Ingeniería Digital¿Cómo diseñar y crear un producto realmente sustentable? - NC Tech

En los últimos años, la palabra «sostenibilidad» ha comenzado a estar en la boca de todos. Los bienes, servicios y las tiendas se llenan de esta palabra que poco a poco ha ido ganando popularidad. Pero, ¿qué es un producto sostenible? ¿Es algo positivo o una simple moda? ¡En este contenido lo explicaremos a fondo!

Un producto sostenible es «ecofriendly» o amigable con el medio ambiente, por su traducción libre, también respeta las personas que forman parte de la cadena productiva: desde la recolección de las materias primas, el procesamiento, transporte del artículo, hasta su eliminación.

En efecto, la sostenibilidad está vinculada estrechamente a la ecología y puede formar parte de cualquier campo comercial.

Seguramente habrás escuchado de productos «green» o verdes, envolturas que hacen referencia al medio ambiente y etiquetados ecológicos que señalan que ese producto ha sido elaborado con materiales reciclables o incluso, dan instrucciones sobre cómo reciclarlo.

Hemos elaborado esta guía completa sobre el cómo crear un producto sustentable y su diseño industrial debido al gran crecimiento de los mercados que aplican este concepto, lo que le ha dado un gran peso en términos de rentabilidad.

En las siguientes líneas encontrarás un material con información valiosa sobre este tema, incluyendo:

  • Sustentabilidad: ¿De qué trata?
  • A ciencia cierta, ¿en qué consiste un producto sustentable?
  • Características de un producto sustentable.
  • 8 buenas prácticas para crear productos sustentables.

Como verás, tenemos preparado un contenido muy completo. No te olvides buscar papel y lápiz para tomar nota de los datos que verás abajo.

¡Sigue leyendo!

Sustentabilidad: ¿De qué trata?

Etimológicamente, la palabra sustentabilidad proviene de sustentabilidad. Y, sostenible es, por ejemplo, una composición sostenible, un adjetivo para algo que se puede sostener, es decir, «soportable» y capaz de continuar en un cierto nivel.

Al final, la sostenibilidad se observa como el proceso mediante los cuales algo se mantiene en un cierto nivel o ritmo.

Sin embargo, hoy en día, debido a los problemas ambientales y sociales que enfrentan las sociedades mundiales, la sostenibilidad se ha utilizado cada vez más de una manera específica.

Se define como las acciones a través de las cuales la humanidad evita el agotamiento de los recursos naturales, para mantener un equilibrio ecológico que no permita que la calidad de vida de las sociedades modernas se vea comprometida.

De esta manera, el término «sustentabilidad» se ha aplicado ampliamente para caracterizar:

  • Mejoras en áreas como la sobreexplotación de los recursos naturales.
  • Operaciones de manufactura —uso de energía y subproductos contaminantes.
  • Consumo lineal de productos.
  • Dirección de las inversiones.
  • Estilo de vida del ciudadano.
  • Compras y comportamientos del consumidor.
  • Desarrollos tecnológicos.
  • Cambios empresariales e institucionales en general.

Mientras una acción cause poco, menos o ningún daño al mundo natural, los ecosistemas seguirán operando y generando las condiciones que permitan que la calidad de vida no disminuya.

Una persona natural o jurídica que cumpla con esta premisa, a menudo se considera que es sostenible.

A ciencia cierta, ¿en qué consiste un producto sustentable?

Un producto sustentable, busca optimizar su fabricación junto con la minimización del impacto ambiental en su proceso productivo. Para poder comprender detalladamente este concepto, hay que responder a dos interrogantes fundamentales:

¿Cuándo se considera que un producto es sostenible?

Por lo general, un producto se considera sostenible si:

  • No agota los recursos naturales no renovables: es elaborado a partir de recursos renovables.
  • No daña directamente al medio ambiente: su producción, distribución y consumo utiliza la menor cantidad de energía posible buscando minimizar o eliminar responsablemente los residuos.
  • No se hizo de una manera socialmente irresponsable: no se utilizó trabajo forzoso o infantil, y hubo preocupación de salud o seguridad. Una empresa socialmente sostenible practica la contratación justa e igualitaria y se preocupan por la salud y bienestar de sus empleados.

En definitiva, casi ninguna acción está completamente libre de impacto ambiental, por lo que la mayoría de las organizaciones y legislaciones tanto internacionales, nacionales o específicas, conscientes de los ecosistemas se esfuerzan por minimizar el impacto negativo.

¿Cómo saber si el producto es sustentable?

En primer lugar, debemos revisar la etiqueta, comúnmente transmitirán cómo fue fabricado y su posible impacto ambiental. Podemos buscar indicaciones como:

  • Está hecho de materiales reciclados.
  • Fue elaborado a partir de recursos renovables.
  • Es 100% biodegradable.
  • Fue creado con mano de obra de origen ético.

