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IB Tecnología del Diseño · NM

C2.2 — Diseño para una economía circular

Pregunta de orientación: ¿Cómo minimizan los diseñadores/as los residuos y reducen los desechos y la contaminación causados por los productos?

Unidad3 · Diseño para la sostenibilidad
Horas2 h
TemaC. Diseño en contexto
Subtemas2.2.1 – 2.2.5
AlumnoFernando Ortega
Unidad3 · Diseño para la sostenibilidad
TemaC. Diseño en contexto
Subtemas2.2.1 – 2.2.5
Índice de todas las unidadesdt.nandomedia.info
2.2.1

Qué es una economía circular

Definición oficial (Guía)

Una economía circular es un sistema de bucle cerrado en el que los recursos se reutilizan continuamente.

Definición del glosario

Economía circular: modelo económico en el que los recursos permanecen en uso el mayor tiempo posible, de los que se extrae el máximo valor mientras están en uso, y los productos y materiales se recuperan y regeneran al final del ciclo de vida del producto.

Enfoque lineal: modelo económico que se basa en el enfoque de extraer, producir y desechar, lo que conduce al agotamiento de los recursos y la generación de residuos.

El alumnado debe ser capaz de: comparar y contrastar un enfoque lineal y la economía circular.

La economía circular es una economía basada en el uso de fuentes de energía renovables y en el reciclaje de materiales para crear una economía sostenible. Su intención es imitar los procesos de un ecosistema biológico: en la naturaleza no existe el concepto de «residuo», porque el desecho de un organismo es el alimento de otro. Se opone al modelo económico relativamente lineal que predomina hoy, en el que se usan fuentes de energía no renovables para crear productos que, al final de su vida, se entierran en vertederos o se incineran — la llamada economía de «extraer, fabricar, consumir, desechar».

El bucle abierto frente al bucle cerrado

Extraer
→
Fabricar
→
Usar
→
Desechar

Enfoque lineal: el flujo de recursos es unidireccional y termina en residuo.

Recurso
→
Diseñar y fabricar
→
Envasar y distribuir
→
Minorista y consumidor
→
Mantener y reparar
→
Reutilizar y redistribuir
→
Reacondicionar y remanufacturar
→
Recuperar y reciclar
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Recurso

Economía circular: el material vuelve al principio por el bucle más corto posible. Los bucles interiores (mantener, reutilizar) conservan más valor que los exteriores (reciclar).

Kirchherr y otros (2017) definieron la economía circular como «un sistema económico que sustituye el concepto de fin de vida por la reducción y, alternativamente, la reutilización, el reciclaje y la recuperación de materiales en los procesos de producción, distribución y consumo». Busca desarrollar un sistema de bucle cerrado que mantenga la integridad de los recursos naturales y de los ecosistemas, minimizando de forma sostenible los residuos y los contaminantes y mejorando la eficiencia de los recursos en la producción, la distribución y el consumo.

Comparación directa (tabla de examen)

AspectoEnfoque linealEconomía circular
Lema«Extraer, fabricar, desechar».«Reutilizar, reciclar, recuperar».
RecursosExtracción, procesado y consumo de recursos finitos.Fomenta el uso de recursos renovables (energía y materiales) y de materiales reciclados.
ResiduosGenera altos niveles de residuo que acaba en vertedero o incineración.La reducción de residuos se consigue en la fase de diseño.
Impactos ambientalesSignificativos y acumulativos en el tiempo.Prácticas menos dañinas y respetuosas con el medio ambiente.
Objetivo principalEficiencia productiva, consumo de mercado y beneficio.Mantener el valor del material en circulación el mayor tiempo posible.
Fin de vidaEs el final del recorrido.No existe: es la entrada de otro ciclo.

Ejemplos reales de bucle cerrado

  • PET en la industria de bebidas: el tereftalato de polietileno de las botellas se recoge, se limpia y se reprocesa para fabricar botellas nuevas — es el caso clásico de reciclaje en bucle cerrado citado por el libro de texto.
  • Papel y cartón: se recogen y reprocesan continuamente; el vidrio usado se recicla en botellas nuevas.
  • Plan de Acción para la Economía Circular (Comisión Europea, 2020): forma parte del Pacto Verde Europeo. Mediante medidas legislativas y no legislativas, actúa sobre cómo se diseñan los productos, impulsa los procesos de economía circular, fomenta el consumo sostenible y busca prevenir el residuo y reducir al mínimo la pérdida de recursos. El programa persigue la neutralidad climática de la UE —una economía con emisiones netas cero de gases de efecto invernadero— y detener la pérdida de biodiversidad.
  • China: también legisla para mejorar la eficacia y la eficiencia de su economía circular. Trabaja con ciclos de cinco años: el Gobierno revisa y actualiza sus objetivos de sostenibilidad y de crecimiento económico en cada ciclo.

