Ekološki dizajn

Sveuilite Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU

EKOLOKI DIZAJN

Seminarski rad

Procjena ivotnog vijeka i utjecaja na okoli trane

brusilice uz pomo Eco-indicator99

Ime i prezime: Antonio Lovri

JMBAG: 12138320

Datum predaje: 26.05.2014. god.

Pregledao:

Slavonski Brod, 2014. god.

Sadraj

1. Uvod ................................................................................................................................... 1

2. Pristupi pri ekolokom dizajniranju proizvoda ............................................................. 2

3. ivotni vijek proizvoda LCA (Life Cycle Assesment) ................................................... 3

4. Eko-indikatori ................................................................................................................... 4

4.1. Eko-indikator metoda .................................................................................................. 5

5. Primjer primjene Eco-indicator99 metode ...................................................................... 7

5.1. Stablo ivotnog ciklusa ................................................................................................ 9

5.2. Rezultati procjene ivotnog kruga proizvoda ............................................................ 11

5.3. Utjecaj proizvoda na okoli po kategorijama ............................................................ 11

5.4. Normalizacija rezultata .............................................................................................. 13

5.5. Bodovanje rezultata ................................................................................................... 14

6. Zakljuak ......................................................................................................................... 17

7. Literatura ......................................................................................................................... 18

Seminarski rad Ekoloki dizajn

1

1. Uvod

Neke razvijene zemlje Europe poput Njemake, vicarske ili nekih saveznih drava u

SAD-u danas recikliraju gotovo 80-90% komunalnog i industrijskog otpada. Ne treba posebno

naglaavati i dokazivati kolike su ekonomske koristi. Ono to treba svakako naglasiti je to da

se takvim postupanjem s otpadom maksimalno titi okoli i smanjuje emisija CO2 i

ostalih staklenikih plinova koji poveavaju globalno zagrijavanje planeta. Cjeloviti sustav

gospodarenja otpadom bitna je sastavnica modernog drutva, a njegovo razvijanje i

uinkovitost vane su gospodarske odrednice koje potiu smanjivanje otpada, odvojeno

sakupljanje, recikliranje i uporabu te usmjeravanje i kontinuirani razvoj navedenog.

Otpad, meutim, prua uvid u ivot i ponaanje prolih generacija, a odraava i sliku materijala

koje je ovjek rabio. Tako su se u otpadu naeg vremena pojavili materijali kojih u prolim

stoljeima nije bilo, a koji su, zbog svojih brojnih prednosti, nali uporabu u svim podrujima

dananjeg ivota plastika i guma [1].

Ekoloki dizajn je pristup konstruiranja proizvoda s posebnim naglaskom utjecaja

proizvoda na okoli. To je proces upravljanja koji nastoji smanjiti utjecaj proizvoda i usluga

tijekom njihovog ivotnog ciklusa (vaenje sirovina, upotreba energije, pakiranje, distribucija,

zbrinjavanje). Ono ukljuuje procjenu, postavljanje prioriteta, rjeavanje problema ili izradu

novih rjeenja. Ekoloki dizajn takoer u obzir uzima i drutvene utjecaje u proizvodnji i

potronji, inei znaajan doprinos odrivom razvoju. Ekoloki dizajn je dobra poslovna

praksa gdje se kroz usvajanje evolucijskih pristupa, proiruju sposobnosti konstruiranja izvan

tradicionalnih granica proizvodnje i koritenja.

U ovom seminarskom radu obradit emo utjecaj trane brusilice na okoli Eco-

indicator metodom.


2

2. Pristupi pri ekolokom dizajniranju proizvoda

o Primjenom LCA metode (eng. Life Cycle Assessment)odnosno procjenom proizvoda tijekom svog ivotnog vijeka moemo napraviti usporedbu izmeu razliitih konstrukcijskih rjeenja i odabrati ono koje najmanje utjee na okoli.

o Dizajn za rastavljanje obuhvaa jednostavno rastavljanje proizvoda na kraju svog ivotnog vijeka i jednostavno izdvajanje materijala za uinkovito recikliranje.

o Uklanjanje opasnih materijala iz proizvoda moemo drastino smanjiti negativan utjecaj na okoli i ljudsko zdravlje bez pretjeranog utjecaja na dizajn proizvoda.

o Redizajniranje proizvoda ili proizvodnog sustava u svrhu iskoritavanja odrivih materijala i iih proizvodnih postupaka.

o Redefiniranje proizvoda ili usluge u rjeenje koje je odrivo, ali i komercijalno isplativo.


