I+D para integrar la economía circular en las empresas

La economía circular es la respuesta económica a la conciencia ecológica que hay actualmente en la sociedad, infinitamente mayor que la que existía no hace tanto tiempo. Conceptos como reducir el uso de los recursos (materias primas, energía, agua…), reutilizar, reciclar, evitar el desperdicio, ciclo de vida, huella de carbono, ecodiseño, etcétera, están presentes tanto a nivel de usuario y consumidor como a nivel industrial, en los productores de bienes y servicios.

¿Qué es la economía circular?

La economía circular pretende reducir los residuos que la actividad económica humana produce haciendo que productos, materiales y recursos estén durante más tiempo en la economía, formando parte de otros productos a través del ciclo: extracción, transformación, distribución, uso y recuperación. Está claro que el objetivo ideal sería Zero residuo y que el valor de las materias recicladas fuera mayor que el actual.

Esta tendencia a la economía circular queda claramente de manifiesto en la política europea plasmada en el European Green Deal que, lógicamente, tiene su reflejo en políticas e iniciativas nacionales (España Circular 2030) y en Aragón (Estrategia Aragonesa de Cambio Climático Horizonte 2030, Aragón Circular).

¿En qué campos y tecnologías se puede aplicar la economía circular?

Dentro de este marco de referencia, y las oportunidades de financiación que de él se derivan, en las inversiones a futuro, tanto en nuevas instalaciones y equipos como en el desarrollo de nuevos productos, es necesario introducir innovaciones en materiales, diseño de productos, procesos de fabricación avanzada y logística inversa, orientadas a mejorar nuestra competitividad a través de la variable sostenibilidad y en este caso, la economía circular:

Diseño de materiales sostenibles

El objetivo del diseño de materiales sostenibles en la economía circular es que estos nuevos materiales sean capaces de entrar otra vez en el ciclo de producción facilitando que sean desensamblados y separados limpiamente, para volver a ser la materia prima de nuevos productos.

• Diseño, desarrollo y aplicación de materiales biobasados (fuentes no fósiles). Selección de materiales, formulación/compounding para mejora de propiedades, caracterización y funcionalización para la aplicación (ej. materiales poliméricos, compuestos o celulósicos).

• Estudios de compostabilidad y biodegradabilidad.

• Introducción de materiales reciclados en los flujos de producción. Aprovechamiento de rechazos de producción y/o materiales fin de vida para la fabricación de nuevos productos. Caracterización de propiedades físico-mecánico-químicas y procesabilidad para determinación de características y posibles aplicaciones, porcentajes de reciclado, número de ciclos, etc.

• Desarrollo de materiales orientados para la aplicación, inteligentes y/o multifuncionales, ecosostenibles desde el diseño, orientados a mejorar su comportamiento, alargar la vida en servicio y disminuir componentes por integración de funciones.

Diseño de productos de bajo impacto ambiental

Los nuevos productos deben ser ecodiseñados para tener en cuenta la variable ambiental desde el inicio del ciclo de vida, considerando su desensamblado, reciclado y/o en su defecto biodegradabilidad y tratando de alargar su vida útil reduciendo el uso de materias primas y energía.

• Optimización de uso de materiales en los componentes:
  • Caracterización y dimensionado óptimo: menos material para misma función, garantizando mayor vida útil.
  • Aligeramiento de componentes embarcados/móviles para menor consumo de energía en fase de uso.
  • Monitorización en uso para garantizar/extender vida en servicio (durabilidad/degradación, optimizar mantenimiento/reparación/sustitución).

• Ahorro de materiales/componentes por integración de funciones (materiales/componentes multifuncionales).

• Diseño y desarrollo de sistemas multifísicos complejos (eléctricos/electrónicos, transferencia de calor/gestión térmica, neumáticos, hidráulicos, electro-químicos…). Caracterización y simulación (CFD/EMC/MBS/parámetros concentrados…) para optimización del diseño y garantizar performance y durabilidad y para conseguir un menor consumo de energía en fase de uso (eficiencia energética, reducción de pérdidas).

• Aplicación de metodologías de simulación, ecodiseño, Life Cycle Analysis – LCA, Design for Disassembly – DFD, etc. para el desarrollo de nuevos productos y la reducción de los ciclos de diseño y desarrollo.

Te aconsejamos en el desarrollo de materiales y productos para integrar la economía circular. ¿Hablamos?

Procesos eficientes para una economía circular

Con los procesos eficientes se pretende mejorar procesos de reciclado y reducir el consumo de recursos como las materias primas, el agua y la energía en la fabricación y distribución de materiales y productos.

• Nuevos procesos de reciclado y/o valorización.
  • Definición de procesos industriales para la separación, pre-tratamiento, tratamiento y valorización de materiales. Aplicación de tecnologías de Industria 4.0 para mejora de la productividad, calidad, etc.
  • Desarrollo de procesos de valorización físico-mecánica-química (-enzimática) de materiales, fundamentalmente termoplásticos y termoestables (ej. triturado y mezcla en fundido, despolimerización, solvólisis, pirólisis, degradación enzimática, etc.)

• Simulación, monitorización y optimización de parámetros de procesos de fabricación y transformación de materiales y tecnologías de control avanzado (en bucle cerrado) para el desarrollo de procesos inteligentes:
  • Puesta en marcha/industrialización de nuevos productos más eficiente (menos iteraciones implica menor consumo recursos)
  • Procesos más eficientes (menor tiempo de ciclo, menor consumo de energía/agua/materiales)
  • Mayor calidad (menor tasa de rechazo)
  • Menos incidencias/mantenimiento

• Procesos logísticos, enfocados a la economía circular, más eficientes y económicos a través de la captura de información de sensores y el tratamiento inteligente de los datos: optimización de embalajes, tecnologías de sensorización (IoT) y Blockchain aplicadas a trazabilidad, optimización de rutas de distribución y logística inversa para recuperar los materiales en la economía circular.

Así, la innovación tecnológica en el marco de la economía circular, tanto en el desarrollo de materiales como en productos como en procesos, supone para las empresas poder aprovechar nuevas oportunidades de mejorar su competitividad, diferenciándose y diversificando con el foco en el uso eficiente de los recursos, la sostenibilidad, la descarbonización y la neutralidad climática.