Error típico en el examen

  • Economía circular no es sinónimo de «reciclar mucho». El reciclaje es el bucle más exterior y el que más valor destruye (hay que fundir, triturar, reprocesar). Un modelo circular bien diseñado prioriza, en este orden: mantener y reparar → reutilizar y redistribuir → reacondicionar y remanufacturar → reciclar.
  • Tampoco es lo mismo que «diseño para la sostenibilidad» (C2.1): un producto puede ser muy sostenible en su fabricación y aun así no encajar en una economía circular si no se puede desmontar ni recuperar.
2.2.2

Eliminar residuos y contaminación

Definición oficial (Guía)

El objetivo de la economía circular es eliminar los residuos y la contaminación a lo largo de todas las etapas del ciclo de vida de un producto.

Definición del glosario

Desmaterialización: reducción de la energía y del material total de cualquier producto y servicio.

El alumnado debe ser capaz de: discutir cómo se pueden diseñar productos de forma que se eliminen los residuos y la contaminación, como el diseño para la longevidad, la capacidad de actualización, el desmontaje y la desmaterialización.

La frase clave del punto es «a lo largo de todas las etapas». No basta con gestionar bien el residuo al final: la forma más eficaz de reducirlo es atacar el problema en la fase de diseño, siguiendo las directrices del diseño para la fabricación (DfM). Estas directrices favorecen la selección eficiente de materiales y la facilidad de montaje, desmontaje, reparación, recuperación y reciclaje.

Las estrategias «diseño para…»

Diseño para los materiales

Mecanismo por el que el diseñador selecciona los materiales adecuados reduciendo sustancias tóxicas, residuos peligrosos, emisiones contaminantes y la cantidad de material necesaria. Siempre que se pueda se especifican materiales monocomponente para el moldeo, y los materiales reciclables se marcan para identificarlos después (los códigos de identificación de resinas del 1 al 7: PET, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS y «otros»). Las mismas medidas se aplican al embalaje.

Diseño para el proceso

Reduce la energía consumida, el número de procesos de producción, los residuos generados y las emisiones. Disminuye el número de piezas que requieren operaciones adicionales: cromado, pintura, impresión, etiquetado, inserción de tornillos, sellado, remachado y soldadura.

Diseño para el montaje

Analiza componentes y subconjuntos para minimizar costes reduciendo el número de piezas y maximizando la eficiencia del proceso de montaje. También importa qué herramientas se usan: es preferible reducir el número y la variedad de fijaciones y de tipos de herramienta.

Diseño para el desmontaje

La contracara del anterior: el producto se concibe para poder separarse en sus materiales y componentes sin destruirlos. Es la condición técnica que hace posible la recuperación, y por tanto el requisito de entrada a la economía circular.

Diseño para la longevidad

Se centra en crear productos que duren más, reduciendo así el residuo y mejorando la sostenibilidad. Se solapa con otras estrategias, pero sus consideraciones clave son:

Claves del diseño para la longevidad (libro de texto)

  • Incorporar vías de reparabilidad y de actualización.
  • Especificar materiales de alta calidad que aguanten el desgaste.
  • Crear diseños clásicos, de atractivo atemporal, que no pasen de moda.
  • Usar los recursos de forma eficiente al fabricar y al desechar.
  • Provocar una respuesta emocional que conecte al propietario con el producto — a lo que se le tiene cariño no se tira.
  • Diseñar componentes modulares que permitan cambiar unidades concretas para actualizar tecnología o repararlas.

La capacidad de actualización (upgradability) merece atención propia: si la parte que se queda obsoleta es solo una (el procesador, la batería, el sensor), diseñarla como módulo independiente evita tirar todo lo demás, que sigue siendo perfectamente funcional. Es el motivo por el que la obsolescencia programada y la economía circular son incompatibles.

Desmaterialización

La desmaterialización puede definirse como la reducción progresiva de la cantidad de energía o de material empleada para fabricar un producto, y se corresponde con el objetivo de minimización de residuos. Impacta en todas las etapas del ciclo de vida: extracción, ecodiseño, producción limpia, consumo consciente y reciclaje.

Formas de desmaterializar

  • Miniaturizar: productos más pequeños y ligeros que hacen lo mismo con menos material.
  • Sustituir lo físico por lo digital: el correo electrónico ha sustituido al fax y ha reducido el flujo de correo postal, hasta el punto de que muchos países están recortando y replanteando sus servicios postales. La música en streaming sustituye por completo al soporte físico.
  • Sustituir producto por servicio: teletrabajo en lugar de desplazamiento; alquiler en lugar de compra.
  • Concentrar: el sistema británico Splosh vende un kit inicial de envases reutilizables y luego recargas concentradas en sobres: menos embalaje, menos peso transportado y menos energía. Reutilizar una botella 20 veces reduce en torno al 95 % el residuo de envase.