3

3. ivotni vijek proizvoda LCA (Life Cycle Assesment)

Procjena ivotnog ciklusa LCA (Life Cycle Analysis) je metoda za procjenu utjecaja

proizvoda u svim njegovim ivotnim fazama na ekosustav. Metoda se poela primjenjivati

1970-ih godina na principu od kolijevke do groba (engl. Cradle to grave).

Prva namjena metode je za istraivanje potronje resursa, odnosno energije za razliite

procese. Pod ivotnim krugom podrazumijeva se sve ono to je povezano s proizvodom u svim

ivotnim fazama, dakle od procesa dobivanja sirovine do procesa odlaganja ili recikliranja.

Metodologija procjene ivotnog kruga ima zadatak procijeniti sve komponente i utjecaje na

okoli povezane s proizvodom, procesom ili aktivnostima tijekom njihovog trajanja.

Razvoj i primjena LCA metode poela je na materijalima za izradu ambalae: 1984. godine

Izvjee o ekolokom aspektu ambalanih materijala EMPA (Swiss Federal Laboratories for

Materials Testing and Research), te 1991. godine Tehniki okvir procjene ivotnog ciklusa

SETAC (The Society of Environmental Toxicology and Chemistry).

Svaki proizvod tijekom upotrebe pa tako i ivotnog kruga, utjee na okoli. Potrebno je

dobiti sirovi materijal, proizvesti, upakirati i distribuirati gotovi proizvod te ga na kraju

ivotnog vijeka i odbaciti (slika 3.1). Dakle, procjena ivotnog kruga je alat kojim se

procjenjuje potencijalni utjecaj proizvoda ili procesa na okoli tijekom njegovog cijelog

ivotnog kruga, kvantificiranjem upotrebe resursa (energije, sirovina i vode) i emisije (na zrak,

vodu ili tlo) koji su povezani s proizvodom koji se procjenjuje.

Slika 3.1 ivotni krug proizvoda


4

4. Eko-indikatori

Iz podataka procjene ivotnog kruga proizlaze brojevi koji izraavaju ukupan utjecaj

proizvoda ili postupka na okoli, a nazvani su eko indikatori. to je taj brojani iznos vei, vei

je utjecaj proizvoda na okoli.

Vrijednosti eko indikatora smatraju se bez dimenzijskim, no koristi se naziv bod ili mili

bod eko indikatora (Pt). Glavni smisao eko indikatora je usporedba dvaju proizvoda ili njihovih

dijelova. Kako jedinica mjere nije presudna postoji vrijednosna skala takva da je 1 Pt jedna

tisuina godinjeg utjecaja na okoli koji izvri jedan prosjeni stanovnik Europe.

U svrhu to boljeg ocjenjivanja proizvoda razvijena je metoda Ecoindikator95, koja na

temelju LCA analize ocjenjuje proizvod pomou bodova (jedinica). Vei broj bodova znai

vei utjecaj na okoli i obrnuto. Eko indikator je broj koji izraava sveukupni utjecaj na okoli

proizvoda i procesa. Metoda je bila u veini prihvaena no imala je nedostataka koje je tim

strunjaka rijeio uvidivi novu, napredniju i razvijeniju metodu Ecoindikator99.

Ekoindikator99

oslanja se i podlijee standardu ISO 14000. Standard ISO 14000 ima svoju

seriju u LCA metodologiji:

ISO 14040 Procjena ivotnog ciklusa, principi i okviri,

ISO 14041 Procjena ivotnog ciklusa, definiranje cilja i opsega, analiza inventara,

ISO 14042 Procjena ivotnog ciklusa, procjena utjecaja,

ISO 14043 Procjena ivotnog ciklusa, interpretacija.

