La hélice de la sostenibilidad es un concepto acuñado para ayudar a la industria manufacturera a adoptar prácticas más sostenibles al mapear sus modelos de uso y reutilización de materias primas con los de la naturaleza. Se ha asumido que los beneficios ambientales del uso de materiales sostenibles procedentes de cultivos son evidentes, pero como muestra el debate sobre alimentos versus combustibles , todo el ciclo de vida del producto debe examinarse a la luz de los efectos sociales y ambientales, además de la idoneidad técnica. y rentabilidad.
La hélice de la sostenibilidad [1] [2] [3] es un concepto creado como una representación del enfoque de sistemas totales para obtener el máximo beneficio de la fabricación con materiales sostenibles , en particular biopolímeros y biocompuestos . En 2004, el concepto fue presentado por el profesor John Wood, entonces presidente del Panel de Previsión de Materiales, en un evento del DTI organizado por la entonces Secretaria de Estado de Industria ( Jacqui Smith ). [4] Ese mismo año, también se utilizó en el taller exploratorio de la Fundación Europea para la Ciencia sobre compuestos respetuosos con el medio ambiente. [5]
Las ventajas de trabajar con materias primas de origen vegetal se observan fácilmente si se consideran los impactos sociales y ambientales, así como el costo monetario (el triple resultado ), y la hélice de la sostenibilidad ayuda a demostrarlo. Para aprovechar todo el potencial de los biopolímeros, es esencial prestar atención a todos los aspectos del proceso de fabricación, desde el diseño (¿cómo hacer frente a las incertidumbres en las propiedades asociadas con los materiales de origen vegetal?), hasta la fabricación (¿se pueden utilizar las tecnologías existentes? ), hasta el final de su vida útil (¿se puede reintroducir el artículo sobrante en el ciclo de materiales?). Se debe considerar toda la cadena de suministro porque las decisiones tomadas en la etapa de diseño tienen efectos significativos durante toda la vida de un artículo. Las técnicas de ensamblaje de bajo costo (por ejemplo, ajustes a presión) pueden hacer que el desmantelamiento o la reparación no sean económicos. Sin embargo, si se construye un automóvil fácil de desmontar, ¿habrá algún efecto sobre la capacidad del vehículo para absorber energía en un choque? En un nivel aún más fundamental, ¿cuál será el impacto social y ambiental del cambio en los patrones de cultivo? Este enfoque de fabricación de bajo impacto ambiental se considera una extensión de las técnicas de reducción de residuos , como la fabricación ajustada .
Los ciclos convencionales de uso y reutilización son circulares. Considere la recuperación mecánica de polímeros convencionales . Se necesita una infraestructura compleja para recuperar el material al final de la vida útil de un artículo. Al final de la vida útil de un artículo, digamos una botella de PET para bebidas carbonatadas, el artículo debe ser separado del flujo de residuos, ya sea por el consumidor que lo tira o mediante trabajo manual en el vertedero de basura. Luego debe ser transportado a alguna instalación para ser reprocesado (usando más mano de obra y energía) y convertirlo nuevamente en materia prima. El calor y las fuerzas de corte asociadas con el proceso de remanufactura tienden a producir material con propiedades ligeramente degradadas en comparación con el material original.
Para artículos de materiales sostenibles no existe una gran necesidad de una infraestructura de recuperación dedicada. Si un patán arroja al suelo un artículo biodegradable procedente de un cultivo , finalmente se biodegradará en humus , agua y CO 2 no fósil . Si el artículo se coloca en un flujo de desechos compostables , el humus se puede utilizar como fertilizante para la próxima generación de cultivos; Tampoco es necesario clasificar los artículos de biopolímeros como ocurre con el reciclaje de polímeros fósiles. Tenga en cuenta la diferencia entre vertedero y compost : la actividad biológica limitada en el vertedero es lenta y principalmente anaeróbica, lo que resulta en la producción de metano , mientras que el compostaje es un proceso aeróbico rápido que produce humus, agua y CO 2 no fósil . La factura energética para descomponer los materiales biodegradables en las moléculas fundamentales y luego reensamblarlas en materias primas utilizables es elevada, pero utiliza energía solar directa en lugar de electricidad medida. Tampoco hay pérdida de propiedades con los sucesivos recorridos del ciclo.