Scienza Verde dei Materiali e di Assistenza Tecnica

Il mondo affronta le sfide significative mentre la popolazione ed il consumo continuano a svilupparsi mentre i combustibili fossili non rinnovabili ed altre materie prime sono vuotati alle tariffe in continuo aumento. L'Assistenza Tecnica Verde è un'impostazione tecnica per affrontare queste emissioni facendo uso di progettazione e dell'analisi di assistenza tecnica.

La portata di Assistenza Tecnica Verde dipende dalla sue prospettiva e disciplina, ma è definita in senso lato come la minimizzazione degli impatti ambientali attraverso tutte le fasi del ciclo di vita nella progettazione ed organizzazione dei prodotti, dei trattamenti e dei sistemi.^1,2 È importante rend contoere che l'Assistenza Tecnica di Verde è soltanto un approccio possibile ad affrontare la più grande emissione del sostentamento economico che comprende gli aspetti ambientali, economici e sociali.

L'Assistenza Tecnica Verde è necessariamente interdisciplinare e quindi, è considerato il più bene come insieme dei concetti che possono essere applicati attraverso le discipline di assistenza tecnica. Quella detta, la disciplina di Scienza dei Materiali e l'Assistenza Tecnica sono un'area del fuoco poiché la progettazione essenzialmente di tutto una può immaginare richiede i materiali. Come tale, gli scienziati dei materiali e gli ingegneri hanno una responsabilità di progettare facendo uso dei materiali che non solo soddisfanno le richieste di progettazione, ma egualmente considerano l'ambientale, della salubrità e degli impatti sociali attraverso il ciclo di vita.

Il ciclo di vita di un prodotto (potete scambiare tipicamente “il prodotto„ con “il trattamento„ o “il sistema„ in tutto questa discussione) è un concetto chiave per le considerazioni Verdi dei materiali per il settore meccanico. Il ciclo di vita consiste di tutti gli input e output richiesti dall'estrazione alla fabbricazione da usare e definitivo a disposizione.

Per tutto il prodotto dato, le materie prime sono estratte dalla terra con conseguente svuotamento di questi materiali come pure spreco, rottura di ecosistema e uso di energia. Le materie prime sono poi fabbricate (raffinato, depurativo, misto, formato, unito in lega, chimicamente reagito, a forma di, Ecc.) trasformarle nei materiali che hanno desiderato i beni e la prestazione. A questo punto, l'energia ed i prodotti chimici sono gli input primari con gli output solidi, liquidi e gassosi alla terra, all'acqua, o all'atmosfera. L'uso di molti prodotti richiede l'energia o combustibile come pure prodotti chimici o materiali supplementari per manutenzione. Per Concludere, alla conclusione della vita utile di un prodotto è disposto tipicamente dalla sepoltura o dall'incenerimento del materiale di riporto. In alcuni casi, i prodotti hanno potuto essere riutilizzati, concimati con la composta, o essere riciclati. Ciascuno di questi metodi di smaltimento porta gli impatti ambientali potenziali. Il Trasporto egualmente deve essere rappresentato in seno e tra le fasi del ciclo di vita.

La Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) è uno strumento analitico potente con molti usi nell'Assistenza Tecnica Verde. Questa disciplina convenzionale ha le metodologie specifiche e norme internazionali (ISO 14040: 2006 ed ISO 14044: 2006)³ per quantificare obiettivamente gli impatti ambientali di tutti gli input e output per un prodotto. LCA può essere usato per confrontare gli impatti ambientali dei prodotti differenti o le fasi differenti del ciclo di vita di prodotto dato. È importante capire che mentre l'analisi degli input e output come pure i loro impatti ambientali può essere quantificata obiettivamente facendo uso di scientifico corrente capisca, decisioni basate su questi risultati necessariamente dipende dalla ponderazione di varie categorie ambientali ed è quindi soggettivo.

Come appare schematicamente Figura 1, ci sono tipicamente input e output per ciascuna delle fasi del ciclo di vita. Per confrontare l'impatto ambientale fra i prodotti o fra le fasi per un prodotto dato, gli input e gli output devono essere quantificati in termini di impatti ambientali. Per i prodotti complessi, ci possono essere centinaia a migliaia di input e di output. Come tale, i limiti di un LCA devono essere scelti con attenzione per saldare la complessità con accuratezza.