Ciljevi standarda ISO 14000 omoguuju da se poslovanje vladinih organizacija,

proizvodnih, uslunih i drugih organizacija odvija u skladu s principima odrivog razvoja. U

ciljeve se pribraja i primjena sustava upravljanja okoliem kojom se postiu ekonomske koristi,

manje troenje prirodnih resursa i energenata. Cilj je da se vie koriste obnovljive sirovine, da

se smanje emisije zagaenja i otpad.


5

Slika 4.1 Grafiki prikaz Eko-indikator95 metode

4.1. Eko-indikator metoda

Kako bi se smanjile greke kod raunanja eko bodova, a i olakalo snalaenje u popisima

materijala, postupaka i slino (za koje su bodovi izraunati) preporua se pet koraka kroz koje

proizvod prolazi:

1. Opisati proizvod

Svrha raunanja je dobiti brz dojam o proizvodu tj. njegovom moguem utjecaju na

okoli. Na poetku je dovoljno navesti samo glavne materijale i procese koji ine sr proizvoda.

U kasnijim fazama mogui je detaljan pristup. Materijali i procesi koji zastupaju proizvod u

malome udjelu, a imaju i mali broj bodova, najee se zanemaruju.

2. Definirati ivotni ciklus

Izraditi shematski prikaz ivotnog ciklusa proizvoda obraajui pozornost na

proizvodnju, uporabu i mogue scenarije zbrinjavanja proizvoda. Bitno je dobro pretpostaviti

uporabu (pogotovo ako proizvod za uporabu troi energiju) i odlaganje proizvoda tj. mogue

recikliranje, jer bodovi za recikliranje materijala imaju negativne vrijednosti i tako znaajno

pridonose smanjenju eko bodova.


6

3. Kvantificirati materijale i procese

Za svaki materijal, proces oblikovanja, transport proizvoda na trite i sl. odrediti

jedinicu. Procijeniti koliki e biti ivotni vijek proizvoda i na temelju njega izraunati potrebnu

energiju za njegovu uporabu, ako je energija potrebna.

4. Izraunati bodove

Na temelju materijala, oblikovanja, uporabe, scenarija zbrinjavanja pronai

odgovarajue bodove i izraunati konanu vrijednost Eko indikator bodova za proizvod.

5. Analizirati rezultate

Treba napomenuti da postoji itav niz dobrih eko indikator metoda kao npr. Swiss eco

point (SEP) ili Environmental Priority System (EPS) (Volvo, Federacija vedske industrije i

vedski institut za okoli), no Eko indikator metoda je prikladnija za uporabu kod analize

suvremenih proizvoda (posebice EE proizvoda, automobila i sl.). Na slici 5.2 grafiki je

prikazana metoda Eko indikator.

Slika 4.2 Grafiki prikaz Eko indikator99 metode


7

5. Primjer primjene Eco-indicator99 metode

Kao nezaobilazan alat pri obradi drveta esto se upotrebljava trana brusilica za obavljanje

potrebnih poslova. Na primjeru trane brusilice prikazanoj na slici 5.1 e se prikazati primjena

Eco-indicator99 metode. ivotni vijek ovog proizvoda procjenjuje se na 1 godinu. Procjenjuje

se da e nakon toga biti odbaen kao komunalni otpad.

Slika 5.1 Trana brusilica


8

Prvi korak koji sam napravio je bilo rastavljanje trane brusilice i vaganje pojedinih.

Rastavljena trana brusilica s oznaenim dijelovima nalazi se na slici 5.2, a masa i broj dijelova

u tablici 5.1.

