i consumatori è fondamentale: l'83% delle persone desidera poter restituire gli imballaggi riutilizzabili ovunque, indipendentemente da dove siano stati acquistati.

2. La promessa di un'economia circolare al 100%

NORTVI, fornitore di accessori da viaggio premium, è il primo marchio di valigeria ad implementare un processo di riciclo sostenibile e innovativo per l'intera gamma di prodotti. Il marchio olandese ricicla completamente i suoi bagagli, rendendoli irreparabili. In questo modo, NORTVI adotta un approccio 100% senza sprechi e crea nuovi prodotti con componenti riciclati al 100%.

Allo stesso tempo, per tutti i prodotti viene offerta una garanzia a vita con riparazioni gratuite.

3. Moda senza sprechi: puzzle al posto della spazzatura

Anche l'industria della moda dimostra in modo impressionante cosa sia possibile. Sebbene sia spesso criticata per il consumismo e il fast fashion, il potenziale di miglioramento ecologico nel settore è enorme.

È comune che circa il 20% di tutti i materiali venga scartato subito dopo il taglio. Designer come Natascha von Hirschhausen hanno un approccio diverso: i loro modelli creativi permettono a curve e bordi di incastrarsi come pezzi di un puzzle. Il risultato? La quantità di scarti di tessuto si riduce a meno dell'1%. Questo approccio non solo consente di risparmiare materiale, ma riduce anche le emissioni di CO₂ di oltre il 60%.

4. Architettura di seconda mano

Nel settore edile stanno emergendo progetti di grande impatto che utilizzano materiali riciclati. In Svizzera, il modulo residenziale UMAR un concetto di costruzione completamente circolare. Tutti i componenti sono realizzati con materiali riutilizzabili, riciclabili o compostabili. Al posto degli adesivi, vengono utilizzati solo viti, graffette o connettori a spina.

In Nigeria stanno diventando particolarmente creativi: migliaia di bottiglie in PET riempite di sabbia vengono riutilizzate come pareti isolanti che consentono di mantenere una temperatura ambiente costante di 18 gradi anche nel clima tropicale.

5. Servizio al posto della proprietà: la fine della proprietà?

I sistemi prodotto-servizio (PSS) offrono un'alternativa sostenibile alla vendita di prodotti tradizionali. L'utilizzo è ora più importante della proprietà. Invece di vendere pneumatici, Michelin il chilometraggio, mentre Signify (ex Philips Lighting) fornisce l'illuminazione come servizio. Questo favorisce partnership a lungo termine anziché acquisti una tantum.

Il vantaggio decisivo: i produttori mantengono la proprietà dei loro prodotti e quindi ne migliorano la durata e la qualità.

6. Gli standard creano chiarezza: DIN SPEC 91436

La norma DIN SPEC 91436 offre uno standard certificabile per la gestione sostenibile dei rifiuti e delle risorse . Valuta non solo la corretta separazione dei rifiuti, ma anche il loro trasporto. A seconda del tasso di riciclo, le aziende possono ricevere una certificazione bronzo (85%), argento (90%) o oro (95%). La norma aiuta le aziende a utilizzare le risorse in modo oculato e a ridurre al minimo i rifiuti residui, proprio l'obiettivo dell'economia circolare.

Cosa succederà adesso?

I fatti sono chiari: solo il 35% dei rifiuti di plastica viene riciclato; tutto il resto finisce nel recupero energetico o nello smaltimento. Gran parte di ciò che consideriamo riciclaggio è in realtà downcycling, un sistema che rallenta la produzione di rifiuti ma non la previene.

I prodotti a zero rifiuti, che rimangono risorse preziose anche al termine del loro ciclo di vita, vengono creati attraverso la selezione di materiali durevoli, concetti di smontaggio ben progettati e l'uso di monomateriali. I pionieri stanno già dimostrando che gli sprechi di materiale possono essere ridotti dal consueto 20% a meno dell'1%, mentre le emissioni di CO₂ si riducono di oltre il 60%.

La questione non è più se adottare o meno i principi di zero sprechi. Il cambiamento è inevitabile a causa della scarsità delle risorse e delle pressioni ambientali. Produttori e progettisti sono attori chiave di questa trasformazione. Le decisioni che prenderete oggi determineranno se i prodotti diventeranno parte del problema o parte della soluzione.