{"id":23203,"date":"2024-05-17T07:42:26","date_gmt":"2024-05-17T05:42:26","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2024\/05\/17\/design-for-disassembly-levoluzione-sostenibile-nello-sviluppo-dei-prodotti\/"},"modified":"2024-05-17T07:42:26","modified_gmt":"2024-05-17T05:42:26","slug":"design-for-disassembly-levoluzione-sostenibile-nello-sviluppo-dei-prodotti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2024\/05\/17\/design-for-disassembly-levoluzione-sostenibile-nello-sviluppo-dei-prodotti\/","title":{"rendered":"Design for Disassembly: L\u2019evoluzione sostenibile nello sviluppo dei prodotti"},"content":{"rendered":"
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\"Elettrodomestici<\/div>\n
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\"Elettrodomestici<\/p>\n

Oggi, la domanda globale di ridurre i consumi di energia e di materie prime nel processo di produzione \u00e8 diventata una questione molto rilevante, aumentando notevolmente la necessit\u00e0 di prodotti pi\u00f9 efficienti. Di conseguenza, le richieste di mercato per consentire il riciclo economico dei prodotti e ridurre l\u2019impatto ambientale alla fine della loro vita utile (End of Life) sono aumentate. Queste richieste possono essere soddisfatte aumentando il valore dei prodotti al termine della loro vita utile, consentendo la separazione non distruttiva dei loro componenti e materiali in modo che possano essere utilizzati nelle generazioni successive di prodotti o riciclate opportunamente.<\/strong><\/p>\n

di Marco Rossoni <\/em><\/p>\n

Le aziende che progettano e producono una vasta gamma di beni di consumo sono sempre pi\u00f9 soggette a pressioni legislative che richiedono loro di considerare le implicazioni legate alla \u201cFine Vita\u201d<\/em> dei loro prodotti. Ad esempio, la Direttiva ELV (End of Life Vehicle) in Europa stabilisce che il livello attuale di riutilizzo e riciclaggio del 75% (in peso) debba essere aumentato all\u201985%. La Direttiva WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) \u00e8 mira invece eradicazione della discarica come mezzo di smaltimento di materiali pericolosi come l\u2019arsenico nei LED. Inoltre, ai produttori \u00e8 richiesto di integrare strategie di smontaggio <\/strong>nella progettazione dei loro prodotti. <\/p>\n

In passato, la progettazione di prodotti come le automobili raramente includeva la considerazione di cosa sarebbe successo quando venivano rottamati, sebbene alcune aziende, come BMW, siano state proattive in questo senso [1]. Queste direttive e pressioni normative pongono l\u2019accento sull\u2019importanza di considerare l\u2019impatto ambientale<\/strong> dei prodotti a fine vita e incentivano i produttori a integrare il concetto di \u201cDesign for Disassembly\u201d<\/strong> nella creazione dei loro beni. L\u2019obiettivo di tali direttive \u00e8 quello di promuovere un\u2019economia circolare, in cui i prodotti vengono progettati per essere pi\u00f9 sostenibili, riducendo la quantit\u00e0 di rifiuti destinati alla discarica e massimizzando il recupero e il riutilizzo di materiali.<\/p>\n

Cos\u2019\u00e8 il Design for Disassembly?<\/h2>\n

In un mondo sempre pi\u00f9 consapevole dell\u2019impatto ambientale, il concetto di \u201cDesign for Disassembly\u201d \u2013 progettazione per lo smontaggio \u2013 \u00e8 emerso proprio come un approccio cruciale nello sviluppo sostenibile dei prodotti. Il \u201cDesign for Disassembly\u201d \u00e8 un approccio progettuale che mira a creare prodotti con l\u2019intenzione di minimizzarne la perdita di valore a fine vita tramite la semplificazione del processo di smontaggio<\/em>. Facilitare il modo in cui i prodotti possano essere smontati migliora e semplifica le procedure di riutilizzo e riciclo riducendo, di conseguenza, il loro impatto ambientale e promuovendo l\u2019economia circolare. In generale, il Design for Disassembly si propone di:<\/p>\n

