Come l’efficienza crea innovazione verde

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Una soluzione deve essere semplice e fornire i maggiori benefici possibili. L’esperto in ecodesign Rainer Züst non crede molto nelle prescrizioni, bensì per ciascun prodotto cerca di individuare il più grande effetto leva per accrescerne l’efficienza. In fondo tutti devono trarne profitto.

Di Yvonne von Hunnius, 11.08.2015

«La scintilla è scoccata», afferma Rainer Züst mentre gli si illumina lo sguardo. L’esperto in ecodesign è appena tornato dall’evento conclusivo del suo seminario «Ecodesign – Umweltgerechte Produktgestaltung» presso il Politecnico di Zurigo, nel corso del quale i giovani ingegneri meccanici hanno presentato i loro progetti di studio, che dovevano coniugare idee di ecodesign con effetti di scala e sistemi intelligenti. Rainer Züst afferma che «per gli ingegneri meccanici si tratta di un esercizio inusuale, ma affascinante. In questo modo il loro lavoro fornisce un contributo decisivo al benessere dell’azienda e dell’ambiente». Da oltre 20 anni Rainer Züst studia come è possibile strutturare i prodotti affinché siano funzionali non solo all’economia e alla società, ma anche all’ambiente. Züst trasmette le conoscenze acquisite non solo al Politecnico di Zurigo e ad altre scuole universitarie professionali, ma in qualità di imprenditore e di esperto dell’iniziativa Reffnet.ch realizza progetti con le imprese.


Rainer Züst

Note biografiche: da oltre 20 anni Rainer Züst si occupa di questioni legate all’ecodesign in qualità di docente ed esperto. Di formazione ingegnere meccanico e dottore in scienze tecniche, insegna al Politecnico di Zurigo e al Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Inoltre e titolare e direttore della Züst Engineering AG ed è attivo in molti progetti. Tra l’altro e membro del comitato direttivo ed esperto della Rete svizzera per l’efficienza delle risorse Reffnet.ch. Ha quattro figli e abita in una casa energy plus da lui concepita e costruita in modo biologico.


Approccio semplice ma di grande effetto

L’ecodesign è già una realtà presso molte imprese, poiché i vantaggi economici sono evidenti: i costi per il materiale costituiscono infatti il 45 per cento dei costi totali delle imprese. Ma il potenziale è ancora enorme. Gli studi condotti mostrano che con l’adozione di misure di ecodesign è possibile in parte risparmiare fino a un quarto di questi costi. Rainer Züst è uno dei più rinomati rappresentanti della Svizzera che sviluppano ulteriormente il concetto di ecodesign per avvicinarsi sempre più a un’economia verde. A tale scopo adotta un approccio semplice. «Quando entro in contatto con un’impresa, esamino in primo luogo il prodotto previsto o esistente e il suo possibile utilizzo. Poi cerco la fase di vita del prodotto nella quale viene consumata più energia, poiché questa costituisce la leva con la quale è possibile ottenere i maggiori effetti. Rainer Züst collabora anche con Reffnet.ch, una rete fondata nel 2014 da alcune scuole universitarie e uffici di consulenza su mandato della Confederazione. Reffnet.ch sostiene le imprese per migliorare l’efficienza delle risorse. L’ecodesign è una possibilità in tal senso. Le imprese possono avvalersi di un massimo di cinque giorni di consulenza gratuita da parte di esperti Reffnet, che secondo Züst sono sufficienti per far compiere al progetto decisivi passi in avanti. Nel migliore dei casi l’ecodesign entra in gioco già al momento della progettazione del prodotto per apportarvi innovazioni, ma un cambiamento di rotta è sempre possibile.

Miglioramenti senza deviazioni

Essendo un pragmatico, per individuare i potenziali allestisce un profilo energetico basandosi sui dati salienti conosciuti. Solo energia? «No, in questo modo ottengo anche una panoramica dei materiali impiegati. Voglio presentare i vantaggi nel modo più semplice possibile», afferma Rainer Züst. La sua esperienza gli insegna che il fattore decisivo è evidenziare rapidamente quali sono i benefici per le imprese. Già molte imprese hanno potuto così strutturare i loro prodotti e processi in modo più efficiente, con ricadute positive sul bilancio economico ed ecologico. Tra queste vi sono, oltre a rappresentanti dell’industria metalmeccanica, anche il fabbricante di mobili USM o il produttore di cucine Franke. Ad esempio, Rainer Züst ha confrontato insieme a Franke metodi di produzione per lavelli ed elaborato chiare argomentazioni per un nuovo procedimento monoblocco, con il quale viene ora prodotta la linea di lavelli «Evolution». In cinque anni questo procedimento ha consentito di risparmiare 7500 tonnellate di acciaio al nichel-cromo e circa 40 milioni di chilowattora di energia elettrica.

