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Interdisciplinariedad entre diseño e ingeniería: Nuevas competencias en la docencia de proyectos para la innovación circular

Alves, Jorge Lino; Alquezar Facca, Claudia;Fernandes, Adriana Patrícia; Rangel, Bárbara; Mae Barbosa, Ana

Cuadernos del Centro de Estudios en Diseño y Comunicación Nº114

Cuadernos del Centro de Estudios en Diseño y Comunicación Nº114

ISSN Impresión 1668-0227
ISSN Online: 1853-3523
DOI: https://doi.org/

El Diseño, la materialidad y la economía circular

Año XXIV, Vol.114, Mayo 2022, Buenos Aires, Argentina | 250 páginas

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Resumen: Este artículo analiza la relación entre diseño e ingeniería a través de experiencias de enseñanza interdisciplinarias para crear conciencia sobre la economía circular. La educación es esencial para permitir este proceso de manera sistémica para futuros profesionales en ambas áreas, introduciendo metodologías integradas de proyectos en el diseño de productos y sus medios de producción. El objetivo es que, además de las áreas de especialización (arquitectura, diseño, gestión e ingeniería), se establezcan perspectivas futuras para repensar el camino actual del desarrollo económico. Esto creará una base de habilidades para promover la innovación circular, alineada con la necesidad de que las sociedades modernas avancen hacia un paradigma más sostenible.

Palabras clave: Innovación circular - educación - proyecto - diseño - ingeniería - sostenibilidad

[Resúmenes en inglés y portugués en las páginas 202-203]

(1) Nació el 10 de octubre de 1961 en Oporto, Portugal. Licenciado, Faculdade de Engenharia, Master, Faculdade de Engenharia, Oporto, Doctor en Filosofía, Universidad de Lehigh (USA). Investigador y profesor en la Universidad Porto Facultad Ingeniería. Vicepresidente INEGI, Porto. Miembro de la comisión pedagógica FEUP / DEMEGI, Porto

(2) Diseñadora, educadora e investigadora en Diseño, Doctoranda en Diseño (Universidade Anhembi Morumbi), Doutorado Sanduíche (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto), Master en Diseño (Universidade Anhembi Morumbi), Especialista en Comunicación y Artes (Universidade Presbiteriana Mackenzie), graduada en Diseño Industrial con mención en Proyecto de Producto (Universidade Presbiteriana Mackenzie).

(3) Doctoranda en la Universidad de Oporto - FBAUP (Facultad de Bellas Artes) y en la Universidad de Aveiro. Investigador del Design Studio FEUP, Facultad de Ingeniería de la Universidad de Oporto. Profesional de diseño independiente, trabaja en proyectos relacionados con diseño estratégico, economía creativa y diseño para la innovación social.

(4) Arquitecta, Doctoranda en ingeniería Civil (Universidade do Porto). Colaboró con Rafael Moneo, trabajó con Álvaro Siza. Es editora de la revista Cadernos d’Obra desde 2009, profesora e investigadora en ingeniería civil y diseño industrial (FEUP).

(5) Educadora e investigadora de, Doctora y Master en Educación Artística por la Universidad de Connecticut y la Universidad de Boston (Estados Unidos), Profesora Titular retirada (USP-Universidad de São Paulo), actúa en el Master y Doctorado en Diseño (Universidad Anhembi Morumbi-Brasil). Orden Nacional del Mérito Científico y Orden del Mérito Cultural (2016)

1. Introdução

Desde a Revolução Industrial, o modelo económico mundial dominante tem-se baseado no fluxo linear ‘tirar-fazer-usar-dispor’ de extração de recursos, processamento e transformação de matéria-prima em bens, incluindo seu consumo e descarte, seja como uma refeição, um livro, uma máquina de lavar, um carro ou um edifício (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015; ANDREWS, 2015; BERARDI e DIAS, 2018). Ao mesmo tempo que este modelo foi central para o desenvolvimento industrial e gerou um nível de crescimento sem precedentes, contribuindo para crescimento global, produzindo riqueza, reduzindo o número de pessoas em extrema pobreza, melhorando as condições de vida de maneira geral e impulsionando o grande aumento populacional, acabou por gerar mais consumo e mais emissões de gases poluentes para o ar e resíduos ao longo de toda a cadeia de produção. Metade das emissões de gases com efeito estufa (GEE) a nível mundial deve-se à produção de materiais básicos e 70% dos resíduos associados a um produto são gerados antes mesmo dele ser utilizado. A economia global funciona à razão de 65 mil milhões de toneladas de materiais extraídos ao ano. Neste ritmo, em 2050 seriam precisos recursos equivalentes a 3 planetas para sustentar o nosso modo de vida (COSTA et al., 2018) (Figura 1).