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  1. Semplificare il processo di de-manufacturing<\/strong>.<\/li>\n
  2. Ridurre il tempo<\/strong> e i costi <\/strong>necessari per lo smontaggio.<\/li>\n
  3. Consentire il recupero <\/strong>di componenti e materiali.<\/li>\n<\/ol>\n

    I principi chiave<\/strong><\/h3>\n

    Il Design for Disassembly coinvolge l\u2019integrazione di principi specifici durante la fase di progettazione per garantire che un prodotto possa essere facilmente smontato e che i suoi componenti possano essere riutilizzati, riproposti o riciclati.<\/p>\n

    I principi chiave includono la modularit\u00e0, la standardizzazione, la selezione dei materiali<\/a>, le tecniche di fissaggio e l\u2019etichettatura. <\/p>\n

    La modularit\u00e0<\/em> <\/strong>si riferisce alla pratica progettuale in cui un prodotto \u00e8 composto da moduli distinti o componenti intercambiabili che possano essere facilmente assemblati o smontati. Questi moduli sono tipicamente unit\u00e0 autocontenute che possono essere sostituite, migliorate o riparate in modo indipendente senza influenzare la funzionalit\u00e0 dell\u2019intero prodotto. Il principio progettuale della modularit\u00e0 semplifica i processi di produzione, manutenzione <\/a>e fine vita consentendo di trattare singolarmente parti specifiche. La standardizzazione<\/em> <\/strong>prevede l\u2019utilizzo di dimensioni, forme e interfacce coerenti, consentendo parti intercambiabili tra vari prodotti o modelli. La selezione dei materiali<\/strong><\/em> si concentra sulla scelta di materiali che facilitano lo smontaggio, favorendo materiali riciclabili o biodegradabili. L\u2019utilizzo di adeguate tecniche di fissaggio<\/strong><\/em> come viti invece di adesivi o saldature consente uno smontaggio pi\u00f9 semplice. Inoltre, un\u2019etichettatura<\/em> <\/strong>chiara dei componenti con istruzioni di montaggio e smontaggio aiuta a facilitare il processo, riducendo gli errori e aumentando l\u2019efficienza.<\/p>\n

    Le tecniche del Design for Disassembly<\/h2>\n

    In generale si dividono le tecniche di Design for Disassembly in due categorie: la progettazione con smontaggio integrato<\/strong><\/em> o incorporato e il disassemblaggio attivo<\/strong>. <\/em>La prima consiste in un meccanismo di smontaggio progettato per essere implementato direttamente nel prodotto. Questo meccanismo pu\u00f2 essere attivato per avviare il processo di smontaggio utilizzando uno stimolo termico, elettrico, meccanico o elettromagnetico. Il cosiddetto smontaggio attivo, <\/em>invece, consente la separazione degli assemblaggi utilizzando materiali o strutture intelligenti presenti nel prodotto che possono essere attivati mediante uno o pi\u00f9 stimoli esterni.<\/p>\n

    Nonostante la grande riduzione del tempo di smontaggio offerta dalla progettazione con smontaggio incorporato, essa presenta diversi svantaggi. In primo luogo, durante l\u2019implementazione, la natura specifica della disconnessione per feature del prodotto richiede una considerevole quantit\u00e0 di conoscenza e tempo da parte del progettista. In secondo luogo, la riduzione del tempo di smontaggio \u00e8 limitata a causa dei vincoli fisici che riducono il numero di connessioni che possono essere scollegate contemporaneamente con un\u2019unica azione di smontaggio. Terzo, le soluzioni sviluppate per un prodotto sono specifiche per lo stesso, pertanto non possono essere utilizzate in altre applicazioni senza considerevoli sforzi di riprogettazione. <\/p>\n

