Nuove tendenze nei materiali e transizione circolare. Progettazione di un applicativo per un approccio consapevole all'utilizzo sostenibile dei materiali

«Pánta rheî», «everything flows»: this well-known aphorism by Heraclitus describes the in fieri trait proper to humanity. Humanity itself has become aware that – to ensure sustainable evolution – a generic dynamism is not enough, but it is essential to steer this flow in the right direction. Since its very beginning, civilization has exploited tangible matter to manufacture artifacts in support of its activities: materials are therefore essential but finite resources. In order to keep materials worth intact it is fundamental that their flows do not undergo linear paths. To this end, many stakeholders are moving towards new patterns in which matter is channeled to closed loops and networks capable of absorbing traditionally discarded flows. The circular transition of materials is thus taking shape and this is just a part of the broader phenomenon of the ecological transition that aims to achieve the goals of sustainable development. In these processes, design can play a crucial role, both in selecting materials to be used in the products manufacturing and in conceiving completely new ones. This thesis starts from the contribution the designers can guarantee; then, the state of art of the materials that can now be drawn on is defined, focusing on the sustainability profile and on the circular potential of each family. The research is focused on new materials – defined as "sustainable native materials" – which aim to ensure a lower impact and/or greater circularity through various strategies. The research path identifies those parameters that can strongly influence the sustainable use of materials and should be monitored during the material selection phase; an analysis on 21 material libraries is also carried out to investigate whether, how and how effectively these parameters are described and organized. In the project part, sustainable native materials landscape is explored by identifying 250 innovative materials, belonging to various categories and differenciated on developmental state; subsequently, a selection of 95 case studies is systematized in a tailor-made framework developed to exhaustively describe the relevant parameters for sustainability. The resulting database is made accessible by designing a platform – called Sustainable Native Materials Platform (SuNMaP) – that allows users to discover the new materials proposals, listed and indexed there. Thus, a conscious evaluation of the materials eco-properties is made easier with the support of specific guidance tools implemented in the application. In conclusion, a general overview of sustainable native materials is drawn starting from the material sample analysed; the "circular" characterization of the candidates is mapped by synoptically displaying material data and offering vertical focuses on the origin of resources, end-of-life options, certifications, impacts, etc. This mapping points out that these new materials show a huge potential and may prove to be good allies for eco-design purposes, but they are still too immature to fully replace traditional alternatives; aspects such as economic competitiveness, industrial-scale production and recyclability require further development.

«Pánta rheî», «Tutto scorre»: il noto aforisma di Eraclito descrive il carattere in fieri proprio dell'umanità. E l'umanità stessa ha preso coscienza che – per garantire un'evoluzione sostenibile – non è sufficiente una generica dinamicità, ma è essenziale orientare correttamente questo fluire. Fin dagli albori, la civiltà ha attinto alla materia tangibile per realizzare manufatti a supporto delle sue attività: i materiali sono dunque risorse essenziali, ma finite. Per preservarne intatto il valore è indispensabile che i loro flussi non siano destinati alla deriva lineare. A tale scopo, vari stakeholder si stanno muovendo verso nuovi schemi che convogliano la materia in cicli chiusi e in reti in grado di assorbire flussi tradizionalmente scartati. Si sta così concretizzando la transizione circolare dei materiali, parte integrante del più ampio quadro della transizione ecologica che mira a raggiungere gli obiettivi dello sviluppo sostenibile. In questi processi il design può avere un ruolo importante, selezionando i materiali con cui realizzare i prodotti e concependone di nuovi. Ed è dal contributo dei progettisti che il presente elaborato prende le mosse; a seguire, viene delineato lo stato dell'arte dei materiali a cui oggi è possibile attingere, focalizzandosi sul profilo della sostenibilità e sul potenziale circolare di ciascuna famiglia. Il fulcro della ricerca è costituito dai nuovi materiali che, attraverso varie strategie, mirano a garantire un minor impatto e/o una maggior circolarità, definiti "sustainable native materials". Nel percorso vengono individuati i parametri che si possono rivelare determinanti ai fini di un uso sostenibile dei materiali, da monitorare in fase di material selection; viene inoltre condotta un'analisi su 21 materioteche per indagare se, come e con che efficacia tali parametri sono descritti e organizzati. In fase progettuale, il panorama dei sustainable native materials viene esplorato individuando 250 materiali innovativi, differenti per tipologia e livello di sviluppo; di seguito, una selezione rappresentativa di 95 di questi casi studio è sistematizzata in un framework sviluppato ad hoc per descrivere esaustivamente i parametri rilevanti per la sostenibilità. Il database di materiali risultante viene poi reso accessibile attraverso la progettazione di una piattaforma, denominata Sustainable Native Materials Platform (SuNMaP), che permette ai fruitori di scoprire queste nuove proposte – lì schedate e indicizzate – e valutarne consapevolmente le eco-proprietà, anche grazie al supporto di specifici strumenti orientativi implementati nell'applicativo. A conclusione del lavoro, viene mappato il panorama complessivo dei sustainable native materials a partire dal campione in analisi, visualizzando in maniera sinottica la caratterizzazione dei candidati in chiave circolare, offrendo focus verticali su origine delle risorse, opzioni fine vita, certificazioni, impatti, ecc. Da esso emerge che questi nuovi materiali sono carichi di potenziale e possono rivelarsi alleati per l'ecodesign, ma sono ancora acerbi per soppiantare in toto le alternative tradizionali; nodi quali la competitività economica, la scalabilità industriale e l'effettiva riciclabilità necessitano infatti di ulteriori sviluppi.