A economia é uma das principais fontes de problemas ambientais, estando cada vez mais a gerar perdas económicas. Estima-se que a poluição, por exemplo, causa um prejuízo de cerca de US$ 4,6 trilhões/ano, o que representa cerca de 6% da produção económica mundial. O mote “crescer agora, limpar depois”, cultivado por muitos países durante anos de desenvolvimento económico, não é mais sustentável num mundo cujas fronteiras são ultrapassadas em diversas dimensões e onde é mais dispendioso “limpar mais tarde” do que evitar danos num primeiro momento, gerando impactos negativos muitas vezes irreversíveis à saúde humana (UN ENVIRONMENT, 2019). A obsolescência programada (PACKARD, 1965) aumentou os lucros das empresas, mas, há mais de 50 anos que foi reconhecida como "a tentativa sistemática de fazer com que fossemos indivíduos perdulários, endividados e permanentemente descontentes" (ANDREWS, 2015).

Oferecer uma vida digna e bem-estar para mais de 10 bilhões de pessoas em 2050, sem comprometer os limites ecológicos do nosso planeta, é um dos maiores desafios e responsabilidades da humanidade (UN ENVIRONMENT, 2019).As pressões crescentes sobre o ambiente, exercidas pelo crescimento económico e pelaprocura das populações, ultrapassaram os benefícios que se poderiam retirar desses ganhos de eficiência. O ambiente está intimamente relacionado, de forma positiva e negativa, às questões económicas fundamentais, como a pobreza, a prosperidade, os empregos, os padrões de produção, a inovação e a disponibilidade/escassez de recursos (OECD, 2008).Ações como o Acordo de Paris e os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável estabelecidos pela Assembleia Geral das Nações Unidas, ambos assinados em 2015, também passaram a fazer parte formalmente de uma nova agenda de desenvolvimento sustentável, onde países de todo o mundo se comprometeram a minimizar as consequências do aquecimento global.

A Fundação Ellen MacArthur, instituição inglesa pioneira no que se refere a inspirar a próxima geração para repensar e reconstruir um futuro positivo, apresenta vários fatores que indicam que o modelo linear está a enfrentar um desafio cada vez maior do próprio contexto no qual opera e que é necessária uma mudança mais profunda do modelo operacional da economia atual. São eles: perdas económicas e desperdício estrutural, riscos de preços dos recursos e escassez da oferta, crescente urbanização, degradação dos sistemas naturais, tendências regulatórias para reduzir e avaliar externalidades negativas, avanços tecnológicos para criar novas oportunidades, aceitação de modelos de negócio alternativos, etc. (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015).

Estamos acostumados a pensar na indústria e no meio-ambiente como sendo contrários um ao outro, devido aos métodos convencionais de extração, manufatura e descarte serem nocivos ao mundo natural. Os ambientalistas frequentemente caracterizam os negócios e a própria indústria como maus e inevitavelmente destrutivos. Por outro lado, os industriais veem os ambientalistas como um obstáculo para a produção e o crescimento. Para o meio-ambiente ser saudável, as ações das indústrias deveriam ser reguladas e restritas. Para as indústrias crescerem, a natureza não pode ter precedência. Parece que estes dois sistemas não conseguem prosperar no mesmo mundo (MCDONOUGH e BRAUNGART, 2002).

O design tem neste paradigma um papel determinante. Em todo o processo de produção de um produto, seja ele um objeto ou um edifício, é o designer que sugere e define desde os processos de produção até aos materiais utilizados. Só na última década é que o ciclo de vida do produto começou a fazer parte das preocupações e dos requisitos do projeto. O tema da sustentabilidade já está presente no currículo de grande parte dos cursos da área do design e de arquitetura bem como de engenharia. No entanto, a sensibilização para a economia circular só agora está a dar os primeiros passos.

2. Economia Circular

A própria natureza parece mostrar um novo caminho para ajudar a resolver o impasse entre indústria e meio-ambiente. Por intermédio da Biomimética, ciência que estuda modelos da natureza que podem servir de inspiração para resolver problemas humanos(BENYUS, 2009),observam-se ciclos de vida naturais onde o material orgânico morto se decompõe para se tornar um nutriente para a próxima geração de organismos vivos, num "circuito fechado" onde o desperdício torna-se um recurso(ANDREWS, 2015), princípio básico da Economia Circular.

