DESING FOR ENVIRONMENT. Dr. Antonio Chamorro Mera. Universidad de Extremadura.

Transcripción

1 DESING FOR ENVIRONMENT Dr. Antonio Chamorro Mera. Universidad de Extremadura.

2 DESING FOR ENVIRONME NT I. El punto de partida: definición de producto ecológico. II. Qué es el Desing for Environment (DFE)? III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. A. El proceso en términos generales. B. La generación de ideas para la mejora medioambiental. C. Técnicas para el análisis de la viabilidad medioambiental C.1. El Análisis del Ciclo de Vida (ACV). C.2. La Ecobrújula. IV. El equipo de trabajo para el diseño de un producto ecológico. V. La aplicación del DFE. A. Diseño para la prevención de la contaminación. B. Diseño para la recuperación de residuos. C. Rediseño del concepto de producto. VI. Conclusiones. VII. Caso final.

3 I. El punto de partida: definición de producto ecológico. Producto Ecológico: Aquel que cumpliendo las mismas funciones que los productos equivalentes genera un daño al medio ambiente inferior en el conjunto de todo su ciclo de vida (desde la extracción de sus materias primas hasta su eliminación como residuo)

4 I. El punto de partida: definición de producto ecológico. Limitaciones tecnológicas para medir los impactos ecológicos. Es un concepto relativo. Qué es más ecológico: hundir una plataforma petrolífera o trasladarla a un puerto para desmontarla cuidadosamente y reciclar algunas partes? Es un concepto subjetivo. Es un concepto dinámico.

5 II. Qué es el Desing for Environment (DFE)? Diseño para el Ensamblaje (DFA) Diseño para la excelencia Diseño para la Fabricación (DFM) Diseño para el Servicio (DFS) Diseño para la Logística (DFL) Diseño para el Medio Ambiente Una filosofía y un procedimiento por la cual las consideraciones medioambientales son integradas en el proceso de diseño del producto y de los procesos productivos Costes Tiempo Funcionalidad Estilo Calidad + Daños al = Medio ambiente

6 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. Generación de ideas Valoración de ideas (cribado) Desarrollo y test de concepto Análisis económico Desarrollo y test del producto Fabricación y lanzamiento

7 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. 1.- Partir de objetivos utópicos: la imaginación es más importante que el conocimiento toda idea es buena inicialmente. 2.- Pensar en términos de sistema. 3.- Pensar en la forma de desmaterializar el producto. pregúntate cómo satisfacer la necesidad sin necesidad de bienes materiales 4.- Evitar lo innecesario: el poder de lo simple. 5.- Pensar en la utilidad de los residuos: observemos la naturaleza 6.- Recordar el pasado. observa los productos que se utilizaban en el pasado

8 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. Valoración de la idea Lanzamiento Sí Viabilidad medioambiental No No Valoración de las reacciones de la competencia Sí Viabilidad tecnológica No Descartar No Sí Viabilidad financiera Sí Viabilidad funcional No No Sí Viabilidad técnica Sí No Viabilidad comercial Sí Análisis económico

9 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA (ACV) Un proceso objetivo para evaluar el impacto medioambiental asociado a un producto, proceso o actividad, basado en identificar y cuantificar la energía y materiales usados y los residuos liberados al exterior de un sistema, valorar los impactos al medio de los usos y residuos y evaluar las posibles acciones de mejora para el medio ambiente. El estudio incluye el ciclo completo del producto, proceso y actividad, teniendo en cuenta las etapas de extracción y procesado de las materias primas, la producción, transporte y distribución del producto, su uso, reutilización y mantenimiento, el reciclado y la disposición final del residuo. Fuente: SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) 1.- Definición de objetivos y alcance del estudio 2.- Inventario de las cargas medioambientales 3.- Análisis de los impactos medioambientales 4.- Interpretación de los resultados

10 1ª ETAPA: Definición de objetivos y alcance del estudio Cuál es la unidad de análisis del estudio Cuál es el ámbito temporal analizado, Cuáles van a ser las cargas medioambientales a medir, Qué elementos o partes del producto se van a considerar.

11 2ª ETAPA: Inventario de las cargas medioambientales Medición de todas las cargas medioambientales que se generan en cada una de las etapas del ciclo de vida (kilos de CO 2 emitidos, litros de agua consumidos, energía eléctrica utilizada, emisión de metano, kilos de residuos de cartón generados, etc.).

