Luzazul. A product service system design approach in creating sustainable lighting systems in the context of favelas in Rio de Janeiro

This master thesis is based on the curiosity of how to design a sustainable, eco-friendly and futuristic light solution for favelas in Rio de Janeiro. It is divided into four main parts: prolog; background knowledge; research questions, hypothesis and methodology; and the project itself. The first part of this thesis will give a profound theoretical background in order to analyze the given situation. This includes what designing sustainability actually means and how Product Service System innovation as well as social innovation can be implemented on a sustainable level. In addition, the prospects of a sustainable Product Service System Design are defined in order to design a proper sustainable PSS. Subsequently a pathway for a PSSD approach in favelas in Rio de Janeiro is given. This is important in order to get a first idea of the design opportunities in this deprived area. This is followed by context analysis of favelas in Rio de Janeiro in order to outline the current circumstances, the history, the geographical situation as well as the problems locals are facing. Here first a short introduction with main facts of Rio is presented to get an overview of the people and the city itself. Then a definition of favelas is given. Furthermore, the reasons for their development and how they can be characterized has been analyzed. This serves as a basis for further processing as it subsequently will be elaborated and what the general living conditions in favelas are. In order to make detailed investigations and to obtain more exact information and data, four favelas have been examined carefully and analyzed more precisely. To underline these findings the chapter „Life with a view of the Sugarloaf Mountain - A diary“ with personal experience and insights has been added. In order to come up with a problem based design idea it was important to then identify the problems in favelas. This includes problems of social- and economic structures, physical- and social infrastructures, domestic circumstances, drugs, crime and corruption. Summing up the outcome of these context analysis the chapter „lessons learned“ gives a conclusion of what is needed and what the main design criteria are. Furthermore, a graphic illustrates an overview of the diverse problems. Subsequently an evaluation of the different problems has been made. The evaluation is based on the findings from before and based on seven criteria which conduce to classify the problems into a hierarchy: innovation and its potential, sustainability, social benefits, realizability, creation of new jobs, ensure a steady income and involvement of locals. It has been found out that the problem of light is one of the biggest problems, also it has the highest potential to focus on, since it could solve even more than one problem on a sustainable level. To answer the question of how the problem of light in favelas, or the like, can be solved thru a sustainable PSSD in the following part of the thesis an exploration of ten different case studies, focusing only on electricity or rather light, has been made to point out sustainable and successful approaches / innovations, as well as future scenarios. This part is also very important for the process of this thesis because hereby it was possible to outsource already existing design solutions in the context of socially deprived areas. In addition, these case studies conduced as a reference for the further development of this work and as an inspiration. Here each case study is analyzed by seven parameters: title of the project, place, results, promoter, concept, point of interest id est what can be considered relevant for this thesis and keywords. The case studies have been clustered into five main principles of light generation: solar panels / photovoltaic, chemically, unknown, LEDs and micro-grid. In order to clarify the lessons learned from this chapter the cluster is illustrated in a graphic, followed by a word cloud. The chapter of „lessons learned“ sums the findings up and observes them critically - especially pros and cons of each concept are pointed out. This chapter also reveals that several problems can be solved thru a sustainable PSSD focusing on light. In the third part of the thesis research questions, a hypothesis and methodologies are stated. It is explained why this thesis aims a different, a bionic or better bioluminescent, approach / outcome. In order to outline the project four main questions have to be answered. This includes to identify what bioluminescence actually means, how it works and how it can be applied. In this connection space, cost, functioning and interaction are parameter to take into consideration. The second research question is how bioluminescence can be applied / used to tackle the problem of light. Also the following part of the thesis should clarify how Favelados can be involved into the design process and