Enabling circular economy in fashion supply chains: optimizing textile collection bin location in Milan

Urban textile collection is a critical first-mile operation in circular fashion supply chains, since reuse and recycling depend on the ability to capture sufficient post-consumer textiles with acceptable quality. However, existing collection networks are often determined by past siting decisions rather than an explicit design based on spatial demand, user accessibility, and cost. As a result, some neighborhoods remain underserved while other areas have redundant capacity. This can lead to uneven service levels across neighborhoods and inefficient infrastructure use, while providing limited quantitative support for deciding where bins should be located and how many are required. This thesis addresses this problem by developing an optimization-based decision support framework for the design of an urban textile drop-off network in Milan, coupling spatial accessibility with heterogeneous reusable textile potential and annualized infrastructure costs. The methodology constructs a geospatial representation of Milan that links local demand points, candidate bin locations, and socio-economic information used to estimate the reusable textile potential. An optimization model is then solved to choose which sites should be active, maximizing annual net benefit defined as captured-value minus annualized costs. The optimized networks are benchmarked against the current configuration and analyzed in two planning contexts: reconfiguration of the existing system and a greenfield design. Results show that optimized configurations improve expected capture of reusable textiles while remaining economically efficient. This focus on reusable textiles directly supports the objectives of circular economy by increasing the amount of material that can be reintroduced into the value chain through reuse, recycling, or upcycling, rather than being treated as residual waste. The redesign solution achieves service levels comparable to the greenfield design with a smaller infrastructure footprint and lower annualized cost, indicating that relocation and consolidation of existing assets can deliver most of the performance gains of a clean-slate network. Sensitivity analysis confirms that the service radius is the dominant driver of infrastructure scale and cost, while socio-economic weighting mainly affects captured quantities and value. Overall, the proposed framework provides a transparent and transferable tool for municipalities to redesign textile collection infrastructure and quantify decision-relevant trade-offs between service level, investment, and circular recovery potential.

La raccolta urbana dei tessili rappresenta un’operazione cruciale del primo miglio nelle filiere circolari della moda, poiché il riutilizzo e il riciclo dipendono dalla capacità di intercettare quantità sufficienti di tessili post-consumo con un livello di qualità accettabile. Tuttavia, le reti di raccolta esistenti sono spesso il risultato di decisioni di localizzazione stratificate nel tempo, più che di una progettazione esplicita basata su domanda spaziale, accessibilità per gli utenti e costi. Di conseguenza, alcuni quartieri risultano sottoserviti mentre altre aree presentano capacità ridondante. Questo può generare livelli di servizio disomogenei tra zone e un utilizzo inefficiente delle infrastrutture, offrendo al contempo un supporto quantitativo limitato per stabilire dove collocare i contenitori e quanti ne siano necessari. Questa tesi affronta il problema sviluppando un framework di supporto alle decisioni basato su ottimizzazione per la progettazione di una rete urbana di conferimento dei tessili a Milano, integrando accessibilità spaziale, potenziale eterogeneo di tessili riutilizzabili e costi infrastrutturali annualizzati. La metodologia costruisce una rappresentazione geospaziale di Milano che collega punti di domanda locali, localizzazioni candidate per i contenitori e informazioni socio-economiche utilizzate per stimare il potenziale di tessili riutilizzabili. Successivamente, viene risolto un modello di ottimizzazione per selezionare quali siti debbano essere attivi, massimizzando il beneficio netto annuo definito come valore catturato meno costi annualizzati. Le reti ottimizzate sono confrontate con la configurazione attuale e analizzate in due contesti di pianificazione: la riconfigurazione del sistema esistente e una progettazione greenfield. I risultati mostrano che le configurazioni ottimizzate migliorano la cattura attesa di tessili riutilizzabili mantenendo al contempo un’elevata efficienza economica. Questo focus sui tessili riutilizzabili supporta direttamente gli obiettivi dell’economia circolare, aumentando la quota di materiale che può essere reintrodotta nella catena del valore tramite riuso, riciclo o upcycling, invece di essere trattata come rifiuto residuo. La soluzione di redesign raggiunge livelli di servizio comparabili alla progettazione greenfield con un’impronta infrastrutturale più contenuta e un costo annualizzato inferiore, indicando che la rilocalizzazione e la razionalizzazione degli asset esistenti possono garantire la maggior parte dei guadagni prestazionali di una rete progettata da zero. L’analisi di sensibilità conferma che il raggio di servizio è il principale driver della scala infrastrutturale e dei costi, mentre la pesatura socio-economica influisce soprattutto sulle quantità catturate e sul valore generato. Nel complesso, il framework proposto fornisce uno strumento trasparente e trasferibile per supportare i comuni nella riprogettazione delle infrastrutture di raccolta dei tessili e nel quantificare trade-off rilevanti tra livello di servizio, investimenti e potenziale di recupero circolare.