Sinergie tra economia circolare e robotica: verso un futuro sostenibile e automatizzato

L’integrazione tra circular economy e tecnologie robotiche offre benefici economici per le imprese abbinate a una maggior efficacia ambientale, con l’educazione delle nuove generazioni su tecnologie e pratiche ecologiche cruciale per affrontare le sfide globali contemporanee

L’economia circolare è il modello industriale di riferimento per lo sviluppo di un’economia rigenerativa, in grado di slegare la crescita di imprese e territori dallo sfruttamento delle risorse naturali esauribili [1]. Quando applicati, i principi di circolarità permettono alle imprese di adottare un approccio innovativo che, differenziandosi rispetto alle tradizionali istanze ambientaliste, può esercitare un ruolo cruciale nella politica industriale dei territori, stimolando un percorso di trasformazione orientato a una maggiore competitività, a nuovi investimenti e alla riduzione dei rischi d’impresa [2].

In questo scenario, la combinazione di economia circolare e robotica può offrire notevoli benefici in termini di efficienza economica (come la riduzione dei costi e l’aumento dei ricavi) ed efficacia ambientale (ad esempio riducendo le emissioni climalteranti). Grazie all'adozione di tecnologie in grado di recuperare materiali preziosi come i metalli rari a partire da prodotti progettati per essere facilmente disassemblati, per esempio è possibile risolvere il problema della scarsità di risorse non rinnovabili, riducendo al contempo la quantità di rifiuti pericolosi destinati alle discariche.
 

Robot industriali e cobot: cosa sono e che ruolo hanno nella realizzazione dell’economia circolare

La Federazione Internazionale della Robotica (IFR) ha identificato 13 dei 17 obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) dell’ONU in cui i robot possono essere impiegati per risparmiare risorse e contribuire alla creazione di tecnologie verdi. Robot industriali e cobot (robot collaborativi) stanno entrando sempre più nelle linee di produzione delle grandi fabbriche - come le Gigafactory per la produzione di batterie – in primo luogo per rispondere all’SDG 12 (Consumo e Produzione Responsabili).

I cobot stanno emergendo quali componenti fondamentali per la realizzazione dell'economia circolare in virtù della loro capacità di migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei processi produttivi. Questi robot, progettati per lavorare in stretta collaborazione con gli esseri umani, sono dotati di tecnologie avanzate che permettono loro di interagire in modo sicuro e preciso con gli operatori umani. Nell'ambito dell'economia circolare, i cobot rivestono un ruolo cruciale nella riduzione degli sprechi e nell'ottimizzazione dell'uso delle risorse. La loro precisione e affidabilità migliorano significativamente i processi produttivi, riducendo gli errori e le perdite di materiale.

Un altro aspetto fondamentale riguarda la manutenzione e la riparazione dei prodotti. I cobot, infatti, possono essere utilizzati per eseguire compiti di manutenzione preventiva e riparazione, identificando e correggendo difetti prima che diventino problemi maggiori. Questo aiuta a prolungare la vita utile dei prodotti, riducendo contestualmente la necessità di nuove risorse contribuendo così alla sostenibilità complessiva.

Inoltre, i cobot possono migliorare la gestione dei rifiuti all'interno delle fabbriche: automatizzando il trasporto e la separazione dei materiali di scarto, contribuiscono a una gestione più efficiente e sostenibile dei rifiuti, assicurando che i materiali riciclabili vengano trattati correttamente. Infine, i cobot favoriscono la produzione on-demand e la customizzazione dei prodotti, riducendo la necessità di mantenere grandi inventari e minimizzando il rischio di sovrapproduzione e sprechi [3].

Grazie alla loro abilità di distinguere vari tipi di plastica, metalli e altri materiali, i robot garantiscono che i flussi di rifiuti siano trattati nel modo più efficiente possibile.

Esempi di iniziative che sfruttano la robotica per la transizione verso l’economia circolare

Di seguito vengono riportate alcune iniziative aziendali già messe in pratica:

• Apple ha sviluppato dei robot in grado di recuperare il cobalto, essenziale per la produzione delle batterie: “Daisy” è un robot di smontaggio progettato per disassemblare iPhone a fine vita, riducendo la quantità di rifiuti elettronici e recuperando in modo efficiente e preciso i materiali preziosi. La richiesta di questo prezioso minerale è in continua crescita, ma l’economia circolare può ridurre le attività estrattive, investendo nel recupero e nel riutilizzo di cobalto e altri minerali preziosi già presenti nel mercato high-tech.
  
  
•  Il programma Re-Generation, primo in Europa nel suo genere, sviluppato interamente in Italia dall’azienda Fanuc, mira a portare sostenibilità ed efficienza nel mondo dell’automazione, dando alle macchine una seconda vita. L'obiettivo è rispondere alla crescente domanda di servizi legati alla sostenibilità del prodotto e posizionarsi come punto di riferimento nell’ambito dell’economia circolare. In quest’ottica, la rigenerazione prevede il reinserimento dei robot industriali nella catena di produzione, sostituendo le parti danneggiate e quelle deteriorate per ottenere macchinari automatizzati altamente performanti.
  
