Progettazione ecocompatibile

PROGETTAZIONE –

L’ecoprogettazione dei prodotti elettronici richiede la capacità di considerare tutte le implicazioni legate alle fasi del ciclo di vita del prodotto, dalla progettazione alla produzione, dal suo utilizzo al recupero e smaltimento delle sue componenti a fine vita.

Risale agli anni ’60 la politica ambientale di IBM, che a partire dalla seconda metà di quel decennio ha identificato la tematica ambientale quale consapevolezza che ogni moderna azienda deve avere nei confronti dell’ecosistema di cui è parte. Il primo passo è stata la messa a punto di una linea politica aziendale politica ecologicamente responsabile, estendendola a tutte le realtà locali con la certificazione ISO 14001. Negli anni novanta è poi stato varato un programma che tiene conto, già in fase progettuale, del futuro riciclo e smaltimento dei beni prodotti. La progettazione di prodotti compatibili con l’ambiente è ormai un dato di fatto, anche se non costituisce ancora la linea di condotta di tutti i maggiori produttori di elettronica. I prodotti delle ultime generazioni vengono studiati nella prospettiva di minori consumi energetici e di apertura a continui aggiornamenti che ne permettano un più lungo ciclo di vita. Un ulteriore accorgimento è l’impiego, se tecnicamente ed economicamente compatibile col progetto, di materiali riciclati, considerando in cascata di riciclare a fine vita del prodotto quante più parti possibili e di poter smaltire al più basso livello di impatto ambientale le restanti.
Emblematico è il caso del circuito stampato, notoriamente la base di ogni prodotto elettronico, coi suoi problemi ambientali dovuti all’alta diversità dei suoi elementi costituenti, alcuni dei quali potenzialmente tossici se non opportunamente neutralizzati in fase di dismissione del prodotto.

Ecoprogettazione
La competenza in ecoprogettazione dei nuovi prodotti elettronici implica la capacità di considerare di tutte le implicazioni legate alle varie fasi che fanno parte del ciclo di vita del prodotto, ponendo particolare attenzione al ciclo produttivo finalizzato al riciclo. Le conoscenze acquisite confluiscono nel manuale di eco-progettazione quale strumento di supporto al management ecologico.
Secondo l’ottica dello sviluppo compatibile, anche il delinearsi del processo di produzione elettronica deve essere ridefinito, prevedendo gli aspetti di impatto ambientale già nelle sue fasi preliminari. La valutazione e l’ottimizzazione delle soluzioni orientate all’ambiente devono essere semplificate sia a livello di ideazione del disegno circuitale sia quale risultato di studio dello specialista di impatto ambientale il cui supporto al progettista e al masterista è fondamentale.
L’analisi deve essere condotta per evidenziare:
- eventuali soluzioni alternative ai prodotti potenzialmente tossici
- impatto ambientale negativo dei processi produttivi coinvolti
- impatto ambientale derivato dal ciclo di vita del prodotto
- soluzioni da adottare a fine vita del prodotto, identificando anticipatamente cosa riciclare e cosa smaltire

Per agevolare la progettazione diventa importante ordinare un database contenente le caratteristiche di compatibilità ambientale della componentistica elettronica, dei materiali di base e dei prodotti di consumo, mentre vanno poi sviluppati degli strumenti software capaci di identificare gli elementi di rilevanza ecologica già a livello di ideazione e nelle fasi preliminari del progetto del futuro prodotto. Strumenti e database dovrebbero quindi diventare parte integrante del software di progettazione.

Valutazione ecologica ed economia del processo
La condizione preliminare per una valutazione di impatto ambientale del prodotto è la definizione dei metodi di valutazione e la conoscenza dei materiali utilizzati.
Esemplificando la valutazione dovrebbe includere l’analisi chimica per individuare i materiali costituenti i componenti, i substrati, i materiali d’apporto, i materiali di consumo etc. Passando al case del prodotto c’è lo studio delle diverse tipologie di plastiche e dei metalli pesanti coinvolti e a livello generale lo studio della tossicità dei prodotti, dei materiali e dei processi condotti con un occhio alla prospettiva di esaurimento del ciclo di vita dei manufatti e del loro riciclaggio totale o parziale. L’adozione di misure integrate nell’ambito del controllo ambientale offre inoltre l’opportunità di una interessante riduzione dei costi, ottenuta ottimizzando l’impiego del materiale coinvolto nel processo produttivo nel rispetto di un’elevata efficienza energetica ottenuta valutando attentamente lo svolgersi del flusso di processo.
La sostituzione parziale o la modifica di fasi del processo che mirano a eliminare sostanze tossiche può portare a considerevoli risparmi dovuti alla semplificazione del processo stesso, individuandone i punti deboli sia economici che ecologici. Per esempio comparando schede assemblate con tecnologia tradizionale con le più recenti tecnologie SMT si può notare come l’avvento dell’ultra-fine-pitch e dei µBGA abbia introdotto una sostanziale riduzione della massa dei pcb. Il potenziale risparmio economico è proporzionale a quanto più a monte è legata l’introduzione dei fattori di controllo del rispetto ambientale, in quanto la rimozione di sostanze potenzialmente tossiche può comportare un parallelo abbattimento dei costi stessi del processo.
Esemplificativo di quanto può ripagare una corretta e illuminata gestione ambientale è l’esempio di ST Microelectronics la cui politica verde è decollata agli inizi degli anni novanta e ha ricevuto un ulteriore impulso a cavallo del secolo, facendo proprie le normative nazionali e internazionali più restrittive, puntando sul contenimento dei consumi, diminuendo con progressione annuale emissioni di potenziali inquinanti, riciclando quanto più possibile all’interno. La progettazione dei plant produttivi e dei prodotti stessi ha mirato al contenimento del consumo energetico migliorando con ciò anche i risultati economici aziendali.

Riciclo e smaltimento
Al fine di individuare in sede progettuale l’uso, il recupero e lo smaltimento di schede, componenti e moduli, va individuata a priori la tipologia dei componenti potenzialmente riciclabili. In relazione al riciclaggio si tende ad analizzare, valutare e sviluppare strategie di disassemblaggio che permettano poi il reimpiego della maggior quantità di materiale possibile. Questo sotto un’ottica puramente economica. Il sistema informativo necessario alla gestione di questa economia a circuito chiuso, consiste in un database e nel suo sistema di gestione, improntato tanto alle varie fasi della produzione di un bene elettronico quanto a chi quel bene lo smonta e ne rende quante più parti possibili disponibili al riutilizzo. Non dimenticando comunque che il riciclaggio di un prodotto dipende tra l’altro dal tempo di smontaggio, dal numero di parti di un prodotto potenzialmente riutilizzabili, dall’ammontare del loro valore economico e non ultimo dai percorsi che quelle parti devono seguire per essere riutilizzate dal mercato.

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