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14 3ª ETAPA: Evaluación de los impactos Se transforman las múltiples cargas inventariadas en la fase anterior en un número reducido de problemas o categorías de impacto medioambiental (destrucción de la capa de ozono, calentamiento global, consumo de materias primas no renovables, producción de residuos sólidos, etc.). Por ejemplo, las emisiones de CO2, de metano y de óxido de dinitrógeno inventariadas en la fase anterior se agruparán para medir el impacto sobre el calentamiento global.

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20 4ª ETAPA: Interpretación de los resultados Una vez conocido el impacto sobre los distintos problemas medioambientales es posible establecer comparaciones entre distintos producto y, sobre todo, encontrar posibles vías de mejora de la calidad medioambiental..

21 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. ECOBRÚJULA La ecobrújula (Eco-Compass) es una herramienta desarrollada por Claude Fussler en Dow Europe con la finalidad de identificar y evaluar proyectos de mejora sostenible. A través de ella se puede comparar un producto o actividad con otro producto o actividad ya existente que se utiliza como referencia. 1ª Paso: Se construye un hexágono en el que cada una de las puntas (dimensión) representa una de las 6 siguientes categorías de impactos medioambientales. Extensión del servicio Conservación de recursos Revalorización Riesgos para la salud y el medio ambiente Intensidad energética Intensidad material

22 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. 2ª Paso: Cada dimensión es valorada mediante una escala de 0 a 5. Al producto/actividad utilizado de referencia se le atribuye una puntuación de 2 para cada dimensiones Extensión del servicio Conservación de recursos Revalorización Riesgos para la salud y el medio ambiente Intensidad energética Intensidad material

23 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. 3º Paso: Al producto/actividad analizado se le otorga una puntuación que depende del porcentaje de incremento o reducción del cumplimiento medioambiental con respecto a dicha referencia. Un valor inferior a 2 supone un comportamiento peor; y un valor superior, un mejor comportamiento. En concreto: Puntuación = 5. Indica una mejora de al menos un factor 4 (redución de los impactos negativos en más de un 75% o mejora de los aspectos positivos en más de un 300%). Puntuación = 4. Indica una mejora de al menos un factor 2 (redución de los impactos negativos en más de un 50% o mejora de los aspectos positivos en más de un 100%). Puntuación = 3. Indica una mejora incierta o que una redución de los impactos negativos en menos de un 50% o mejora de los aspectos positivos en menos de un 100%. Puntuación = 2. Indica que no hay mejora con respecto a la referencia. Puntuación = 1. Indica que existe un empeoramiento o deterioro no definido. Puntuación = 0. Indica un aumento de los impactos negativos en más de un 100% o una reducción de los aspectos positivos en más de un 50%.

24 III. Proceso de Diseño, Desarrollo y Lanzamiento de un producto ecológico. Extensión del servicio Conservación de recursos 4 5 Revalorización Riesgos para la salud y el medio ambiente Intensidad energética Intensidad material

25 IV. El equipo de trabajo para el diseño de un producto ecológico. Agentes implicados Equipo multidisciplinar Diseñadores, medio ambiente, ingenieros, marketing, producción, compras, calidad, etc. Objetivo: Combinar correctamente distintas perspectivas, expertos y modos de pensar para que estimulen la creatividad Colaboración externa Proveedores, clientes, distribuidores, Recomendaciones: institutos científicos y tecnológicos, ecologistas Compromiso alta dirección Objetivo: Aportar tanto una Formación visión más medioambiental amplia, como de unos todos conocimientos los participantes y experiencias que, tal vez, no están disponibles dentro de la empresa

26 Diseño para el medio ambiente V. La aplicación del DFE. Objetivo 1: Diseño para la prevención de la Contaminación Objetivo 2: Diseño para la recuperación 1.- Estrategias relativas al proceso de producción 2.- Estrategias relativas al producto A/ Reducción de la intensidad de materiales Menor cantidad de materiales. Eliminar sobreenvasado. Unidades de producto de mayor tamaño. B/ Modificación materiales usados C/ Extensión de la vida útil (durabilidad) D/ Minimización de la contaminación en el uso

27 V. La aplicación del DFE. Reutilización. Reciclaje de materiales Tratamiento Recogida Clasificación Reciclaje interno Reparación del productos Incineración. Compra Compra materiales materiales. Producción Producción.. Uso Uso Consumo Consumo.. Eliminación Eliminación Vertido Compostaje Bolsa de residuos Reutilización (para otro fin)

28 Diseño para el medio ambiente V. La aplicación del DFE. Objetivo 1: Diseño para la prevención de la Contaminación Objetivo 2: Diseño para la recuperación 1.- Estrategia para la reutilización del producto Productos/envases reutilizables Diseño para el desensamblaje Refabricación/reacondicionamiento/reparación Reutilización en una aplicación alternativa 2.- Estrategias para el reciclaje de materiales Mezcla materiales separables Diseño para el desensamblaje Diseño para el sistema de reciclaje Codificación de materiales Especificación del uso de materiales reciclados