Matiz importante: la paradoja de Jevons (efecto rebote)

  • Desmaterializar no significa que el uso total de materiales vaya a bajar: si aumenta la producción, el consumo global de material puede crecer aunque el material por unidad disminuya gracias a los cambios de diseño y a la miniaturización.
  • En 1865, el economista inglés William Stanley Jevons observó que la mayor eficiencia de las nuevas máquinas de vapor provocó más consumo de carbón, no menos, porque abarató y expandió el uso del vapor. El crecimiento económico y demográfico interactúan con estos factores.
  • Conclusión para el examen: la eficiencia por sí sola no garantiza la reducción de impacto; hace falta acompañarla de decisiones sobre el volumen total de consumo.

Principios de diseño que sostienen todo lo anterior

De la cuna a la cuna (cradle to cradle)

El diseño contempla todo el proceso, desde el origen del material hasta su reincorporación a un ciclo nuevo. Se opone al cradle to grave (de la cuna a la tumba), propio del diseño verde y del enfoque lineal.

Biomimética

Diseño inspirado en la naturaleza. Es especialmente pertinente aquí porque en los ecosistemas naturales no existe el residuo: todo desecho es nutriente de otro proceso. La economía circular es, en el fondo, un intento de imitar esa propiedad.

Técnicas innovadoras que facilitan el desmontaje

  • Tornillos con memoria de forma: al calentarlos por encima de cierta temperatura cambian de forma y se aflojan solos, permitiendo el desmontaje automático de un lote entero.
  • Placas de circuito y adhesivos solubles: se disuelven en un baño específico y liberan los componentes electrónicos intactos para reutilizarlos.
  • Clips y encajes a presión en lugar de tornillos o pegamento: abaratan el montaje y hacen reversible la unión.
  • Bioplásticos: pueden regresar al medio ambiente sin dejar tóxicos (ver 2.2.3).

Jerarquía de gestión de residuos

Prevención
→
Minimización
→
Reciclaje
→
Valorización energética
→
Eliminación

De la opción más favorecida (izquierda) a la menos favorecida (derecha). El diseñador trabaja en el extremo izquierdo.

Métodos concretos de reducción de residuos (libro de texto)

  • Recuperación y reutilización del producto.
  • Producir bajo pedido para eliminar el exceso de oferta.
  • Optimizar la producción para reducir el desperdicio.
  • Evitar embalajes innecesarios.
  • Sustituir materiales por otros que favorezcan el reciclaje.
  • Usar equipos e iluminación energéticamente eficientes.
  • Diseñar el almacenaje para que el producto no se deteriore.
  • Aplicar prácticas de control de calidad que reduzcan los rechazos por mala calidad.

Por último, recuerda que la contaminación y el residuo aparecen en todas las etapas de fabricación —extracción de materia prima, transporte, procesado, manufactura y embalaje— y adoptan muchas formas: exceso de calor, gases de escape, vertidos químicos, piezas rechazadas y embalaje sobrante.

2.2.3

Materiales biodegradables

Definición oficial (Guía)

Un objetivo de la economía circular es incorporar materiales biodegradables.

Definición del glosario

Material biodegradable: material que se descompondrá en sustancias básicas por la acción de microorganismos cuando se encuentre en un entorno con suficiente agua, oxígeno, temperatura y nutrientes.

El alumnado debe ser capaz de: discutir por qué los materiales biodegradables son un material preferente en un modelo de economía circular.

Fíjate en la condición que incluye la definición oficial: el material solo se degrada si hay entorno adecuado (agua, oxígeno, temperatura y nutrientes suficientes). Un plástico «biodegradable» enterrado en un vertedero compactado y sin oxígeno puede durar décadas. Esa letra pequeña es lo que separa una buena respuesta de una mediocre.

Por qué son el material preferente

Los materiales biodegradables son preferentes en una economía circular porque cumplen los principios clave del modelo: apoyan los objetivos de sostenibilidad, reducen los residuos y gestionan los recursos con la máxima eficiencia.

Las cinco razones que da el libro de texto

  • Aprovechan procesos biológicos: los microorganismos descomponen el material en agua, minerales y materia orgánica.
  • Devuelven nutrientes al suelo y reducen el residuo en vertederos y en los medios acuáticos.
  • Menos gases de efecto invernadero: su descomposición genera menos emisiones que la de sus alternativas no biodegradables.
  • Ventaja económica: la reducción de costes de gestión de residuos y el uso de residuo reciclado ayudan a cumplir los objetivos financieros.
  • Cumplimiento normativo: los gobiernos están aprobando regulaciones que favorecen los materiales biodegradables; cumplirlas evita multas y cargas financieras innecesarias.