    Inoltre, sono richiesti notevoli sforzi da parte dei progettisti per implementare il meccanismo di smontaggio nella struttura del prodotto stesso. Di conseguenza, non \u00e8 possibile garantire un aumento drastico dell\u2019efficienza dello smontaggio a meno che il contatto fisico non venga eliminato dal processo di smontaggio. Inoltre, non \u00e8 possibile ignorare i costi aggiuntivi durante la produzione, che mettono in discussione la sostenibilit\u00e0 economica di questa tecnica. Tutti questi motivi hanno reso essenziale il passaggio a un tipo di disassemblaggio pi\u00f9 generico: il disassemblaggio attivo.<\/p>\n

    Disassemblaggio Attivo<\/strong><\/h3>\n

    Il Disassemblaggio Attivo<\/em> \u00e8 campo emergente nella ricerca dello smontaggio dei prodotti che consente lo smontaggio economico, non distruttivo e di massa dei prodotti [2]. Esso permette lo smontaggio automatico dei prodotti utilizzando giunti attivi e dispositivi di fissaggio sfruttando stimoli o trigger esterni come temperatura, forza magnetica o pressione. Questo \u00e8 possibile grazie all\u2019utilizzo dell\u2019effetto memoria di forma<\/strong> di materiali intelligenti. Questo effetto pu\u00f2 essere indotto nel materiale deformando il materiale nella sua fase martensitica, causando una deformazione permanente durante lo scarico. Oppure, pu\u00f2 essere attivato riscaldando il materiale alla sua fase austenitica, causando il ripristino della forma iniziale del materiale. Questi materiali \u201cintelligenti\u201d sono conosciuti come leghe a memoria di forma (SMA)<\/strong> o polimeri a memoria di forma (SMP)<\/strong>. <\/p>\n

    Un elemento SMA deformato pu\u00f2 generare una grande tensione di recupero (anche 400\u2013480 MPa) con una deformazione al ripristino della sua forma originale anche del 6-7% in base alla composizione chimica e alle principali caratteristiche microstrutturali della lega. Ad esempio, un cilindro di Nitinol con diametro di 15 mm e lunghezza di 29 mm pu\u00f2 produrre una forza di 100 kN se compresso di 1 mm. Di conseguenza, gli SMA possono essere utilizzati per produrre dispositivi di smontaggio attivi che generano forze attuanti. Questi dispositivi attivi possono assumere la forma di tubi, perni a coda di rondine, perni a staffa, molle a spirale, nastri e rivetti. <\/p>\n

    L\u2019alternativa polimerica, gli SMP, generano una forza di recupero molto bassa con una grande deformazione. Pertanto, gli possono essere utilizzati per produrre dispositivi di smontaggio attivi come rivetti, snap-fit, rondelle, viti e zip-snap fit. Il dispositivo di smontaggio attivo viene implementato nei prodotti durante le fasi di progettazione e assemblaggio.<\/p>\n

    Durante la fase di progettazione dei prodotti, un idoneo dispositivo di smontaggio attivo deve essere selezionato attentamente in base alle condizioni ambientali circostanti. L\u2019attivazione accidentale del meccanismo di disassemblaggio durante il funzionamento normale deve essere infatti evitata per prevenire una diminuzione dell\u2019affidabilit\u00e0 del prodotto. Nel caso dell\u2019utilizzo di un singolo campo di attivazione, l\u2019attivazione dovrebbe avvenire utilizzando una temperatura superiore alla temperatura normale o una pressione avente un valore di attivazione superiore a quello normale del 100%. Tuttavia, nel caso dell\u2019uso combinato di questi due campi di attivazione, il processo di smontaggio non verr\u00e0 attivato se solo uno dei campi fisici raggiunge il suo valore di attivazione ma solo se entrambi raggiungono contemporaneamente i loro valori di attivazione.<\/p>\n