Slika 5.2 Trana brusilica u dijelovima


9

Naziv Masa (g) Materijal Koliina

1 Kuite - lijevi dio 535 Polimer 1

2 Kuite - desni dio 245 Polimer 1

3 Kuite - donji dio 180 Polimer 1

4 Usmjeriva otpada - vanjski dio 60 Polimer 1

5 Usmjeriva otpada - unutarnji

dio 60 Polimer 1

6 Vodilica pogonska 140 Polimer 1

7 Vodilica gonjena 90 Polimer 1

8 Zupanik 100 elik 1

9 Okvir 175 elik 1

10 Lim - zatitni 45 eljezo 1

11 Klizna vodilica 100 elik 1

12 Ventilator 35 Aluminij 1

13 Osovina 50 elik 1

14 Pogonska osovina 60 elik 1

15 Opruge 20 elik 2

16 Klinasta remenica 15 elik 1

17 Klinasta remenica 20 elik 1

18 Leajevi 55 Niskolegirani elik 4

19 Maneta 20 eljezo 1

20 Dra opruga 10 Polimer 2

21 Matice 25 elik 7

22 Vijci 60 elik 25

23 Rotor 400 Bakar i nehrajui elik 1

24 Stator 460 Bakar i nehrajui elik 1

Tablica 5.1 Dijelovi trane brusilice

5.1. Stablo ivotnog ciklusa

Stablo ivotnog ciklusa proizvoda prikazuje materijale koritene u proizvodu, elektrinu

energiju koju e proizvod potroiti, proizvodne procese kojima se izrauju dijelovi te scenarij

nakon odlaganja. Slika 5.3 prikazuje stablo ivotnog ciklusa trane brusilice.


10

Slika 5.3 Stablo ivotnog ciklusa trane brusilice


11

5.2. Rezultati procjene ivotnog kruga proizvoda

Kao rezultat procjene ivotnog kruga proizvoda dobivamo tablicu u kojoj su navedeni:

- svi elementi potrebni za izradu svih dijelova trane brusilice,

- svi elementi koje sadre materijali trane brusilice,

- svi oblici utroene energije u svim fazama ivotnog ciklusa proizvoda,

- radioaktivna zraenja pojedinih supstanci,

- zauzea zemljine povrine.

Na slici 5.4 prikazan je dio rezultata procjene ivotnog kruga trane brusilice. Iz kojega

slijedi da se trana brusilice sastoji od 720 elemenata.

Slika 5.4 Rezultati procjene ivotnog kruga trane brusilice

5.3. Utjecaj proizvoda na okoli po kategorijama

Tablini prikaz rezultata procjene ivotnog vijeka proizvoda je nepregledan te je vrlo

teko odrediti znaaj pojedine proizvodnje sirovih materijala ili tetnih djelovanja pojedinih

procesa. Kako bi se bolje razumjeli rezultati procjene ivotnog kruga normom ISO 14042 je

definiran nain procjene svih komponenata i utjecaja na okoli povezanih s proizvodom,

procesom ili aktivnostima tijekom njegovog trajanja.


12

Na temelju ove norme je osmiljena metoda vrednovanja pojedinih utjecaja Eco-

indicator95. Ona je kasnije doraena te se naziva Eco-indicator99.

Ovom metodom su dobiveni dolje prikazani dijagrami.

Dijagram 5.1 prikazuje utjecaj trane brusilice na okoli i to u tri osnovne kategorije, a

to su ljudsko zdravlje, kvaliteta eko sustava i resursi.

Dijagram 5.1 Utjecaj trane brusilice na okoli u tri osnovne kategorije

Rezultati se mogu prikazati i prema utjecaju po detaljnije definiranim kategorijama.

Tada prikaz sadri: kancerogeni utjecaj, utjecaj na respiratorne organe, na klimatske

promjene, utjecaj radijacije, utjecaj na ozonski omota, eko toksinost, eutrofikacija, zauzee

zemljine povrine i utjecaj na potronju fosilnih goriva.

Dijagram 5.2 prikazuje utjecaj razmatranog proizvoda prema tim kategorijama.

Dijagram pokazuje koliko je pojedini materijal u postocima opasan za okoli. Najvei utjecaj

na okoli ima bakar.


13

Dijagram 5.2 Utjecaj trane brusilice na okoli

Osim razmatranja itavog sklopa mogu se razmatrati utjecaji pojedinih materijala i

proizvodnih procesa (dijagram 5.3).