its outcome and what type of service is necessary to make the project work in the environment of a favela. In the chapter of methodology it is framed which methods and tools will lead to a successful outcome. It is also elaborated why which method has been chosen. The fourth main part of the thesis will first outline the project. The theoretical findings will be transformed and implemented into a sustainable Product Service System Design solution based on bionics or rather bioluminescence in the context of favelas in Rio de Janeiro. A documentary of the bioluminescent bacteria will be done in order to evaluate their requirements, if the idea is feasible and if the project idea is applicable. Furthermore, interviews with locals have been done and thereby personas could be created. This is a major part of the project as it is fundamental to include locals and in order to proof that the concept is applicable. This in turn will lead to a final design concept or better a product service system design which should be exemplary for this work process, taking all the findings into consideration. Afterwards content will be generated and implemented into a workshop for on-hand testing and experiences. This workshop is based on learn, look, ask and try methods and it will proof if the concept is working. It should test the essence of the design concept within its probable context of use and should highlight the ways particular design ideas serve different user needs. By taking bioluminescent bacteria as a potential design solution this proposal constitutes a new vision and approach of solving the problem of electricity, more precisely light, in favelas in Rio. It should be a possibility for a long term transformation, saving finite resources, making people more aware of a sustainable lifestyle, improving their lives and driving them thru this design concept towards a new way of light generation for a more sustainable future. The aim of this work therefore is to investigate the methods of bioluminescent organisms and to identify, transform and apply the principles of bioluminescence as basis for a Product Service System Design. The outcome should not only be sustainable, but also eco-friendly, forward-looking and futuristic. This thesis in general should provide a basis and should be a starting point for future scenarios and projects using bioluminescence as a design solution.

Questa tesi di Laura Magistrale é nata dalla ricerca di come progettare una soluzione luminosa sostenibile, a basso impatto ambientale e futuristica per le favelas di Rio de Janeiro. 
 Il lavoro é diviso in quattro parti principali: il prologo; le informazioni sul contesto; le domande speculative; l’ipotesi progettuale; la metodologia annessa ed il progetto in se. 
 La prima parte é una profonda analisi teorica che serve ad entrare nell’argomento trattato. Essa include una spiegazione di cosa significa progettare una soluzione sostenibile ed inoltre di come il Product Service System Design e l’innovazione sociale possano essere usati come leve stesse di sostenibilità. E’ stata aggiunta una visione di come é possibile progettare un Sistema di Prodotti e Servizi sostenibile per le favelas di Rio de Janeiro. Ciò é utile per intravvedere come il design dei servizi contribuisca al miglioramento di aree contestualmente in bisogno. 
 A ciò è segue poi un analisi di insieme delle favelas di Rio che analizza le circostanze attuali, l’origine della stesse, il contesto geografico ed i principali problemi che vengono riscontrati dalla popolazione locale. Una presentazione del contesto di Rio viene proposta e viene fatta anche una definizione di favelas. Essa serve come base sulla quale analizzare e capire le condizioni generali di vita in una favelas. Per proporre una ricerca più dettagliata ed ottenere cosi dei dati di maggiore utilità quattro principali favelas sono state analizzate. Per sottolineare questi risultati è stato aggiunto il capitolo “Il Diario “La vita con una vista sul monte Pan di Zucchero" con esperienza personale e approfondimenti. Ciò include problemi di strutture socio-economiche, infrastrutture fisiche e sociali, circostanze interne, droghe, criminalità e corruzione. Riassumendo i risultati di queste analisi di contesto, il capitolo "lezioni apprese" fornisce una conclusione su ciò che è necessario e su quali sono i principali criteri di progettazione. Inoltre, un grafico illustra una panoramica dei diversi problemi. Successivamente è stata fatta una valutazione. La valutazione si basa sui risultati di prima e sulla base di sette criteri che portano a classificare i problemi in una gerarchia: l'innovazione e il suo potenziale, la sostenibilità, i benefici sociali, la realizzabilità, la creazione di nuovi posti di lavoro, assicurare un reddito costante e il coinvolgimento dei locali. È stato scoperto che il problema della luce è uno dei problemi più grandi, anche il più alto potenziale su cui concentrarsi, poiché esso é la chiave per risolvere numerosi problemi in maniera sostenibile. 