Encajan además de forma natural con el ciclo biológico del modelo de cuna a cuna: mientras los minerales y los metales circulan indefinidamente por un ciclo técnico cerrado, los materiales de origen biológico pueden salir del sistema sin dejar residuo, compostándose y regenerando el suelo. Son, por tanto, la pieza que cierra la mitad orgánica del bucle.

Ejemplos reales

  • Envase alimentario de cartón compostable: ejemplo del libro de texto (Meanwell Packaging); se composta con los restos de comida que contiene, evitando la separación manual.
  • PLA (ácido poliláctico): bioplástico obtenido del almidón de maíz o de caña de azúcar. Aparece en el sistema de códigos de resina dentro del grupo 7 («otros»). Matiz crítico: es compostable solo en instalación industrial, a temperaturas en torno a los 58 °C; en el compostador de casa o en el mar no se degrada bien.
  • Micelio (raíz de hongo) como embalaje: crece sobre residuos agrícolas dándoles forma en un molde y se composta en el jardín en semanas; sustituye al poliestireno expandido de protección. (Elaboración propia, tecnología comercial verificable.)
  • Aceite de linaza como conservante de la madera: tratamiento natural y biodegradable, frente a los protectores sintéticos con biocidas. (Elaboración propia.)

No confundas estos tres términos

  • Biodegradable: se descompone por acción de microorganismos, si el entorno lo permite. No dice cuánto tarda ni qué deja atrás.
  • Compostable: se biodegrada en un plazo y unas condiciones definidos por norma y deja un compost útil, sin residuos tóxicos.
  • De origen biológico (biobasado): hecho a partir de biomasa. No implica que sea biodegradable — hay bioplásticos biobasados químicamente idénticos al plástico fósil y tan persistentes como él.
2.2.4

Recuperar y restaurar

Definición oficial (Guía)

Un objetivo de la economía circular es recuperar y restaurar productos, componentes y materiales.

Definición del glosario

Normativa de devolución: leyes que obligan a fabricantes a recuperar los productos al final de su vida útil para su eliminación o reciclaje. También conocida como «responsabilidad ampliada del productor».

El alumnado debe ser capaz de: discutir cómo los diseñadores/as pueden considerar la recuperación y restauración de productos, componentes y materiales a través de la normativa de devolución, la reutilización, la reparación, el reacondicionamiento o el reciclaje.

Las estrategias de mitigación de residuos están pensadas para reducir o eliminar el volumen de material que se pierde en los métodos de eliminación al final de la vida útil. La guía enumera cinco vías; apréndetelas en orden, porque el orden importa: cuanto antes aparece la estrategia, más valor conserva.

Las cinco vías de recuperación

Normativa de devolución

Leyes que obligan a los fabricantes a recuperar los productos al final de su vida útil para su eliminación o reciclaje; también conocida como «responsabilidad ampliada del productor». Ejemplo: normativas que obligan a los fabricantes de electrodomésticos o pilas a organizar su recogida y reciclaje al final de su vida.

Reutilización

Uso repetido de componentes o productos con el mismo propósito para el que se especificaron o con otro distinto. Ejemplos: envases de vidrio, botellas de bebida de plástico, bolsas de tela. Cuando se le da un uso nuevo e innovador se habla de reutilización creativa (upcycling), como los neumáticos convertidos en suelo de parque infantil.

Reparación

Devolver un producto o componente a un estado de funcionamiento correcto tras un deterioro o un daño. Puede ser funcional o estética. Ejemplos: coser ropa, arreglar la carrocería de un vehículo, sustituir componentes averiados de un ordenador. Problema actual: reparar un producto de consumo suele salir más caro que sustituirlo, y muchos artículos se fabrican bajo obsolescencia programada, es decir, con una vida útil limitada prevista de antemano, al final de la cual se reemplazan en vez de repararse.

Reacondicionamiento (remanufactura)

Proceso por el que un producto usado se devuelve a su especificación original de fabricación, o cerca de ella. Alarga la vida del producto hasta que deja de ser comercialmente viable. También puede incluir la actualización de componentes cuando aparecen tecnologías nuevas. Los productos reacondicionados suelen venderse con una garantía renovada que avala su calidad. Ejemplos: motores de coche reacondicionados, neumáticos recauchutados, ordenadores actualizados con módulos de repuesto.