Algumas escolas do pensamento foram fundamentais para a formação do conceito de economia circular. A “Economia de Performance”, do químico Walter Stahel (1976) baseia-se na criação do maior valor de uso, no maior tempo possível, com o mínimo consumo de recursos materiais e energia possíveis. A “Ecologia Industrial” estuda os fluxos de materiais e energia nos sistemas industriais, de Frosch e Gallopoulos (1989), questionando porque é que o sistema industrial não se poderia comportar como um ecossistema, onde os resíduos de uma indústria serviriam de matéria-prima para outra, reduzindo assim recursos, poluição e gastos no tratamento de resíduos. O “Design Regenerativo”, do arquiteto John Lyle (década de 70) enfatiza o desenvolvimento de sistemas que sejam capazes de ser restaurados, renovados, revitalizados ou regenerados através da integração dos processos naturais, da ação comunitária e do comportamento humano. O “Cradle to Cradle” – do berço ao berço, criado por Stahel e certificado pelo químico Michael Braungart e pelo arquiteto Bill McDonough, compreende os processos seguros e produtivos do “metabolismo biológico” da natureza, como um modelo para desenvolver um fluxo de “metabolismo técnico” de materiais industriais. A “Blue Economy”, de Gunter Pauli (2004), que incentiva o uso dos recursos disponíveis em sistemas de cascata onde os resíduos de um produto se tornam matéria-prima para criar um novo fluxo, formam as bases do framework de economia circular conhecido atualmente (TOGNATO, 2018; ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2019).

Ao dissociar a atividade económica do consumo de recursos finitos, apoiar-se em fontes de energia renovável e eliminar por princípio os resíduos do sistema, a economia circular é uma alternativa cada vez mais atraente que procura redefinir a noção de crescimento focando em benefícios para toda a sociedade e construindo um capital económico, natural e social (Figura 2).Numa economia circular, a atividade económica contribui para a saúde geral do sistema, não se limitando a ajustes que visem apenas a redução dos impactos negativos da economia linear (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2019). Éum modelo económico regenerativo e restaurador, em que os recursos (materiais, componentes, produtos, serviços) são geridos de modo a preservar o seu valor e utilidade pelo maior período de tempo possível, aumentando a produtividade dos recursos e preservando-se o capital natural bem como o capital financeiro das empresas e sociedade civil(ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015; REPÚBLICA PORTUGUESA - AMBIENTE, 2019).

O modelo circular, apresentado naFigura 3, faz uma distinção entre ciclos técnicos e biológicos. O consumo deve ocorrer apenas nos ciclos biológicos, onde materiais de base biológica (como alimentos, algodão e madeira) são planeados para retornar ao sistema por meio de processos como compostagem e digestão anaeróbica, regenerando os sistemas vivos, como o solo, que por sua vez proporcionam recursos renováveis para a economia. Os ciclos técnicos devem ser utilizados para recuperar e restaurar produtos, componentes e materiais por meio de estratégias como reuso, reparação, remanufatura ou, apenas em última instância, reciclagem. O sistema só é então considerado eficaz ao minimizar ao máximo as perdas e revelar as externalidades negativas do processo, excluindo-as dos projetos (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2019).

Figura 3. Princípios e Ciclos da Economia Circular (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2019). Apesar da economia circular se basear em princípios voltados para a ação, devem-se considerar algumas características conceituais importantes no processo:criar resiliência por meio da diversidade, modularidade, versatilidade e adaptabilidade; transitar para o uso de energia proveniente de fontes renováveis; pensar em 'sistemas' e ‘cascatas’ não-lineares, ricos em feedback (retroalimentação), e interdependentes; e pensar em design sem resíduo:“resíduos não existem quando os componentes ou 'materiais' de um produto são projetados com a intenção de permanecerem dentro de um ciclo de materiais biológicos ou técnicos, concebidos para desmontagem e ressignificação” (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2019).

