Verso Prodotti e Servizi più Sostenibili

9 Aprile 23

Il 6 aprile 2023 si è svolta, organizzata dal CDT-Club Dirigenti Tecnici, una interessante serata su un tema di estrema attualità: la sostenibilità come criterio fondamentale da adottare nella progettazione di prodotti e servizi.

I relatori sono stati:

Michele Verdi, laureato in Ingegneria Meccanica preso il Politecnico di Torino, già Membro del Comitato ISO/TC 213 per la normazione sulle macchine di misura a coordinate e successivamente Direttore R&S per lo sviluppo meccanico ed elettronico delle nuove macchine di misura a coordinate. In seguito Consulente di diverse Società nei campi sopra citati. Dal 2022 ritirato dalla vita lavorativa, Socio CDT e Membro del Team Tecnico-Scientifico.

Ha illustrato i vari aspetti della Progettazione Sostenibile condotta con l’approccio DRERR: Durare, Rinnovare, Economizzare, Riciclare, Riutilizzare.

Paolo Petaccia, laureato in Ingegneria Meccanica preso il Politecnico di Torino, specializzato nelle analisi numeriche cineto-dinamiche (MB), strutturali (FEM) e fluido-dinamiche (CFD).

Co-fondatore/proprietario della Allovis Engineering, Società di Ingegneria specializzata in modellazione numerica, realizzazione test e sviluppo software CAE specidicatamente in ambito Automotive e Ferroviario. Socio sostenitore del CDT, consigliere del Direttivo e Membro del Team Tecnico-Scientifico

Ha illustrato come viene condotta nell’ambito di una Progettazione Sostenibile la Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) di un prodotto/servizio destinato a durare nel tempo.

Il Presidente CDT Antonio Errichiello e il Vice Presidente CDT Marco Mattioli

hanno fatto una breve introduzione al tema dell’incontro e presentato i due relatori:

Michele Verdi e Paolo Petaccia

al folto e interessato pubblico presente in sala

sottolineando l’attualità e l’importanza del tema trattato.

In particolare Marco Mattioli ha evidenziato come la Sostenibilità abbia attualmente assunto le caratteristiche sia dell’inevitabilità (a cui non si può sfuggire) sia dell’ineluttabilità (contro cui non si può lottare) e sia quindi diventato necessario gestirla nel miglior modo possibile.

Le presentazioni sono state precedute da un breve video del Socio e Consigliere CDT Nicolò Amadesi che ha illustrato la necessità ormai inderogabile di una “Economia Circolare” ad emissioni zero, coerentemente con il pacchetto Green Deal della UE che prevede di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050.

Nella prima presentazione condotta da Michele Verdi sono stati delineati gli aspetti motivazionali che inducono ad una progettazione sostenibile coerente con gli indirizzi strategici dell’UE e sono stati illustrati gli aspetti specifici dell’approccio DRERR, ossia progettare per: Durare, Rinnovare, Economizzare, Riciclare, Riutilizzare.

Sono stati messi in evidenza i vantaggi per le aziende di focalizzarsi sulle tematiche ambientali nella propria “Catena del Valore” (Porter) sintetizzabili in :

Riduzione dei costi energetici, di mantenimento e di smaltimento
Attrarre finanziamenti sia in ambito pubblico che privato
Sottoporre il portafoglio prodotti (ossia l’insieme dei beni/servizi che un’azienda ha in vendita) ad una revisione profonda per adeguarlo alle nuove richieste di sostenibilià e rimanere competitivi

Ma cosa si intende esattamente per “Sostenibilità”?

La risposta non è banale: è un modello di sviluppo che consente di sostenere i bisogni delle attuali generazioni senza compromettere quelli delle generazioni future e supporta l’Economia Circolare nel realizzare – ossia progettare, industrializzare e produrre – prodotti sostenibili vale a dire riutilizzabili, durevoli e riparabili, contrastandone così l’obsolescenza (“programmata” o meno che sia).

Interessante notare che la UE definirà un indice di riparabilità dei prodotti, soprattutto di quelli elettronici a rapida obsolescenza e bassa riparabilità.

