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Tecnologie a supporto di una Low Carbon Society: il ruolo dell’economia circolare

Le proiezioni presentate da agenzie delle Nazioni Unite[1] negli ultimi anni sulla crescita della popolazione mondiale indicano che, entro il 2050, circa 9 miliardi di persone popoleranno la Terra. Questo significa che la domanda di consumo aumenterà cosi come la domanda di risorse naturali: servirebbero due pianeti per soddisfare i bisogni della popolazione mondiale. Per oltre due secoli il nostro sistema economico si è basato sull’idea di sfruttamento delle risorse, produzione, consumo e rifiuti adottando approcci produttivi di economia lineare – extract, manifacture, dispose -, in cui il recupero dei materiali e l’ottimizzazione continua di processi rappresentavano elementi marginali all’interno della dinamica produttiva. Il benessere sperimentato da paesi occidentali e di recente industrializzazione negli ultimi 100 anni ha subito un accrescimento rapido grazie a questo modello di uso delle risorse, che tuttavia non tiene conto del tasso di rigenerazione delle stesse, né del fatto che anche determinate risorse rinnovabili, superato un livello soglia, perdono le proprie caratteristiche di inesauribilità. Lo scorso anno, il punto di equilibrio tra domanda ed offerta di risorse cui la terra può fare fronte – Earth Overshoot day 8 agosto 2016 / 2 agosto 2017 – è stato raggiunto in otto mesi circa. Per i restanti quattro mesi l’umanità consuma le risorse in deficit.

L’economia circolare rappresenta una delle risposte più concrete che l’uomo può dare per sovvertire tale ordine, consolidando un sentiero di crescita che sia sostenibile e che possa garantire una vita dignitosa alle generazioni future e al nostro pianeta, nonché lo sviluppo di Low Carbon Societies. Rispetto alla sharing economy, che sta rivoluzionando il concetto di proprietà dei beni e servizi, al centro della circular economy ci sono prodotti industriali e manifatturieri; lo scopo alla base del modello circolare è garantire un utilizzo efficace delle risorse esistenti a ciclo continuo, immaginare e realizzare la possibilità di riutilizzare, rimettere in circuito, un prodotto già utilizzato. La nuova industria manifatturiera, caratterizzata da una produzione in piccoli lotti, con bassi o zero scarti, realizzata in impianti di non grandi dimensioni localizzati vicino al consumatore, dovrebbe comportare riduzione di inquinamento, soddisfazione del fabbisogno energetico, ridimensionamento di costi di trasporto merci e scarti da imballaggio. Al contempo, la digitalizzazione nel settore manifatturiero porta a una maggiore flessibilità della produzione, e ciò consente sia un miglioramento della velocità di produzione, sia un aumento della produttività.  L’economia circolare fa perno sulla progettazione intelligente di beni e servizi con il fine di assicurare che tutti i componenti, le modalità di erogazione e trasporto, così come gli imballaggi siano in grado di garantire, in ogni momento del loro ciclo di vita, la massima utilità e il più alto valore economico. Si tratta di un modello economico che distingue nettamente tra nutrienti tecnici (prodotti industriali) e biologici (cibo e, in generale, prodotti naturali). In particolare i principi su cui si fonda, elaborati dalla Ellen McArthur Foundation sono:

  1. Preservare e accrescere il capitale naturale: uso di risorse che siano rinnovabili; ritorno dei nutrienti al sistema naturale attraverso ad esempio la rigenerazione del suolo;
  2. Ottimizzare i rendimenti delle risorse: sia nel ciclo biologico che tecnico. Far in modo che i componenti rimangano nel sistema attraverso il riciclo, riuso, remanufacturing e refurbishing;
  3. Rendere efficace il sistema diminuendo i danni in area come la mobilità, l’educazione, la salute, l’alimentazione; gestire le esternalità negative, come l’inquinamento.

 

Ogni fase della vita di un bene, dalla sua gestazione al suo fine vita debbono procedere sinergicamente per ricavare il massimo risparmio di materiali ed energia. La realizzazione di un progetto di “vita” di un bene deve pertanto inserire a sistema le attività legate a progettazione, verifica, produzione, utilizzo, recupero o smaltimento dei residui del prodotto in modo tale da permettere il monitoraggio dei flussi di risorse in entrata ed uscita dalle fasi di produzione. La nascita di un prodotto proviene da uno studio attento delle potenzialità di successo (innovazione, utilità, valore economico, facilità di utilizzo etc.) a cui segue una fase di ingegnerizzazione del prodotto. Nell’ambito dell’economia circolare queste fasi sono volte a determinare:

  • Le risorse materiali ed energetiche necessarie secondo il profilo di utilizzo-riuso-recupero-riciclo;
  • La realizzazione modulare ed ergonomica di prodotti;
  • La facilità di riparazione/sostituzione parti e componenti;
  • La possibilità di ricondizionamento del bene per la seconda vita;
  • La fruibilità di componenti per altre applicazioni.

In questo contesto, è importante osservare come l’ottimizzazione di processi industriali non sia solamente un processo indotto dalla disponibilità sempre più estesa di strumenti tecnologici in grado di mettere a sistema e monitorare fasi produttive complesse; utilizzare meno risorse e meglio, è un imperativo categorico che si impone alla generazione presente e a quella successiva, in virtù dell’indisponibilità di risorse naturali e minerali che rappresenterà una delle sfide industriali più interessanti del XXI secolo.

Source: Green Chemical Engineering and Processing J.R. Dodson et al., 2012, 69-78 Cit. Materia Rinnovabile n°2

 

L’interesse crescente verso nuove configurazioni industriali coerenti con un approccio di economia circolare, deriva dalla necessità di fronteggiare un numero di sfide complesse, in cui flussi di input ed output crescono a ritmi sostenuti e si richiede un’abilità via via maggiore nell’ottimizzare l’uso di risorse su media e larga scala.

 

 

[1] Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat https://esa.un.org/unpd/wpp/

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