También podemos ver las marcas de aprobación de estándares y organizaciones formales como la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) o la Organización Mundial de Comercio Justo. Varias organizaciones de todo el mundo identifican, analizan y señalan la sostenibilidad relativa de diferentes productos, por ejemplo:

  • La Global Reporting Initiative (GRI) proporciona pautas de informes estándar que las organizaciones pueden seguir voluntariamente. Estas pautas describen el impacto económico, ambiental y social de los productos individuales y de la empresa en general.
  • El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP) brinda estándares internacionales para el impacto ambiental.
  • Muchos países tienen políticas nacionales de sustentabilidad que las empresas locales deben seguir.

Características de un producto sustentable

Justo antes de entrar en materia y conocer cómo crear un producto sustentable, existe un último punto que debemos abordar: sus características.

Para que un producto se considere sostenible, debe reunir las siguientes características:

Ciclo vital

La sustentabilidad hace productos cuya vida es completa y con muy poco impacto en el medio ambiente. Es respetuoso en todo el proceso de manufactura, desde la recolección de las materias primas, el tratado de las mismas, la elaboración del artículo, su distribución, el uso hasta la eliminación.

Dualidad

Los productos sostenibles tienen un doble enfoque, es decir, tienen en cuenta el factor humano y el ambiental. Un bien será sostenible cuando sea responsable de las condiciones laborales y de los derechos humanos que lo fabrica.

En paralelo, debe respetar el lugar donde extrae y crea los productos.

Contribución positiva

La producción sostenible tiene un impacto global, promoviendo el comercio justo.

Asimismo, ayudan a las comunidades y sociedades que los fabrican ofreciéndoles crecimiento socioeconómico y mejorando la calidad de vida en la región. Se trata de un trabajo con objetivos positivos en todo el planeta.

Satisfacción de necesidades

El propósito de cualquier producto es satisfacer las necesidades de las personas.

En el mercado existen muchos artículos que cumplen los mismos objetivos, sin embargo, los productos sostenibles no solo satisfacen el deseo de quien los adquiere, también lo hacen indirectamente a los individuos que han hecho posible su creación y los ecosistemas.

Competitividad

Debido al punto anterior, existe una gran competencia entre marcas.

El que tiene algo nuevo o diferente que ofrecer es el que llama la atención y por esto, los productos sostenibles están firmes en el mercado y ampliando su público objetivo.

8 buenas prácticas para crear productos sustentables

¡Ahora sí! Vamos a descifrar el enigma, conoce cómo crear un producto sustentable aplicando las 8 buenas prácticas que encontrarás a continuación.

¡No pares de leer!

1. Elegir materiales sustentables

La selección de materiales es compleja. El problema al que nos enfrentamos es tener que examinar una gran cantidad de información escrita sobre todos los que estén disponibles y pueden llegar a tener sus propias compensaciones.

Para llevar a cabo este paso exitosamente, debemos establecer los criterios de elección. No nos referimos a consideraciones funcionales y de costos —estas siempre estarán ahí, sino a cómo podemos minimizar el impacto del producto en el medio ambiente.

En el trabajo de diseño sostenible, debes observar áreas como el diseño modular y la facilidad de desmontaje. En la selección de materiales sostenibles debemos echarles un ojo a los siguientes puntos clave:

  • Todos los materiales son reciclables, pero algunos son más difíciles que otros;
  • Algunos materiales son recolectados fácilmente al final de su vida útil, otros no.
  • El reciclaje y la reutilización minimizan el consumo de energía, la contaminación y los riesgos para la salud.
  • Los datos adecuados y el etiquetado ecológico son útiles, como declaraciones ambientales de productos o códigos de reciclaje.

Entonces, ¿qué criterios deberíamos considerar al comparar materiales sobre sostenibilidad? Este factor es importantísimo para determinar cómo crear un producto sustentable:

  • Análisis de ciclo de vida completo o de principio a fin.
  • Huellas ambientales, especialmente el potencial de calentamiento global.
  • Técnicas de separación, como facilidad de desmontaje.
  • Facilidad de producción y cadena de suministro, incluida la gobernanza.
  • Escasez de materias primas.
  • Facilidad de reciclaje y reutilización en nuevos productos.
  • Etiquetas y certificaciones independientes sobre la sostenibilidad.

En realidad, el análisis cradle-to-cradle (C2C) incluirá la mayoría de las cosas que necesitamos para una comparación con datos fuertes y precisa entre cada uno de los materiales. Este siempre será un buen primer paso.