Reciclaje

Serie de actividades —recogida, limpieza, separación y procesado— por las que se recuperan productos o materiales del flujo de residuos para usarlos en lugar de materia prima virgen al fabricar productos nuevos. Puede volver a convertirlos en su forma original (tarros de vidrio usados que se reciclan en botellas nuevas) o transformarlos en un producto distinto (papel usado reciclado en cartón). Importante: este reprocesado excluye la recuperación de materiales para obtener energía — incinerar no es reciclar.

Un sexto concepto del libro (no es una de las cinco vías de la guía)

  • Reingeniería: revisar un diseño ya establecido para mejorar coste, rendimiento, seguridad, fabricabilidad, calidad, reducción de residuos o usabilidad. Ejemplo del libro: la aspiradora Dyson Ball, rediseñada sobre el concepto ciclónico para mejorar la maniobrabilidad y eliminar la bolsa desechable. No aparece en el objetivo 2.2.4 de la guía ni en el glosario de C2.2 — es contexto útil de Metcalfe, no una de las cinco vías examinables.

Normativa de devolución (take-back)

Cada vez más, la responsabilidad del reciclaje se traslada al fabricante del producto. Se aprueban regulaciones que obligan a los fabricantes a recoger o «recuperar» sus productos al final de su vida útil (EOL, end of life).

Objetivos de la normativa de devolución

  • Reducir la cantidad de residuo peligroso que llega a los vertederos.
  • Aumentar la disponibilidad de chatarra, reduciendo la demanda de material virgen nuevo.
  • Fomentar cambios de diseño que reduzcan el residuo y mejoren la reciclabilidad.

Los métodos de recogida varían según el producto: puntos limpios de depósito, contenedores de recogida en el punto de venta, recogida en acera, recogida combinada o coordinada y depósitos permanentes de recogida.

Legislación europea de fin de vida (aprendértela da ejemplos citables)

  • Directiva de vehículos al final de su vida útil (ELV, 2000/53/CE, UE, 2000): obligó a los fabricantes de automóviles a reutilizar o recuperar, a su costa, más del 85 % en peso de sus vehículos en 2006, subiendo al 95 % en 2015. En 2007 se amplió a todos los vehículos producidos por cada fabricante. En 2022 se recuperaron para chatarra 4,7 millones de turismos, o 5,5 millones de toneladas de furgonetas y vehículos comerciales ligeros.
  • Cómo funciona la ELV: decidir cuándo el vehículo ha llegado al final de su vida es prerrogativa del consumidor, y el fabricante debe aceptarlo. No está obligado a recogerlo físicamente, pero sí a proporcionar una red de centros autorizados de tratamiento que garanticen la manipulación y el desguace seguros, la retirada de materiales peligrosos (aceites, ácidos y otros fluidos) para su eliminación adecuada, y la recuperación de componentes y materiales —metales, plástico y vidrio— separados, limpiados, clasificados y preparados para su reutilización o reciclaje. Los fabricantes deben diseñar los vehículos pensando en su reciclabilidad y financiar la recogida y el tratamiento.
  • Directiva RAEE (WEEE, 2002/96/CE, UE, 2002): desde 2005 obliga a los productores de aparatos eléctricos y electrónicos a establecer sistemas de recogida para: dispositivos médicos, equipos de iluminación, electrodomésticos, máquinas expendedoras, equipos de consumo, herramientas eléctricas y electrónicas, equipos de monitorización y control, juguetes y equipos de ocio y deporte, y equipos de informática y telecomunicaciones. La recogida se articula mediante puntos municipales, el punto de venta y la devolución al productor.

Lo que el diseñador puede hacer con esto

  • Si la ley te obliga a recuperar el producto, te interesa que sea fácil de desmontar: la normativa de devolución convierte el diseño para el desmontaje en una ventaja económica, no en un gesto ético.
  • Marcar los materiales, usar el mínimo de tipos de fijación y evitar uniones permanentes entre materiales distintos reduce directamente el coste de cumplir la ley.
  • Diseñar para la reparación y la actualización alarga el plazo antes de que el producto vuelva, y permite modelos de negocio de recambios, alquiler o intercambio (trade-in).
2.2.5

Energías renovables

Definición oficial (Guía)

La economía circular se basa en el uso de energías renovables.

Definición del glosario

Fuentes de energía renovable: recurso natural de energía que se puede reponer con el paso del tiempo o que no se agota.

El alumnado debe ser capaz de: identificar las fuentes de energía renovable y discutir por qué la economía circular se basa en el uso de este tipo de energía.