  
• La produzione additiva o stampa 3D è un altro ambito nel quale robotica ed economia circolare si intersecano. Questa tecnologia, difatti, consente la produzione di componenti utilizzando materiali riciclati, e può essere impiegata per creare pezzi di ricambio su richiesta riducendo così la necessità di mantenere ampi inventari di parti e minimizzando contemporaneamente gli sprechi.

L’importanza di educare le nuove generazioni su tecnologie emergenti e pratiche ecologiche: l’esempio del progetto ROB-E

Nel contesto delle attuali sfide globali, tra cui rientrano il contrasto al cambiamento climatico e la necessità di una maggiore sostenibilità, è fondamentale educare le nuove generazioni sulle tecnologie emergenti e sulle pratiche ecologiche. In questo scenario si inserisce il progetto ROB-E, nato in Austria presso l'Università di Scienze Applicate della Carinzia: un’iniziativa educativa innovativa, che integra tematiche cruciali come la robotica, l'intelligenza artificiale e l'economia circolare nell'istruzione degli studenti delle scuole primarie e secondarie, distinguendosi inoltre per il suo approccio pratico e interdisciplinare. Attraverso una serie di laboratori, infatti, gli studenti esplorano l'economia circolare, progettano e costruiscono robot utilizzando materiali riciclati, e li programmano per funzionare come uno sciame di “robot pulitori”.

Questo metodo non solo rende l'apprendimento più coinvolgente, ma promuove anche la consapevolezza ambientale e lo sviluppo di competenze tecniche portando a una serie di laboratori che si costruiscono l'uno sull'altro: dopo aver approfondito argomenti legati all'economia circolare (incluse la produzione a ridotto impatto ambientale, il riutilizzo e il riciclaggio), gli studenti progettano i propri robot basandosi sull'approccio del design circolare e della bionica.

I robot sono quindi stampati in 3D utilizzando PLA riciclato, con gli studenti che successivamente assemblano le parti (elettroniche) individuali e li programmano come uno sciame di robot pulitori per raccogliere e ordinare i rifiuti. In questo modo, iniziano un emozionante viaggio con argomenti all'avanguardia applicati a situazioni di vita quotidiana.

Il progetto prevede anche visite aziendali e trasmissioni radiofoniche, facilitando la creazione di un ponte tra l'istruzione e il mondo del lavoro. ROB-E è quindi un esempio concreto di come l'educazione possa evolversi per affrontare le sfide del nostro tempo, combinando tecnologie avanzate e pratiche sostenibili per formare una nuova generazione di professionisti consapevoli e impegnati nella protezione del nostro pianeta [4].

Circular economy e tecnologie robotiche: i vantaggi per le imprese e per il futuro del pianeta

Sensibilizzare l’importanza di queste innovazioni è cruciale in quanto la robotica nella circular economy non rappresenta esclusivamente un avanzamento tecnologico, ma anche un impegno verso un futuro più sostenibile e circolare. L’adozione di queste tecnologie, infatti, può contribuire a creare un sistema economico più responsabile nel quale partendo dal redesign dei prodotti i materiali vengono costantemente riciclati e riutilizzati, minimizzando sprechi e impatti ambientali.

L'integrazione tra economia circolare e robotica non rappresenta esclusivamente una soluzione innovativa per affrontare le sfide ambientali e produttive del nostro tempo, ma si configura anche come una rivoluzione destinata a ridefinire i paradigmi industriali e ambientali. Immaginiamo un futuro in cui le fabbriche operano senza sprechi, in cui i robot non solo assemblano, ma rigenerano prodotti, estendendone la vita utile e riducendo la domanda di nuove risorse. Questa sinergia promette di trasformare ogni settore produttivo, dalla moda all'agricoltura, fino all'industria alimentare, creando catene di approvvigionamento più corte, efficienti e sostenibili.

Nonostante le sfide tecniche e finanziarie iniziali, l'investimento in tecnologie rappresenta una scelta strategica fondamentale per le aziende che desiderano mantenere la propria competitività in un mercato sempre più orientato alla circolarità. La formazione di una forza lavoro qualificata e l'implementazione di infrastrutture tecnologiche avanzate, saranno pertanto cruciali per sfruttare appieno queste opportunità.

In estrema sintesi, l'intersezione tra economia circolare e robotica non è solo una frontiera promettente per la sostenibilità e l'innovazione industriale, bensì una necessità per garantire un futuro prospero e sostenibile alle prossime generazioni. Abbracciare questa rivoluzione tecnologica significa partecipare attivamente alla costruzione di un mondo in cui progresso e rigenerazione del capitale naturale vanno di pari passo, assicurando un'eredità positiva per il pianeta.