Economia di scala e sistemi intelligenti

Ma il sistema è davvero così semplice come sembra? Tutto dipende dal futuro contesto di utilizzo. Züst distingue tra prodotti immobili, come ad esempio un tavolo, e prodotti mobili. Per i primi le misure mirano alla scelta dei materiali, alla durata di vita e alla fabbricazione. Per i prodotti mobili, come ad esempio un aeroplano, l’accento è invece posto su un funzionamento efficiente nell’uso futuro. «Nelle costruzioni leggere si può anche impiegare un materiale la cui produzione richiede una maggiore quantità di energia rispetto a un altro materiale, se ciò fa risparmiare in seguito una grande quantità di cherosene», afferma Züst. La differenza la fa l’importo maggiore e, grazie all’effetto di scala, alcune misure generano enormi risparmi. Ciò è dimostrato da un’ottimizzazione delle macchine utensili intrapresa insieme al produttore di bilance di precisione Mettler Toledo. Durante il periodo d’impiego è stato possibile risparmiare il 10 per cento di energia senza alcun investimento supplementare per il nuovo acquisto. Rainer Züst afferma: «In Svizzera vengono messi in esercizio annualmente 15 000 macchinari per la lavorazione dei metalli. Effettuando un calcolo approssimativo, l’adozione di misure semplici consentirebbe di risparmiare complessivamente 50 milioni di franchi».

Accanto all’effetto di scala, secondo Züst il futuro dell’ecodesign è nei sistemi intelligenti, che oltre all’effetto di scala offrono opzioni ingegnose per ridurre il consumo di risorse nell’uso di un prodotto. In una lavatrice il processo di lavaggio è sorvegliato da sensori che aiutano a risparmiare acqua ed energia. Le automobili sono dotate di sistemi di assistenza che inducono un comportamento di marcia particolarmente parco nei consumi.

Ecodesign della prossima dimensione

Tuttavia per Züst questo è solo l’inizio. Nel frattempo suddivide l’ecodesign in 1.0, 2.0 e 3.0. Dopo le soluzioni per la fabbricazione efficiente di un prodotto e nella fase successiva per una maggiore efficienza nel suo utilizzo, si tratta ora di un vantaggio del terzo grado lungo la catena di creazione di valore. Se un produttore non pensa soltanto al cliente diretto, bensì all’utilizzatore finale e va oltre i limiti di sistema, ne scaturiscono nuovi effetti leva. Seguendo questa logica, nello sviluppo di nuovi prodotti un fabbricante di sensori non pensa unicamente al costruttore degli impianti al quale li fornisce, bensì anche al gestore di questi impianti. E forse il pieno effetto di efficienza della sua nuova idea si sviluppa solo presso quest’ultimo.

A questo proposito Züst intende sviluppare ulteriormente la filosofia dei cluster lungo la catena di creazione di valore. Attualmente collabora con le aziende Swiss Steel, Steeltec e ThyssenKrupp Presta a un cluster pilota concernente acciai ad alta resistenza. L’obiettivo è trovare nuove applicazioni o la geometria ottimale dei pezzi metallici grezzi. Ma in che modo tutti gli operatori possono beneficiare del valore aggiunto risultante dall’ottimizzazione? A tale scopo occorrono modelli di benefit, piani di shared value e la capacità di guardare oltre il proprio naso. Rainer Züst afferma: «Ciò rende oggi l’ecodesign una sfida di collaborazione. Se si riuscisse a risolverla in modo intelligente, l’ecodesign potrebbe rendere più competitivo ed ecologico l’intero comparto produttivo».