Recursos renovables, perpetuos y no renovables

Recurso renovable

Aquel que se consume a un ritmo menor que aquel al que lo reponen los procesos naturales. Puede adoptar la forma de energía o de materia prima. Algunos exigen una gestión cuidadosa porque se pueden sobreexplotar: la energía geotérmica, la madera de plantación y el agua.

Recurso perpetuo

El viento, el sol y las mareas se consideran perpetuos porque se estiman inagotables. Es la categoría más segura para una economía circular, porque no depende de ninguna tasa de reposición.

Recurso no renovable

Material finito y agotable por su ritmo rápido de agotamiento y las enormes escalas de tiempo que exige su formación. Combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. Reservas minerales y de mena: hierro, litio, oro, bauxita y diamante. El uranio de la fisión nuclear también es finito (elaboración propia).

Identificación de fuentes de energía renovable

  • Solar fotovoltaica y solar térmica: convierten la radiación del sol en electricidad o en calor.
  • Eólica: por ejemplo el parque eólico de Paderborn (Alemania), citado por el libro de texto.
  • Hidroeléctrica: aprovecha la energía potencial del agua embalsada.
  • Mareomotriz y undimotriz: mareas y olas.
  • Geotérmica: calor del interior de la Tierra; requiere gestión para no agotar el yacimiento local.
  • Biomasa y biocombustibles: renovables solo si el cultivo se repone al ritmo al que se consume.

Por qué la economía circular depende de ellas

Una economía circular depende fundamentalmente de aprovechar fuentes de energía renovable para constituir un sistema económico sostenible. Al apoyarse en suministros energéticos inagotables y regenerativos se consiguen estos objetivos:

Objetivos que habilita la energía renovable (libro de texto)

  • Minimización de residuos y uso eficiente de los recursos.
  • Reducciones significativas del impacto ambiental gracias a la menor utilización de combustibles fósiles.
  • Disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero y de otros contaminantes, como los óxidos de nitrógeno.
  • Estímulo del crecimiento económico mediante la creación de empleo en el floreciente sector de las renovables.

Hay además un argumento lógico que conviene que sepas formular, porque es el que responde directamente a la pregunta del objetivo: un bucle cerrado no puede cerrarse si se alimenta de un recurso que se agota. Reciclar, reacondicionar y remanufacturar consumen energía; si esa energía viene del carbón o del petróleo, el sistema sigue teniendo una entrada lineal y finita, y un residuo (el CO2) que nadie recupera. Solo con energía renovable el ciclo es realmente circular. Por eso el uso de renovables en una economía circular subraya la interdependencia entre sostenibilidad ecológica, innovación y desarrollo económico.

El problema de la intermitencia: almacenamiento

El sol y el viento no están disponibles bajo demanda, así que la energía hay que almacenarla. El almacenamiento es el método de guardar energía para su uso posterior: las baterías convierten energía química en eléctrica y los condensadores almacenan carga eléctrica temporalmente. La capacidad (cantidad de carga que pueden entregar, en amperios-hora, Ah) es lo que determina la autonomía y, por tanto, la portabilidad de los productos electrónicos.

TipoCosteEficienciaImpacto ambiental
Hidrógeno (pila de combustible)AltoMedioBajo
Ion de litioMedioAltoBajo
Níquel-cadmio (NiCd)AltoMedioAlto
Plomo-ácidoBajoBajoAlto
Polímero de litio (LiPo)AltoAltoBajo

Tabla de los apuntes de Fernando. No es contenido evaluable de C2.2, pero sirve para justificar la elección de una fuente de alimentación en respuestas de diseño y en el proyecto. Matiz: el impacto «bajo» del litio se refiere al uso; su extracción sí tiene impacto, y el cadmio del NiCd está restringido en la UE por la normativa RoHS.

Glosario

Los 6 términos oficiales de C2.2

Definiciones exactas del glosario del IB (actualizado en abril de 2026). Memorízalas literalmente: el examen puede pedirlas tal cual.

TérminoDefinición
DesmaterializaciónReducción de la energía y del material total de cualquier producto y servicio.
Economía circularModelo económico en el que los recursos permanecen en uso el mayor tiempo posible, de los que se extrae el máximo valor mientras están en uso, y los productos y materiales se recuperan y regeneran al final del ciclo de vida del producto.
Enfoque linealModelo económico que se basa en el enfoque de extraer, producir y desechar, lo que conduce al agotamiento de los recursos y la generación de residuos.
Fuentes de energía renovableRecurso natural de energía que se puede reponer con el paso del tiempo o que no se agota.
Material biodegradableMaterial que se descompondrá en sustancias básicas por la acción de microorganismos cuando se encuentre en un entorno con suficiente agua, oxígeno, temperatura y nutrientes.
Normativa de devoluciónLeyes que obligan a fabricantes a recuperar los productos al final de su vida útil para su eliminación o reciclaje. También conocida como «responsabilidad ampliada del productor».