29 Diseño para el medio ambiente V. La aplicación del DFE. Rediseño del producto Rediseño del concepto de producto Se puede satisfacer la misma necesidad de otra forma que genere menor impacto medioambiental? 1.- Diseñando de un producto físico con una forma tecnológica más ecológica 2.- Diseñando servicios (desmaterialización) Sustitución de la venta del producto por el alquiler, leasing o compartición del producto entre clientes Sustitución de la venta del producto por la realización de una actividad que garantice el resultado buscado por el cliente

30 VI. Conclusiones. 1.- Un producto ecológico sólo tendrá éxito si satisface correctamente las necesidades por las que el consumidor lo adquiere. 2.- Para diseñar ecológicamente un producto es fundamental la creatividad. 3.- Un producto nunca será ecológico si el conjunto de la empresa no lo es.

31 VI. Conclusiones. Cuestiones a investigar para un doctorando Es un tópico de investigación multidisciplinar. Se puede enfocar desde la perspectiva de la ingeniería y el diseño técnico, desde la perspectiva de la dirección de operaciones (producción) y desde la perspectiva del marketing. A nivel internacional, los estudios empírico son muy recientes y escasos. Por tanto, puede considerarse un buen tema de investigación. Trasladar al campo medioambiental, los estudios tradicionales sobre diseño, desarrollo y lanzamiento de nuevos productos : - Indicadores del éxito de lanzamientos de productos ecológicos. - Factores determinantes del éxito de estos productos (organizativos, estratégicos,...) - Colaboraciones y alianzas con grupos externos a la empresa (institutos científicos, grupos ecologistas, administraciones, )

32 CASO FINAL: AVANCES EN EL DISEÑO ECOLÓGICO DE MEDIOS DE TRANSPORTES. El sector de la automoción tiene una clara responsabilidad en la lucha contra el cambio climático puesto que el transporte por carretera es una de las principales fuentes de emisión de CO2. En concreto, la Comisión Europea estima que es el responsable de más de una quinta parte de todas las emisiones de CO2 de la Unión Europea. Conscientes de este hecho, los fabricantes de vehículos llevan años investigando innovaciones en los motores para que tengan un menor impacto medioambiental. Los principales esfuerzos han ido dirigidos a mejorar los niveles de consumo y de emisiones de los tradicionales motores de combustión fósil (gasolina y gasoil). Así, por ejemplo, en noviembre de 2004 el fabricante francés Citroën lanzó una nueva versión del C3 que permite el ahorro de entre un 10 y un 15 por ciento de combustible en ciudad, gracias al sistema 'Stop & Start', que para y vuelve a arrancar el motor instantáneamente en cualquier situación en la que el coche se detiene con el motor en marcha, como un semáforo en rojo o un atasco. El objetivo es implantar en el futuro este sistema en otros modelos de las dos marcas del grupo Peugeot-Citroën. Con la mejora de la eficiencia de los motores tradicionales se han conseguido ciertos avances medioambientales. Según un informe de la Comisión Europea, las emisiones de CO2 en los vehículos comerciales nuevos han disminuido un 10,8 por ciento en la Unión Europea entre 1995 y Sin embargo, los avances en esta dirección no son suficientes si se tiene en cuenta tanto la gravedad de la crisis ecológica como la escasez de la fuente de energía actual: el petróleo. Un informe de 2004 de BP estima que las reservas actuales sólo dan para cubrir la demanda global de los próximos 41 años.

33 CASO FINAL: AVANCES EN EL DISEÑO ECOLÓGICO DE MEDIOS DE TRANSPORTES. Así pues, los constructores de vehículos se están viendo obligados a buscar innovaciones más radicales que lleven a sustituir el uso de combustibles derivados del petróleo por energías alternativas. Los primeros intentos, a principios de los años 80, fueron dirigidos a crear automóviles solares (recubiertos de células fotovoltaicas). Actualmente, casi todos los grandes fabricantes disponen de prototipos de coches solares, los cuales, sin embargo, están aún muy lejos de su comercialización masiva por su escasa autonomía y su coste. Por ejemplo, el prototipo solar Dream II de Honda tiene un coste de fabricación cercano a los 6 millones de euros. De momento estos vehículos se limitan a ser foco de atracción en los más afamados salones del automóvil y a competir en extravagantes carreras, como la "World Solar Car Challenge" que se celebra en Australia. Los vehículos eléctricos se encuentran en una situación similar a los solares debido a su elevado precio y bajas prestaciones. Aún así, algunos fabricantes han comercializado modelos a muy pequeña escala, como el Honda EV Plus Electric (comercializado desde 1997 en EEUU y Japón) o el Ford Ranger EV (comercializado en EEUU y Canadá). El escaso mercado de de estos vehículos se pone de manifiesto con la retirada en 2003 por parte de Ford de los cuatro modelos comercializados bajo la marca Th!nk.