2. Aluminio en el diseño de productos sostenibles: un material que no puedes pasar por alto

Los materiales que consideramos tradicionales como el hormigón y el plástico, fueron creados cuando las personas dedicaron menos tiempo a reflexionar sobre las preocupaciones medioambientales.

Es decir, para si queremos tomar como referencia de fabricación y cómo crear un producto sustentable en la actualidad, tan solo podemos mirar al pasado para analizar los errores cometidos y aprender de ellos.

El aluminio es un componente con un futuro brillante en el diseño de esta clase de productos debido a que se puede reciclar y usar una y otra vez, se trata de un material permanente.

Tiene una estructura cristalina cúbica centrada en las caras y no tiene alótropos, por lo que no pierde sus propiedades.

Por supuesto, consume mucha energía la primera vez que se produce, pero los ahorros capturados durante la vida útil infinita del metal, tanto en la fase de uso como en la refundición, compensan con creces el impacto inicial.

Sus características de sustentabilidad se ven así:

  • Infraestructura de recuperación madura.
  • Tecnología de separación madura.
  • Infraestructura de refundición madura.
  • Sin pérdida de propiedades del material y, por consiguiente, la facilidad de reutilización.

Podemos decir que la chatarra de aluminio tiene un valor y una identidad, no es una carga y es perfecta para aplicaciones de economía circular.

3. Utiliza herramientas digitales y tácticas de diseño

Existen una serie de herramientas que podemos aprovechar en el flujo de trabajo sostenible de diseño a fabricación. Lo más importante es que el éxito proviene de tener una comprensión profunda del producto y el proceso de elaboración antes de romper el hilo digital.

Entonces, ¿por qué son tan importante estas herramientas? ¿De qué manera contribuyen en cómo crear un producto sustentable?

Para responder a estas preguntas, imaginemos datos que estén a nuestro alcance, todas estas tecnologías nos brindan una vista previa en tiempo real de cómo reaccionará físicamente el diseño bajo ciertas condiciones.

Las variaciones exportadas —la masa, el material, costo, método de fabricación- brindan confianza en la creatividad y la evaluación comparativa de la calidad o el rendimiento del producto incluso antes de que se haya convertido en un bien tangible.

Al combinar herramientas de análisis con otras de simulación, el usuario puede determinar dónde reforzar o apuntar a las áreas de necesidad dentro del diseño.

Estas pueden ser aquellas que requieran una mayor consolidación, aligeramiento mediante nervaduras, celosías o características críticas.

4. Simulación de sustentabilidad en base a datos fuertes

Hasta acá, hemos dicho que la tecnología es una pieza clave para responder cómo crear un producto sustentable, sin embargo, ¿de cuáles estamos hablando? ¿Cómo comenzamos? ¡En seguida te lo diremos!

One-stop software

Normalmente, nuestra organización puede tener un paquete CAD como, por ejemplo, SOLIDWORKS CAD, de fabricación, herramientas separadas para simulación, administración de archivos de proyectos de los equipos, y la lista continúa.

Optimiza el flujo de trabajo eligiendo un programa que pueda llevarlo hasta la máquina, es decir, un sistema de IoT industrial de manufactura avanzada.

De esta forma, podrás dedicar menos tiempo a preocuparte por cómo infundir las mejores prácticas sostenibles en todos los procesos y más tiempo en pensar en los resultados.

Simulación de piezas y procesos

La simulación es una herramienta de diagnóstico que ayuda al diseñador a comprender mejor la integridad, el rendimiento y estructura de un componente en diferentes entornos y condiciones.

Una gran mayoría de las complicaciones manufactureras se deben a la falta de previsión del operador. La incapacidad de proyectar los obstáculos posteriores puede hacer que el error se agrave gradualmente hasta el punto de fallar.

La simulación nos puede brindar esta información y la capacidad de adaptarnos, mejorar o abordar cualquier ineficiencia.

Usa los datos para combatir la prueba y el error

Maximiza la capacidad del software de diseño para realizar especialmente las funciones de simulación que brindan una visión ampliada de cómo hacer que el producto mejore, sea más fuerte, resistente o amigable para la producción y el medioambiente.

Aprovechar recursos como estos puede disparar la capacidad de diseño para un proceso de fabricación, eliminando efectivamente un enfoque de prueba y error de creación de prototipos.

5. Implementa las tendencias y avances tecnológicos en el diseño industrial

El diseño digital representa la mano derecha del diseño industrial, se trata de una herramienta tecnológica que permite proyectar en tres dimensiones, convirtiéndolo en uno de las innovaciones más relevantes en esta materia durante los últimos años.

Actualmente, los diseños 3D son elaborados en máquinas que trabajan en lenguajes CAD-CAM.