Per inciso, una nota azienda finlandese, giocando d’anticipo, ha commercializzato di recente uno smartphone definito “ad alta longevità e riparabilità”con molti componenti riciclati. Sarà interessante vedere se farà da apripista…

Scendendo in qualche dettaglio tecnico:

il riutilizzo implica la possibilità di riusare un prodotto anche per scopi differenti da quelli di progetto
il riciclo implica la trasformazione di un prodotto in un altro simile dopo il suo smaltimento
il recupero ne implica la trasformazione in un altro del tutto diverso dopo lo smaltimento

In ambito normativo esiste già da diversi anni la ISO/TR 14062 che contiene i requisiti da rispettare per integrare gli aspetti ambientali nella progettazione e sviluppo di un prodotto anche perché è ovvio che, essendo meglio prevenire che curare, occorre evitare il lancio di prodotti con impatto ambientale elevato.

La sostenibilità in azienda passa anche attraverso una strategia coerente con la sostenibilità in senso ampio:

assumere o formare figure professionali idonee a supportare i cambiamenti necessari in azienda
identificare il contesto operativo in cui fissare gli obiettivi su prodotti/servizi sostenibili

Specificatamente in ambito progettuale deve essere adottato un metodo di Project Management basato sulla formulazione degli obiettivi di progetto, sull’analisi dei rischi di non conseguirli in tutto o in parte e sulla ingegnerizzazione simultanea per evitare scollamenti fra le diverse caratteristiche dei prodotti in relazione agli obiettivi di sostenibilità che devono essere prefissati in base alla logica SMART: Specifici, Misurabili, Attuabili, Realistici, Tempificabili

Nell’approccio DRERR prima citato, per assicurare la Durabilità dei prodotti è fondamentale l’utilizzo della tecnica FMEA – Failure Mode & Effect Analysis (peraltro già obbligatoria da decenni nel settore Automotive) che estende l’analisi del rischio di malfunzionamenti all’intera vita utile di un prodotto migliorandone sia l’affidabilità, ossia l’inverso del tasso di guasto, che la manutenibilità, soprattutto quella predittiva in quanto permette di ridurre l’impatto ambientale riducendola agli interventi strettamente necessari e di prolungare la vita utile del prodotto in funzione del fatto che viene fatta prima che si verifichino guasti eventualmente non riparabili.

Inoltre, nella variante applicabile ai processi produttivi la FMEA riduce sostanzialmente la produzione di prodotti difettosi con un impatto positivo sia sulla qualità che sulla produttività.

Altri elementi critici per la sostenibilità di prodotti e macchinari sono:

la riparabilità, che deve essere facile e conveniente (elemento quest’ultimo contrastante con la tendenza ad equiparare il costo di una riparazione al valore di un prodotto)
la rigenerabilità ossia la possibilità di ripristinare facilmente la piena funzionalità di un prodotto mediante l’utilizzo di appositi kit di rigenerazione per la sostituzione dei gruppi e sottogruppi maggiormente soggetti a usura o guasti
retrofit/upgrade di macchinari da effettuare con appositi kit di retrofit/upgrade per sostituire unità di governo obsolete con nuove unità compatibili con i cablaggi e la componentistica del macchinario

Come esempio di Rinnovabilità è stata portata la Citroën Ami, una minicar elettrica che presenta importanti innovazioni da molti punti di vista: funzionali, estetici e di usabilità.

Per Economizzare è importante anche la riduzione della massa di un prodotto e del numero dei suoi componenti prevedendo anche, quando applicabile, la modalità ECO.

La riciclabilità è essenziale in quanto riduce drasticamente l’impatto ambientale e comporta scelte e soluzioni tecniche specifiche ad esempio sui materiali utilizzati per la loro identificazione e separazione come anche sulla smontabilità del prodotto.

Infine il Riutilizzo può avvenire attraverso il declassamento, il reindirizzamento e la sostituzione.

In sintesi, tutti gli elementi passati in rassegna, dalla Durabilità alla Modularità hanno, come si può vedere dalla tabella sottostante un impatto sostanzialmente positivo sui classici parametri Costi, Prestazioni, Qualità e fortemente positivo sull’Impatto Ambientale aggiungendo alle caratteristiche di inevitabilità e ineluttabilità dello sviluppo sostenibile citate all’inizio anche quella di un non trascurabile miglioramento dei parametri sopra citati.

