Circularity measurement frameworks: development and application of a holistic model

The present research investigates the field of measurement frameworks within the Circular Economy (CE) context. In the current global manufacturing landscape, CE is a paramount strategy for enhancing sustainability, and increasing the value of products and services, while securing the procurement of the necessary resources. The evaluation of circularity performance helps the organisations understand the effectiveness of their efforts towards CE. Although several tools are available on the market, the great variance among them makes it difficult for companies to choose a viable option, leading them to develop their own assessment and decreasing the comparability of results. Thus, the businesses are interested in a standardised and holistic model that could also enable them to understand possible areas of improvement, marking the objective of this study. A Systematic Literature Review (SLR) has been conducted to analyse the State-of-the-Art, from which pivotal findings and gaps emerged. The results show that micro-level circularity frameworks are receiving growing attention. The models proposed in the literature tend to focus on circular archetypes and strategies, with recycle and reuse being the most considered ones. The documents underlined the need for environmental impact and energy measures, as well as materials’ quality and scarcity metrics, to be included in the frameworks, even though they might increase the complexity of the assessment. The practical tools mentioned in the papers, as well as the ones proposed by the grey literature, have been examined in the State-of-the-Practice. These frameworks were predominantly quantitative tools, structured in different modules that enhance the readability of results and ease the identification of possible improvements. In general, they are more limited in terms of factors considered, and the data required is more easily available. Based on the findings derived from the literature and the practice, a more holistic model has been developed in the form of an Excel-based assessment. The model is divided into six categories, resembling the structure of the practical tools available in the market, whereas the points mentioned by the literature have been integrated to provide more comprehensive indicators. A validation phase has been carried out with a real-world manufacturing company, whose score reflects its commitment to CE. The business praised the model for its completeness, precision and relevance. Overall, this study contributes to both literature and practice proposing a holistic and practical tool which can be used to evaluate performances, investigate possible scenarios and compare results, and that could inspire a future standard.

La presente ricerca indaga il campo dei modelli di misurazione nel contesto dell'Economia Circolare (EC). Nell'attuale panorama produttivo globale, l’EC è una strategia fondamentale per migliorare la sostenibilità e aumentare il valore dei prodotti e dei servizi, garantendo al contempo la fornitura delle risorse necessarie. La valutazione delle circolarità aiuta le imprese a capire l'efficacia dei loro sforzi verso l’EC. Sebbene sul mercato siano disponibili diversi strumenti, la grande varietà rende difficile per le aziende scegliere un'opzione valida, spesso portandole a sviluppare un proprio modello e diminuendo la comparabilità dei risultati. Le aziende sono quindi interessate a un modello standardizzato e olistico che possa anche consentire loro di individuare le possibili aree di miglioramento, il che rappresenta l'obiettivo di questo studio. Per analizzare lo stato dell'arte è stata condotta una revisione sistematica della letteratura, dalla quale sono emerse importanti osservazioni e lacune. I risultati mostrano che i modelli di circolarità a livello micro stanno ricevendo un'attenzione crescente. I modelli proposti in letteratura tendono a concentrarsi su archetipi e strategie circolari, tra i quali riciclo e riutilizzo sono i più approfonditi. I documenti sottolineano la necessità di includere nei modelli misure di impatto ambientale ed energetico, oltre a metriche sulla qualità e sulla scarsità dei materiali, rischiando però di aumentarne la complessità. Gli strumenti pratici citati nei documenti, così come quelli proposti dalla letteratura grigia, sono stati esaminati nello stato della pratica. Si tratta di strumenti prevalentemente quantitativi, strutturati in moduli che migliorano la leggibilità dei risultati e facilitano l'identificazione di possibili miglioramenti. In generale, sono più limitati in termini di fattori considerati e i dati richiesti sono più facilmente reperibili dalle aziende. Sulla base dei risultati ottenuti dalla letteratura e dalla pratica, è stato sviluppato un modello di valutazione più olistico, costruito su Excel. Il modello è suddiviso in sei categorie, che ricordano la struttura degli strumenti pratici disponibili sul mercato, mentre i fattori citati dalla letteratura sono stati integrati per fornire una copertura più ampia degli indicatori. È stata condotta una fase di convalida con una reale azienda manifatturiera, il cui punteggio riflette il suo impegno nei confronti dell’EC. L'azienda ha apprezzato il modello per la sua completezza, precisione e significatività. Nel complesso, questo studio contribuisce alla letteratura e alla pratica proponendo uno strumento olistico e utilizzabile dalle aziende per valutare le proprie prestazioni, indagare su possibili scenari e confrontare i risultati con altre imprese, e che potrebbe ispirare uno standard futuro.