También llamado «manufactura aditiva» esta brillante herramienta digital es capaz de utilizar la menor cantidad de materia prima para producir una pieza funcional donde podremos elegir de un gran número de materiales.

En este caso, podremos comenzar elaborando los diseños con menor impacto ambiental buscando la opción más ecológica.

Uno de los principales softwares que permite a los usuarios generar un modelo en 3D es SOLIDWORKS. Es ideal para proyectos y diseños que necesiten el modelado de un sistema mecánico; es un sistema asistido por la inteligencia artificial (IA).

6. Fabricación y prototipos

La batalla por la sustentabilidad no termina en la simulación del diseño para la fabricación. La producción y la creación de prototipos son las fases más táctiles y cruciales.

Es lógico pensar que la forma en que se realiza la transición a la máquina puede ser fundamental para minimizar el número de prototipos fallidos, ya que los fallos contribuyen a un consumo excesivo de material y energía.

No debemos dejar de suponer que habrá errores durante este proceso, por lo que debemos realizar una planificación detallada.

Pero, ¿por qué esto es importante?

Si bien parte de esto puede parecer contrario a la intuición, debido a que es básicamente un método científico de ensayo y error para ajustar cualquier diseño, reducir el número de iteraciones en esta fase ayudará a romper efectivamente el ciclo dentro del proceso de desarrollo y fomentará una mayor reflexión en la manufactura.

Existen tres pilares interconectados que ayudan en gran medida a la capacidad de un proceso manufacturero sostenible: consumo de material, energía y tiempo de ejecución.

Entendiendo que la energía utilizada es aproximadamente el 20% de los costos de producción, es sencillo observar cómo alterar o limitar activamente un pilar, afecta al otro.

Estas ligeras alteraciones podrían resultar en una reducción de prototipos fallidos o emisiones de carbono generadas a través del proceso productivo.

La adaptación o el ajuste de estos pilares se realiza mediante la preparación —estos son elementos que podemos controlar- para eliminar las ineficiencias que pueden agravarse con el tiempo.

7. Más datos, más progreso

Sabemos que los datos son el activo más preciado que tienen todas las industrias. Por lo que no es un secreto que afirmemos también que, mientras más claros y certeros sean, serán la pieza principal en nuestra estrategia para determinar cómo crear un producto sustentable.

Recopila información específica durante la fabricación para mejorar el rendimiento de funcionamiento de cada pieza —tiempos de ejecución, volúmenes, desperdicio de material, etcétera.

Esto incluye la comprensión de los procesos comparativos en base a las variaciones dentro de un método de fabricación preferido y la selección adecuada de materiales.

Por ejemplo, con la manufactura aditiva podremos mejorar nuestra eficiencia en el modelado de geometrías más complejas, mientras que otras impresoras 3D son mejores para minimizar el tiempo de ejecución de ensamblajes grandes o la cantidad posprocesamiento requerido y la habilidad para reciclar materiales.

8. Diseña para operaciones sostenibles

Para finalizar, los ingenieros de diseño deben tener en cuenta el impacto de su creación durante la fase operativa; lo que no representa ninguna novedad.

Los profesionales han evaluado por mucho tiempo la huella de carbono en el diseño automovilístico, por ejemplo, modificando siempre que sea posible en elementos más livianos y aerodinámicos o incluso, adoptar novedosas medidas como motores híbridos o eléctricos de alta eficiencia para quemar menos combustible.

No obstante, más allá de los esfuerzos, se han enfocado en una integración cada vez más cercana con la fase operativa para informar las decisiones en el punto de diseño.

La tecnología del Internet de las Cosas (IoT) y el IoT Industrial, se encuentra coadyuvando a que esto sea posible.

De esta forma, han diseñado máquinas y productos con sensores integrados para recopilar datos en tiempo real sobre cómo son utilizados y así, realizar ajustes para optimizar el funcionamiento del equipo de acuerdo con el propósito del cliente y de cara a una actividad ecofriendly.

Conclusión

Incluir la sostenibilidad tanto en nuestro estilo de vida particular, como dentro de las industrias no es una moda pasajera, sino una forma de vida que cada vez tiene más adeptos y alta rentabilidad.

La incorporación de productos sostenibles es positiva para el medio ambiente y las comunidades en riesgo tanto en términos de ecosistemas, como socioeconómicos y es la forma más efectiva para evaluar cómo crear un producto sustentable.

Por esta razón, apostar por la sostenibilidad no solo representa una mejor opción para el planeta, sino también para la rentabilidad financiera de la industria manufacturera.

La evolución de los mercados se inclina cada vez más hacia los movimientos ecológicos, por lo que es una tendencia que no puede pasar desapercibida y una oportunidad latente para obtener una mayor cuota de mercado y una buena ventaja competitiva.

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