Nella seconda presentazione, curata da Paolo Petaccia, si è approfondito tecnicamente il tema della Valutazione del Ciclo di Vita (LCA – Life Cycle Assessment) di un prodotto, ossia delle modalità e delle tecniche utilizzate per analizzare il potenziale impatto ambientale di un prodotto lungo il suo intero Ciclo di Vita, dall’acquisizione delle materie prime attraverso la fabbricazione, il trasporto e l’utilizzo, fino al riciclaggio e allo smaltimento finale.

Gli impatti socio-economici sono in genere fuori dal campo di applicazione dell’LCA, ma possono essere valutati con altri strumenti e integrati nelle valutazioni in questione.

L’LCA è una tecnica iterativa e intrinsecamente complessa, deve pertanto essere condotta con modalità trasparenti e multidisciplinari.

È opportuno chiarire – vedi immagine sottostante – che i risultati di una LCA devono essere interpretati non come “fini a se stessi”, ma in relazione all’obiettivo per cui è stata condotta ricavando conclusioni e raccomandazioni sulle modalità con cui realizzare un prodotto.

Le fasi di una LCA si suddividono tipicamente in:

Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione

Comprende le funzioni del prodotto e i suoi “confini” fisico-funzionali

Prendendo ad esempio i sistemi di asciugatura utilizzati nelle stazioni di servizio, l’obiettivo potrebbe essere di determinare in modo esaustivo gli impatti ambientali di un certo numero di loro tipologie durante il ciclo di vita consentendone il confronto e fornendo una valutazione dell’influenza su tali impatti delle loro caratteristiche-chiave.

Analisi dell’inventario del ciclo di vita (LCI)

Comprende la raccolta dei dati e i procedimenti di calcolo per quantificare gli Input/Output del prodotto

Valutazione dell’impatto del ciclo di vita (LCIA)

Viene effettuata allo scopo di valutare la portata dei potenziali impatti ambientali utilizzando i risultati della precedente fase LCI.

A titolo di esempio si riporta di seguito il risultato di una LCIA fatta sui sistemi asciugatura dell’esempio prima citato nel quale l’altezza delle barre indica l’impatto ambientale complessivo e i vari colori l’influenza delle 5 categorie in cui si sono suddivisi i fattori di influenza riportati in basso nella slide

L’importanza di una suddivisione consiste anche nell’evidenziare su quali fattori agire in sede di progettazione di un nuovo “sistema di prodotto” per aumentare l’efficienza delle modifiche ipotizzate ed evitare di fare scelte tecniche costose, ma che agiscono su fattori di scarso rilievo sull’impatto ambientale.

Interpretazione dei risultati e Riesame Critico del Progetto (Critical Design Review – CDR)

Il CDR ha lo scopo di verificare se lo studio LCA soddisfa i requisiti in ingresso per ciò che concerne la metodologia adottata, i dati utilizzati, l’interpretazione e la comunicazione dei risultati e se sia coerente con le finalità dello studio.

In un CDR possono essere coinvolte le parti interessate – Stakeholders – all’impatto ambientale dell’oggetto dello studio LCA per rafforzarne la credibilità e l’utilizzo operativo dei risultati

A conclusione dell’intervento, di particolare interesse tecnico, è stato rievocato il progetto della LANCIA J fatto nel 2006 (!) dal designer Enrico Fumia con soluzioni estetico-funzionali che per molti aspetti prefigurano la modularità dei componenti, ad esempio il fronte-retro, importante elemento di un progetto sostenibile.

Al termine delle presentazioni si sono avuti degli scambi di idee fra i presenti e i relatori sugli argomenti trattati, specificatamente sul passaggio dalla logica dell’usa-e-getta a quella della durabilità nel tempo dove il Relatore Verdi ha pienamente concordato sull’osservazione del Presidente Errichiello che il Business dell’After Market tenderà ad aumentare rispetto a quella degli Original Equipment a vantaggio delle aziende che sapranno cogliere questa opportunità.