I Vari pacchetti di programmi e database tengono conto l'analisi complessa richiesta per un LCA accurato.^4,5 Gli scienziati dei Materiali possono approfittare di tali informazioni, anche se non conducendo un LCA, per ottenere i dati per quanto riguarda gli input, gli output e l'energia compresa per la maggior parte dei materiali per il settore meccanico comunemente usati. Il software specifico di progettazione dei Materiali anche può fornire i dati utili quali l'energia compresa, le riserve, la riciclabilità, o la tossicità dei materiali per la considerazione degli impatti ambientali specifici senza condurre un LCA pieno.⁶

I vantaggi per la società di applicare i concetti verdi di assistenza tecnica specificamente a scienza dei materiali sono significativi e comprendono le indennità-malattia, la qualità ambientale migliore e le riduzioni di costo. Esplicitamente tenendo conto dell'ambiente come vincolo di progettazione iniziale con la metrica della prestazione ed economica è critico; molti impatti ambientali significativi che sarebbero difficili a remediate possono essere minimizzati se considerati presto. Inoltre, applicando l'Assistenza Tecnica Verde i concetti presto nella fase di progetto forniscono i vantaggi che compongono in tutto il ciclo di vita. Per esempio, facendo uso della meno massa in un prodotto dovuto migliorare la progettazione richiederà l'estrazione della materia prima meno, meno fabbricazione materiale, il meno trasporto materiale e meno eliminazione materiale. In questo esempio che è pertinente a quasi tutti i prodotti, una riduzione apparentemente piccola della massa materiale può avere un vantaggio ambientale significativamente più grande del ciclo di vita particolarmente per i prodotti in grande quantità.

I concetti Verdi di assistenza tecnica per i materiali dovrebbero anche essere esterno applicato della fase di progetto in c'è ne delle fasi del ciclo di vita. Gli Esempi di questo comprendono i materiali sostitutivo con la simile prestazione ma energia più in basso compresa, più grandi riserve naturali, meno energia o l'estrazione o fabbricazione prodotto-intensiva, bassa tossicità, meno manutenzione, migliore riciclabilità, o la durevolezza più lunga. Le Opportunità di comprendere tale pensiero sono tutt'intorno noi facendo uso sia della tecnologia corrente che di nuovo pensiero innovatore.^7,8

La transizione delle pratiche e della formazione standard di assistenza tecnica comprendere i concetti di Assistenza Tecnica Verde per la Scienza dei Materiali e di Assistenza Tecnica non accadrà durante la notte. Dato i vantaggi di potenziale, tuttavia, per i professionisti dei materiali è importante ora iniziare questa transizione piuttosto che più successivamente. Il trattamento comincia chiedere ad alcune domande di base ogni volta che i materiali sono considerati per un prodotto:

1) Da dove e da come il materiale è estratto fisicamente dall'ambiente?
2) Che Cosa sono l'energia e la lavorazione di requisiti dei prodotti chimici il materiale?
3) Che Cosa sono gli input/output per l'uso/mantenimento del materiale sopra il suo ciclo di vita?
4) Che Cosa è l'ultimo destino del materiale quando il prodotto è disposto?

Le risposte a queste domande di base non sono generalmente semplici e dovrebbero piombo uno considerare con attenzione gli impatti ambientali delle scelte di materiali.

Riferimenti

1. P. Anastas e J. Zimmerman, “Progettazione Con i 12 Principi di Assistenza Tecnica Verde„, di Scienza Ambientale & di Tecnologia, 37(5), 2003, Pp. 94A - 101A.
2. Ente Per La Salvaguardia Dell'ambiente Degli Stati Uniti (EPA), www.epa.gov/oppt/greenengineering/
3. International Organization for Standardization (ISO), www.iso.org/iso/pressrelease.htm?refid=Ref1019
4. Consulenti In Materia di Pré, www.pre.nl/simapro/
5. Internazionale del PE, www.gabi-software.com/
6. CES EduPack, Progettazione Limitata, http://www.grantadesign.com/education/index.htm di Granta
7. P. Hawken, A. Lovins e L.H. Lovins, Capitalismo Naturale - Creare la Rivoluzione Industriale Seguente, Libro Arretrato della Campata, 2000.
8. W. McDonough e M. Braungardt, Navicella Da Cullare - Rifacendo al Modo Facciamo le Cose, la Stampa di North Point, 2002.