 Per rispondere alla domanda su come il problema della luce nelle favelas, o simili, può essere risolto attraverso un PSSD sostenibile nella parte successiva della tesi, è stata fatta un'esplorazione di dieci casi studio diversi, focalizzati solo sull'elettricità o piuttosto sulla luce in modo da indicare approcci / innovazioni sostenibili e di successo, nonché scenari futuri. Questa  sezione è anche molto importante durante lo svolgimento di questa tesi perché con la presente è stato possibile esternalizzare soluzioni progettuali per aree socialmente svantaggiate. Inoltre, questi casi studio sono servito come riferimento per l'ulteriore sviluppo del progetto e come ispirazione. Ogni singolo case study è stato analizzato in base a sette parametri: il nome del caso studio, il luogo, i risultati, il promotore, il concetto, il punto di interesse che può risultare utile per questa tesi e le parole chiave. I casi studio sono stati raggruppati in cinque gruppi principali della generazione di luce: pannelli solari / fotovoltaici, chimicamente, sconosciuti, LED e micro-griglia. Al fine di chiarire le lezioni apprese da questo capitolo, il cluster è illustrato in un grafico. Il capitolo delle "lezioni apprese” riassume le scoperte e le osserva in modo critico - in particolare vengono messi in evidenza i pro e i contro di ogni caso studio. Questo capitolo rivela anche che diversi problemi possono essere risolti attraverso un PSSD sostenibile incentrato sulla luce. 
 Nella terza parte della tesi vengono dichiarate ipotesi e metodologie. Viene illustrato il motivo per il quale questa tesi mira ad un approccio / esito basato sulla bioluminescenza. Per delineare il progetto, è necessario rispondere a quattro domande principali. Ciò include l'identificazione di cosa significhi effettivamente la bioluminescenza, come funziona e come può essere applicata. In questo contesto spazio, costo, funzionamento e interazione sono parametri da tenere in considerazione. La seconda analisi si basa sulla ricerca di come la bioluminescenza può essere applicata / utilizzata per affrontare il problema della luce. La terza parte della tesi chiarisce come i Favelados possano essere coinvolti nel processo di progettazione e il suo esito e quale tipo di servizio sia necessario per far funzionare il progetto nell'ambiente di una favela. Nel quarto capitolo vengono inquadrati i metodi e strumenti che potrebbero portare ad un esito positivo. 
 La quarta parte principale della tesi spiega ciò che dovrebbero essere i futuri passaggi del progetto: i risultati teorici verranno trasformati ed implementati in una soluzione di sistema di servizio di prodotto basata sulla bioluminescenza nel contesto delle favelas a Rio de Janeiro. Sarà realizzato un documentario sui batteri bioluminescenti per valutare le loro esigenze, se l'idea è fattibile e se l'idea del progetto è applicabile. Inoltre, sono state fatte interviste con i locali e quindi é stato possibile creare delle personas. Questa parte é risultata importante poiché permette di capire come i locali valutano l’idea di prodotto servizio analizzata. Successivamente i risultati verranno analizzati in un workshop con le persone. Il workshop sarà basato sull’apprendimento e metterà alla prova i metodi ed i concetti in questione. Ciò dovrebbe servire a mettere sotto stress l'essenza del concept di progetto all'interno del contesto di utilizzo e dovrebbe evidenziare i modi in cui particolari idee di progettazione soddisfano le diverse esigenze degli utenti. 
 Prendendo i batteri bioluminescenti come potenziale soluzione progettuale, questa proposta costituisce una nuova visione e un nuovo approccio per risolvere il problema della luce, nelle favelas di Rio. Vorrebbe essere un ipotesi di trasformazione a lungo termine, che permetta di risparmiare risorse limitate e rendere le persone più consapevoli di uno stile di vita sostenibile. 
 Questa tesi si vuole porre come una base e punto di partenza per futuri studi in materia di bioluminescenza come soluzione progettuale.