Términos sin entrada oficial en C2.2

  • «Reutilización», «reparación», «reacondicionamiento», «reciclaje», «reingeniería», «diseño para el desmontaje», «longevidad», «capacidad de actualización», «de la cuna a la cuna» y «biomimética» aparecen en el contenido pero no tienen definición oficial en este subtema: explícalos con tus palabras y con un ejemplo.
  • «Sostenibilidad» y «triple resultado» están en el glosario de C2.1.
Práctica

Preguntas estilo examen

Adaptadas de los ejercicios del libro de texto (Metcalfe) y del formato de los Papers del IB.

1.¿Cuál de los siguientes factores determinaría en mayor medida el impacto ambiental a largo plazo de un producto?

  • A. El coste del producto.
  • B. Cuestiones ergonómicas.
  • C. La durabilidad del producto.
  • D. La estética del producto.
Ver respuesta
C. La durabilidad determina cuántas veces hay que fabricar y desechar el producto a lo largo de un mismo periodo: es el factor que multiplica todos los demás impactos. El coste y la estética influyen en la compra, y la ergonomía en el uso, pero ninguno cambia el número de ciclos de producción.

2.¿Cuál de estas combinaciones no es respetuosa con el medio ambiente?

  • A. Reutilizar, reciclar, reparar.
  • B. Reducir, renovar, recuperar.
  • C. Reemplazar, recomprar, rehacer.
  • D. Reacondicionar, restaurar, reparar.
Ver respuesta
C. «Reemplazar, recomprar, rehacer» describe exactamente el modelo lineal de consumo: tirar el producto y comprar otro nuevo. Las otras tres combinaciones mantienen el material en circulación.

3.Un diseñador ambientalmente responsable, ¿qué hace?

  • A. Diseñar utilizando materiales reciclados.
  • B. Intentar cambiar la opinión de la sociedad.
  • C. Desarrollar productos nuevos e innovadores.
  • D. Analizar cada etapa del ciclo de vida del producto en busca de impactos ambientales.
Ver respuesta
D. Es la única opción que abarca todas las etapas, que es lo que exige el punto 2.2.2 («a lo largo de todas las etapas del ciclo de vida»). A es una medida concreta, no una metodología; B y C no son específicas de la responsabilidad ambiental.

4.¿Cuál es la consideración material más importante para un diseñador que desarrolla diseños sostenibles dentro de una economía circular?

  • A. Resistencia.
  • B. Durabilidad.
  • C. Reciclabilidad.
  • D. Suministro local.
Ver respuesta
C. La reciclabilidad es la propiedad que permite cerrar el bucle: sin ella, el material sale del sistema al final de la vida del producto. La durabilidad (B) es muy importante y es la mejor segunda opción, pero solo alarga el recorrido lineal; el suministro local reduce transporte, no residuo.

5.¿Cuál de los siguientes principios de diseño se alinea mejor con la economía circular?

  • A. Un sistema de bucle abierto.
  • B. Diseño de la cuna a la cuna: crear productos con materiales que se reutilizan o reciclan al final de su ciclo de vida.
  • C. Diseño de economía lineal: centrado en el modelo extraer-fabricar-desechar.
  • D. Diseño minimalista: reducir el número de componentes y materiales para simplificar la fabricación.
Ver respuesta
B. El enfoque cradle to cradle es literalmente la definición de bucle cerrado. D (minimalismo) ayuda a desmontar y reciclar, pero es una táctica dentro de la estrategia, no el principio; A y C son lo contrario de la economía circular.

6.Compara y contrasta el enfoque lineal y la economía circular. [6]

Ver respuesta modelo
Semejanzas: los dos son modelos económicos que describen cómo fluyen los recursos desde la extracción hasta el consumidor, y los dos persiguen eficiencia productiva y beneficio.

Diferencias: el enfoque lineal se basa en extraer, producir y desechar, lo que conduce al agotamiento de los recursos y a la generación de residuos; el flujo es unidireccional y termina en vertedero o incineración, con impactos ambientales significativos y acumulativos. La economía circular mantiene los recursos en uso el mayor tiempo posible, extrae de ellos el máximo valor mientras están en uso y recupera y regenera los productos y materiales al final del ciclo de vida; el flujo es un bucle cerrado que imita a un ecosistema biológico. El modelo lineal usa mayoritariamente recursos y energía finitos; el circular se apoya en energías renovables y en materiales reciclados. En el lineal, el residuo se gestiona al final; en el circular, se elimina en la fase de diseño.

