Dalle tecnologie sostenibili alla sostenibilità tecnologica: un nuovo metodo per analizzare e progettare prodotti e processi

Nowadays, a key driver of change in the market is the focus on sustainability, which is increasingly important for business strategies and competitiveness. Technological progress, especially in manufacturing, is essential for businesses to reduce their environmental impact and contribute positively to the communities they serve. Using technology as a tool to promote sustainable practices highlights the expanding connection between innovation and sustainability. This connection, generally studied in terms of the sustainability of technological solutions, is instead addressed in this thesis with the aim of building a theoretical basis for technological sustainability seen as a possible fourth dimension of sustainable development. For this purpose, the thesis presents three interrelated studies that address the following research questions: 1. How can Industry 4.0 technologies be leveraged to develop and apply circular eco-design models in manufacturing? 2. How can technological sustainability be conceptualized and integrated into sustainable development frameworks? 3. How can technological sustainability be quantitatively assessed in manufacturing operations? In order to answer these RQs, the study was developed in 3 phases: 1. Proposition of a circular eco-design model that integrates Industry 4.0 technologies, smart data, Life Cycle Assessment methodology, and material analysis techniques. The model is applied to the Italian ceramic tile manufacturing industry, demonstrating the feasibility of re-engineering ceramic products to align with circular economy principles. 2. Development of a theoretical framework for technological sustainability, defining it as the ability of technology to support the long-term sustainability of manufacturing operations. 3. Validation of the conceptual model in an operational context, demonstrating its ability to quantitatively assess technological sustainability and identify areas for improvement. The framework considers the environmental, social, and economic impacts of technology, emphasizing its role in enhancing the sustainability of products and processes. The findings of these studies contribute to a broader understanding of technological sustainability in manufacturing, providing insights into its role in circular economy practices, sustainable product and process development, and the transition towards Industry 5.0. The research also offers practical guidance for manufacturing companies seeking to integrate technological sustainability into their operations.

Al giorno d'oggi, uno dei principali fattori di cambiamento del mercato è l'attenzione alla sostenibilità, sempre più importante per le strategie aziendali e la competitività. Il progresso tecnologico, soprattutto nel settore manifatturiero, è essenziale per le imprese per ridurre il loro impatto ambientale e contribuire positivamente alle comunità in cui operano. L'utilizzo della tecnologia come strumento per promuovere pratiche sostenibili evidenzia il crescente legame tra innovazione e sostenibilità. Questa connessione, generalmente studiata in termini di sostenibilità delle soluzioni tecnologiche, viene invece affrontata in questa tesi con l'obiettivo di costruire una base teorica per la sostenibilità tecnologica vista come una possibile quarta dimensione dello sviluppo sostenibile. A tal fine, la tesi presenta tre studi interrelati che affrontano le seguenti domande di ricerca: 1. Come si possono sfruttare le tecnologie dell'Industria 4.0 per sviluppare e applicare modelli di eco-design circolare nel settore manifatturiero? 2. Come si può concettualizzare e integrare la sostenibilità tecnologica nei quadri dello sviluppo sostenibile? 3. Come si può valutare quantitativamente la sostenibilità tecnologica nelle operazioni di produzione? Per rispondere a queste RQ, lo studio si è sviluppato in 3 fasi: 1. Proposta di un modello di eco-design circolare che integra tecnologie dell'Industria 4.0, smart data, Life Cycle Assessment e tecniche di analisi dei materiali. Il modello viene applicato all'industria italiana delle piastrelle di ceramica, dimostrando la fattibilità della reingegnerizzazione dei prodotti ceramici per allinearli ai principi dell'economia circolare. 2. Sviluppo di un quadro teorico per la sostenibilità tecnologica, definendola come la capacità della tecnologia di supportare la sostenibilità a lungo termine delle operazioni di produzione. 3. Validazione del modello concettuale in un contesto operativo, dimostrando la sua capacità di valutare quantitativamente la sostenibilità tecnologica e di identificare le aree di miglioramento. Il modello considera gli impatti ambientali, sociali ed economici della tecnologia, sottolineando il suo ruolo nel migliorare la sostenibilità di prodotti e processi. I risultati di questi studi contribuiscono a una più ampia comprensione della sostenibilità tecnologica nel settore manifatturiero, fornendo approfondimenti sul suo ruolo nelle pratiche dell'economia circolare, nello sviluppo di prodotti e processi sostenibili e nella transizione verso l'Industria 5.0. La ricerca offre anche una guida pratica per le aziende manifatturiere che cercano di integrare la sostenibilità tecnologica nelle loro attività.