Dijagram 5.3 Utjecaji pojedinih materijala na okoli

5.4. Normalizacija rezultata

Kako su na prethodnom dijagramu sve kategorije skalirane na 100% jo uvijek je teko

odrediti koji materijal ili tehnoloki proces vezan za proizvod ima najvei ukupni utjecaj na

okoli. Npr. pojedina kategorija ima veliki utjecaj na okoli i vrijednost 100%, a neka druga

kategorija ima mali utjecaj na okoli, a takoer ima vrijednost 100%. Kako bi dobili bolji

prikaza utjecaja proizvoda na okoli potrebno je provesti normalizaciju. To je postupak


14

vrednovanja ijom primjenom pojedini utjecaji postaju usporedivi. Sada su svi utjecaji

meusobno usporedivi i meu razliitim kategorijama.

Dijagram 5.4 Normaliziran dijagram prikaza utjecaja na okoli u tri glavne kategorije

Dijagram 5.5 Normaliziran dijagram prikaza utjecaja na okoli u vie kategorija

5.5. Bodovanje rezultata

Normalizacijom dobivamo relativno usporedive rezultate, te nam opet nije poznata

vanost pojedinog utjecaja. Do sada dobiveni rezultati nisu bili usporedivi za dva razliita

proizvoda. Primjenom teinskih faktora na normalizirane rezultate dobivamo dijagrame u

kojima su utjecaji na okoli izraeni u bodovima (Pt). 1 Pt predstavlja tisuiti dio utjecaja

na okoli jednog prosjenog Europljanina tijekom jedne godine.


15

Dijagram 5.6 prikazuje utjecaj trane brusilice uz odgovarajue bodove, dok dijagram 5.7

prikazuje bodovanje trane brusilice po materijalima

Dijagram 5.6 Prikaz bodovanja trane brusilice

Dijagram 5.7 Utjecaj materijala na okoli


16

Dijagram 5.8 predstavlja pojedinani rezultat proizvoda po bodovima za pojedine

negativnosti na koje djeluje.

Dijagram 5.8 Pojedinani rezultati proizvoda po bodovima za pojedine negativnosti


17

6. Zakljuak

U ovom seminarskom radu napravljena je procjena ivotnog vijeka trane brusilice.

Procjena je vrena pomou softvera Sima Pro 7.3.3. U ovom programu se koristi metoda Eco-

indicator99 koji nam pomae pri procjeni ivotnog vijeka, utjecaja na okoli, ljude, prikazuje

nam potrebne resurse za izradu pojedinih materijala i dijelova. Nedostatak ovog programa smo

imali u tome to smo mogli odrediti samo 5 razliitih vrsta materijala, ali i ovi rezultati su

dovoljno dobri kako bih dobili prikaze odreenih utjecaja materijala.

Na osnovu dobivenih rezultata, odnosno dijagrama mogue je uvidjeti nedostatke

konstrukcijskih i tehnolokih rjeenja kod postojeeg proizvoda. Iz posljednjih dijagrama 5.7.

i 5.8. vidljivo je da ovaj proizvod najvie utjee svojom razgradnjom na fosilna goriva

(maslinasto zelena boja), takoer da je kancerogen (crvena boja) gdje je bakar najutjecajniji i

utjee na respiratorni sustav.

Konstruktor bi trebao voditi rauna u procesu konstruiranja proizvoda te nai nain na

koji bi se proizvod to bolje reciklirao i to manje bio tetan okoliu i ljudskom zdravlju. To

znaci da bi se trebala smanjiti upotrebu plastike i elika koji imaju najvei utjecaj na

okoli. Aluminij ovdje nema nekog velikog utjecaja zato jer ga ima u malim koliinama pa ga

nije potrebno mijenjati, dok bakar najvie utjee na zdravlje zbog svoje kancerogenosti, ali

poto se nalazi u namotaju nezamjenjiv je zbog svojih svojstava.


18

7. Literatura

[1] Kljajin, M; Opali, M; Pintari,A: Recikliranje elektrinih i elektronikih proizvoda,

Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu, Slavonski Brod Zagreb Osijek, studeni 2006.

[2] Programski paket Sima Pro 7.3.3

Documents

Ekološki dizajn