34 CASO FINAL: AVANCES EN EL DISEÑO ECOLÓGICO DE MEDIOS DE TRANSPORTES. Aunque menos ecológicos, la alternativa comercial a los vehículos eléctricos han sido los híbridos, vehículos dotados de dos motores: uno de gasolina y otro eléctrico. El Toyota Prius fue el primer vehículo híbrido del mundo fabricado en serie y salió al mercado por primera vez en 1997, vendiéndose hasta 2003 unas unidades en todo el mundo. En el 2004, la empresa japonesa lanzó el Toyota Prius II con una gran aceptación puesto que ha conseguido la Medalla de Oro al Diseño Industrial otorgada por la Sociedad Americana de Diseño Industrial (IDSA) y el Premio al Coche del Año 2004 en Alemania. Sólo en España se vendieron casi 500 unidades durante el primer semestre de 2004.

35 CASO FINAL: AVANCES EN EL DISEÑO ECOLÓGICO DE MEDIOS DE TRANSPORTES. Tras el lanzamiento de la primera versión del Prius, Honda reaccionó poniendo en el mercado dos modelos híbridos, el Civic Hybrid y el Insight, a los cuales se ha unido en 2004 el Accord V6 híbrido. Los atractivos resultados obtenidos por las dos marcas japonesas han impulsado los planes de desarrollo de los dos grandes constructores norteamericanos: Ford (Ford Focus y Escape) y General Motors. Esta última, además de comenzar a comercializar el Chevrolet Silverado hibrido, ha anunciado que para el 2007 fabricará un millón de coches híbridos. Sin embargo, los coches híbridos son considerados una solución parcial hasta el correcto desarrollo de otras alternativas más ecológicas. Las investigaciones han llegado a diseñar prototipos que funcionan con etanol o con propano. Pero parece ser que los mayores avances se están produciendo en los motores propulsados con gas natural (como el Honda Civic GX) y con pila de hidrógeno (tecnología que permite obtener electricidad a partir de la reacción del hidrógeno con el oxígeno para formar agua). Diversos automóviles (como el Mercedes Clase A de Daimler-Benz, el Opel Zafira Hydrogen3 de General Motors y el FCX-V3 de Honda) están siendo desarrollados utilizando esta última tecnología gracias al programa "CaFCP" (California Fuel Cell Partnership; un proyecto en el que colaboraron sociedades petrolíferas privadas, fabricantes de automóviles y fabricantes de baterías con células de combustible.

36 CASO FINAL: AVANCES EN EL DISEÑO ECOLÓGICO DE MEDIOS DE TRANSPORTES. Al igual que para vehículos eléctricos, estos vehículos se han comercializado principalmente bajo el sistema de contratos de alquiler con opción de compra, que incluye tanto el mantenimiento y la asistencia como la posible sustitución de las baterías. Su potencial de mercado es todavía muy limitado debido a la falta de infraestructuras para su repostaje y a su elevado coste. Por ejemplo, en 2004 Nissan ha comenzado a comercializar en Japón el todoterreno X-Trail con un coste mensual del alquiler con opción de compra de un millón de yenes (unos euros). Sin embargo, este tipo de motores sí están teniendo bastante aceptación entre los fabricantes de vehículos de transporte público. En este sentido, el grupo Daimler-Benz ha conseguido que su modelo de autobús urbano Mercedes-Benz Citaro haya sido adquirido por las empresas de transporte público de diversas ciudades europeas y americanas, como Madrid y Barcelona. Así mismo, autobuses de gas natural se pueden encontrar en otras ciudades, como Valencia. A pesar de los avances producidos, todavía quedan muchas alternativas por contrastar en el futuro, como los vehículos de aire comprimido Minicats, un invento del ingeniero francés Guy Négre, que están en fase de introducción en el mercado español (ver Preguntas: 1. Qué críticas puede recibir la comercialización de un coche ecológico? 2. Qué medidas gubernamentales cree necesarias para el fomento de un transporte más ecológico?

37 DESING FOR ENVIRONMENT Dr. Antonio Chamorro Mera. Universidad de Extremadura.