Esempio Schwendimann: ecodesign per camion dei rifiuti

Schwendimann
L’azienda di smaltimento dei rifiuti Schwendimann ha sviluppato insieme ad alcuni partner un’unità di potenza ausiliaria elettrica per l’impianto idraulico dei camion adibiti alla raccolta dei rifiuti. L’innovazione è stata presentata a metà giugno.
© Schwendimann

L’ecodesign applicato ai camion dei rifiuti ne riduce il rumore, le emissioni di gas di scarico e aumenta l’efficienza energetica tramite un’unità di potenza ausiliaria elettrica dell’impianto idraulico. Il progetto è stato presentato a metà giugno dall’impresa di smaltimento dei rifiuti Schwendimann di Münchenbuchsee e dalla ditta System-Alpenluft AG di Zermatt. Il sistema si basa su un’unità di potenza ausiliaria elettrica con un pacchetto di accumulatori di dimensioni fortemente ridotte. Se installata sui camion dei rifiuti esistenti, quest’unità subentra al motore diesel e rifornisce di energia l’intera sovrastruttura, compresa la pressa per il compattamento dei rifiuti e il dispositivo di scuotimento per svuotare i cassonetti. In questo modo la raccolta dei rifiuti avviene praticamente senza rumore e nel corso dell’intera durata d’esercizio si ottiene una riduzione pari a circa 100 tonnellate delle emissioni di CO2. Al progetto hanno partecipato in qualità di partner il produttore austriaco di accumulatori Kreisel Electric GmbH e l’azienda greca Kaoussis SA, che produce sovrastrutture per camion dei rifiuti. Il sistema è stato ulteriormente ottimizzato con l’aiuto degli esperti di Reffnet.ch.

Esempio USM Möbelbausysteme: ecologia nel design

USM
USM ha analizzato la propria gamma di prodotti in base a criteri di ecodesign e attuato alcune misure. Tra l’altro è stata notevolmente ridotta la percentuale di prodotti difettosi nella verniciatura a polvere.
© USM

USM ha analizzato insieme a esperti di ecodesign l’intera gamma di prodotti, in larga parte costruita con acciaio riciclato, per evidenziarne gli effetti sull’ambiente durante l’intero ciclo di vita, ossia dall’estrazione delle materie prime fino allo smaltimento dei prodotti. Come risultato è stato possibile ridurre in misura considerevole la percentuale di prodotti difettosi nella verniciatura a polvere e, di conseguenza, anche il consumo di acciaio. Questo risultato è stato ottenuto con controlli intermedi, una sensibilizzazione dei collaboratori e nuovi strumenti tecnici ausiliari. Inoltre USM ha modificato le porte a libro ed estensibili rinunciando tra l’altro a una zincatura supplementare. Nel complesso USM ha ottenuto non solo una riduzione del 27 per cento dell’impatto ambientale delle porte a libro, bensì ha accorciato anche i tempi di inattività delle tranciatrici e piegatrici, aumentando in tal modo la redditività.

Esempio acciai ad alta resistenza: ecodesign nella catena di processo

Hochfester Stahl
© Steeltech AG

L’ecodesign aiuta anche a impiegare le risorse in modo ottimale, nei casi in cui più aziende partecipano alla produzione e all’impiego di prodotti. Tuttavia le aziende coinvolte in una cosiddetta catena di processo devono sedersi intorno a un tavolo. Di recente, su iniziativa dell’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM), ci hanno provato tre aziende del settore dell’acciaio: il produttore di acciaio Swiss Steel, il produttore di semilavorati Steeltec e ThyssenKrupp Presta in qualità di specialista per sistemi di guida. Insieme a Rainer Züst hanno discusso in merito all’impiego di acciai ad alta resistenza. In generale questi acciai consentono di ottenere più prestazioni con un minor uso di materiale. Tuttavia occorreva analizzare concretamente in quale misura il loro impiego nella catena di processo consente di ottenere ottimizzazioni. Ed effettivamente le prime conclusioni indicano che con l’impiego di acciai ad alta resistenza sono ipotizzabili tra l’altro minori costi di produzione e un minor numero di fasi di lavorazione. Attualmente sono in corso ulteriori accertamenti concernenti la realizzazione. I risultati sono stati presentati a maggio nel rapporto «Ressourceneffizienz in Prozessketten am Beispiel hochfester Stähle» (link non disponibile in italiano).

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Ultima modifica 15.09.2015

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