    Nonostante si possa pensare che l\u2019introduzione di meccanismi di disassemblaggio attivo mettano in crisi la sostenibilit\u00e0 economica delle soluzioni progettate, \u00e8 stato dimostrato che esso pu\u00f2 diminuire anche 30%<\/strong> i costi rispetto allo smontaggio manuale. Casi di studio sono stati sviluppati nell\u2019ambito dei terminali di pagamento (POS) [3] e nei televisori a schermo piatto come LCD e pannelli a plasma [4]. Ovviamente, i benefici economici ed ambientali derivanti dall\u2019utilizzo di tecniche di disassemblaggio attivo dipendono fortemente dal prodotto, dai materiali utilizzati, dalla sua struttura del prodotto e dalla durata stimata della sua vita.<\/p>\n

    Prospettive future<\/h2>\n

    Il Design for Disassembly rappresenta un cambiamento fondamentale nel modo in cui i prodotti vengono concepiti, prodotti e trattati al termine del loro ciclo di vita. Abbracciare questo approccio non solo contribuisce alla conservazione dell\u2019ambiente, ma ha anche il potenziale per ridisegnare le industrie, favorire l\u2019innovazione e creare nuove opportunit\u00e0 economiche. Mentre il mondo avanza verso un futuro pi\u00f9 sostenibile, il Design for Disassembly si configura come una strategia fondamentale nel promuovere i principi dell\u2019economia circolare, mitigare l\u2019esaurimento delle risorse e ridurre il degrado ambientale. La sua implementazione dipende da sforzi collaborativi, pensiero innovativo nel design e un impegno collettivo per la creazione di prodotti che si allineino ai principi della sostenibilit\u00e0 e del consumo responsabile.<\/p>\n

    Le possibili sfide<\/h3>\n

    Nonostante i numerosi vantaggi, l\u2019implementazione del design for disassembly si confronta con diverse sfide. Un ostacolo principale \u00e8 la resistenza al cambiamento all\u2019interno delle pratiche di progettazione tradizionali, dove l\u2019accento \u00e8 stato posto sulla funzionalit\u00e0 e sull\u2019estetica piuttosto che sullo smontaggio e sulle considerazioni a fine ciclo di vita. La complessit\u00e0 sta nel bilanciare vari aspetti del design, come l\u2019integrit\u00e0 strutturale, le prestazioni e i requisiti di smontaggio, senza compromettere la qualit\u00e0 o l\u2019usabilit\u00e0 del prodotto. Inoltre, possono sorgere sfide logistiche nell\u2019istituire sistemi efficienti di logistica inversa per la raccolta, lo smontaggio e il trattamento dei prodotti a fine ciclo di vita, richiedendo la collaborazione tra gli attori lungo la catena di approvvigionamento.<\/p>\n

    L\u2019istruzione e la consapevolezza giocano un ruolo cruciale nel superare queste sfide. Educare progettisti, produttori, consumatori e decisori politici sui benefici e sulle tecniche del design for disassembly pu\u00f2 stimolare un\u2019adozione diffusa e facilitare il necessario cambiamento di mentalit\u00e0 verso pratiche di progettazione sostenibile.<\/p>\n

    Fonti:<\/strong>
    [1]     https:\/\/www.bmw.com\/en\/magazine\/sustainability\/circular-lab\/recycle\/design-for-recycling.html<\/a>
    [2] H. Abuzied, H. Senbel, Mohamed Awad. Ayman Abbas, A review of advances in design for disassembly with active disassembly applications, Engineering Science and Technology, 23(3), 2020.
    [3] J.R. Peeters, P. Vanegas, W. Dewulf, J.R. Duflou, Economic and environmental evaluation of fasteners for active disassembly: a case study for payment terminals, Procedia CIRP., 29, 2015.
    [4] W.D. Jef, R. Peeters, Paul Vanegas, Joost R. Duflou, Active disassembly for the end-of-life treatment of flat screen televisions: challenges and opportunities, Springer, 2012.<\/p>\n<\/div>\n

    L’articolo Design for Disassembly: L\u2019evoluzione sostenibile nello sviluppo dei prodotti<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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    Autore: Roberta Falco<\/p>\n

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