7.Describe el papel que desempeñan diseñadores, fabricantes y consumidores en el desarrollo de productos sostenibles. [6]

Ver respuesta modelo
Diseñador: toma las decisiones que fijan hasta el 80 % del impacto del producto — elige materiales monocomponente y marcados, uniones reversibles, arquitectura modular, longevidad y desmaterialización. Es el único agente que puede eliminar el residuo en vez de gestionarlo.
Fabricante: implanta el diseño con procesos de baja energía y pocas operaciones adicionales, reduce rechazos mediante control de calidad, gestiona el embalaje y monta la red de recogida que exige la normativa de devolución.
Consumidor: decide con su compra qué modelo triunfa, mantiene y repara el producto en vez de sustituirlo, y lo devuelve al sistema de recogida al final de su vida. Sin su participación, ni el mejor diseño de desmontaje cierra el bucle: el producto acaba en el cajón o en la basura general.

8.Explica cómo la normativa de devolución («take-back») puede ayudar a diseñadores y fabricantes. [6]

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La normativa de devolución obliga al fabricante a recuperar el producto al final de su vida útil para su eliminación o reciclaje («responsabilidad ampliada del productor»). Ayuda de tres formas. Suministro de material: aumenta la disponibilidad de chatarra y reduce la demanda de material virgen nuevo, lo que da al fabricante una fuente de materia prima más barata y menos expuesta a la volatilidad de precios. Incentivo de diseño: como el coste de la recuperación recae en la empresa, fomenta cambios de diseño que reduzcan el residuo y mejoren la reciclabilidad — el diseño para el desmontaje deja de ser un gesto ético y pasa a ser un ahorro. Reducción de riesgo: disminuye el residuo peligroso en vertederos y, con ello, la responsabilidad legal y reputacional. Ejemplo: la directiva europea ELV (2000/53/CE) exige recuperar el 95 % en peso del vehículo desde 2015, lo que ha obligado a los fabricantes a diseñar pensando en la reciclabilidad y a financiar una red de centros autorizados de tratamiento.

9.Explica cómo incorporan los diseñadores la reparabilidad al diseño de un producto. [4]

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Mediante decisiones concretas y comprobables: arquitectura modular, de modo que se sustituya solo la unidad averiada u obsoleta; fijaciones reversibles y estándar (tornillos normalizados o clips en lugar de adhesivos permanentes y tornillos propietarios), reduciendo además el número y la variedad de herramientas necesarias; acceso físico a las piezas de desgaste —batería, junta, filtro— sin destruir la carcasa; disponibilidad de recambios y documentación de despiece; y materiales de calidad en las piezas estructurales para que valga la pena reparar. El objetivo es invertir la situación actual, en la que el coste de reparar un producto de consumo suele superar el de sustituirlo, y romper con la obsolescencia programada.

10.Explica cómo el proceso de desmaterialización puede ayudar a alcanzar los objetivos de sostenibilidad, y señala su principal limitación. [6]

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La desmaterialización es la reducción de la energía y del material total de cualquier producto y servicio. Ayuda porque menos material por unidad significa menos extracción, menos energía incorporada, menos peso transportado y menos residuo al final de la vida. Se consigue miniaturizando (productos más pequeños y ligeros), sustituyendo lo físico por lo digital (el correo electrónico ha desplazado al fax y reducido el correo postal), sustituyendo producto por servicio (teletrabajo, alquiler) y concentrando el producto para transportar menos agua y menos envase, como en el sistema de recargas Splosh, donde reutilizar una botella 20 veces reduce en torno al 95 % el residuo de envase.

Limitación: desmaterializar no garantiza que el consumo total de material descienda. Si la producción aumenta, el uso global puede crecer aunque el material por unidad baje. Es la paradoja de Jevons o efecto rebote: en 1865 Jevons observó que las máquinas de vapor más eficientes provocaron más consumo de carbón, porque la eficiencia abarató y expandió el uso del vapor.
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Preguntas transversales

Conexiones con otras unidades — útiles para respuestas de síntesis en Paper 2. Se han omitido las preguntas que enlazan con subtemas exclusivos de Nivel Superior (A4.1, B3.4, B4.1, C3.2 y C4.1).

  • A2.2¿Cómo pueden las técnicas de creación de prototipos de alta fidelidad garantizar que un producto puede entrar en la economía circular?
  • B3.1¿En qué medida afecta la selección de materiales a la idoneidad de un producto como parte de una economía circular?
  • C2.1¿Por qué algunos productos que se desarrollan utilizando una estrategia de diseño para la sostenibilidad no son adecuados para formar parte de una economía circular?
  • C3.1¿Cómo puede determinarse la idoneidad de un producto para una economía circular mediante el análisis y la evaluación del producto?