Uma economia verdadeiramente circular tem de se concentrar em reter produtos ou componentes de vida finita e colocá-los de volta na cadeia de valor. É necessário pesquisa e desenvolvimento para redesenhar essas cadeias de valor, fechando o ciclo de materiais de recursos. Uma proposta de soluções práticas para este cenário inclui o uso de recursos de forma mais eficiente, a redução do lixo, a utilização do lixo como recurso, a substituição do “ter” pelo “compartilhar”, a transformação dos produtos em serviços e o “bom” design dos produtos. Tudo em prol dos benefícios ambientais, económicos e sociais (EUROPEAN COMMISSION, 2017). Como se pode observar no esquema proposto pela Comissão Europeia para alcançar a Economia Circular o design é uma peça chave (Figura 4). O desenho do produto tendo em consideração o seu fim de vida, as fontes dos recursos adotados, os serviços necessários para a sua produção e finalmente a sua utilização compartilhada, são agora dados de projeto fundamentais para conseguir alcançar o Design Circular, inevitável numa sociedade que está a perder vertiginosamente os seus recursos.

3. Design Circular O termo comumente usado para representar a abordagem holística e mais representacional de "design circular" é o DfS (Design for Sustainability). Usado também para descrever a criação de objetos físicos e serviços para atender às necessidades sociais, económicas e ecológicas dentro de um determinado contexto, o DfS engloba uma descrição tanto para as abordagens preventivas (ecodesign) como para o design para ciclos fechados (MORENO et al., 2016). Os designers têm a oportunidade de liderar a mudança de paradigma e, além de projetar para um "Ciclo de Vida de Produto Fechado" , têm o potencial de influenciar o comportamento do consumidor e dos negócios, estendendo a vida real e aumentando o valor percebido dos produtos pelos usuários (ANDREWS, 2015; MORENO et al., 2016). Afinal de contas “nós não temos um problema com o lixo, nós temos um problema de design” (MCDONOUGH e BRAUNGART, 2002).

A economia global está crescendo de forma irregular, com altos e baixos, e tecnologias inovadoras desafiam os modelos de negócios estabelecidos. A circularidade tem um elevado potencial económico e é um condutor para uma economia moderna, com elevada relevância ambiental, contribuindo para os objetivos de desenvolvimento sustentável das Organizações das Nações Unidas - ONU (EUROPEAN COMMISSION, 2017).Para implementar uma economia circular, são necessárias inovações incrementais e disruptivas e o design tem desempenhado um papel fundamental nessa transição uma vez que é preciso educar e inspirar a indústria para assumir este desafioque,por ser uma mudança complexa, não consegue ser alcançada por intermédio de métodos de design tradicionais (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013; ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017; MORENO et al., 2016). O designer tem assim uma importância fundamental na transmissão dessas preocupações para a comunidade empresarial e industrial. O redesign dos processos de fabricação em torno dos princípios da economia circular tem o potencial de aumentar a reutilização e a reciclagem, criar novas oportunidades de negócio, abordar questões de segurança de materiais e contribuirpara um crescimento económico sustentável. O cerne do argumento é a necessidade de uma indústria transformadora que seja adequada aosseus propósitos e uma indústria de design que priorize o recurso como valor. “É inaceitável no século XXI que o mundo industrial estejaa operar através de um sistema ad-hoc baseado em modelos antigos da revolução industrial” (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013).

Os protagonistas dessa transformaçãonunca planearam tais consequências uma vez que a Revolução Industrialcomo um todo, não foi realmente projetada, mas foi tomando forma gradualmente conforme os industriais, engenheiros e designers solucionávamos problemas que iam encontrando e tiravam, assim, vantagem imediata das oportunidades que surgiam num período sem precedentes de mudanças rápidas e massivas (MCDONOUGH e BRAUNGART, 2002).

Hoje em dia, a escala do que está a ser projetado está a mudar de produtos e empresas, para sistemas económicos, estando a surgir um novo mindset de negócios (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017). Aproximadamente 80% do impacto ambiental de um produto pode ser "bloqueado" na fase de concepção do conceito, fazendo com que o design possa atuar não apenas no nível de eficiência do produto, mas no nível do sistema como um todo, reestruturando todo o negócio (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013; DESIGN COUNCIL, 2018). A fabricação corrente resulta em muito desperdício porque se concentra predominantemente no utilizador final, enquanto o princípio da economia circular é mais amplo, pois considera todos os stakeholders do sistema, desde quem extrai, constrói, usa, até quem descarta os materiais, evitando o desperdício em cada setor pela otimização de cada processo. O design circular utiliza ferramentas e métodos centrados no ser humano, baseados em pesquisas e observações de todo o ciclo de vida do produto, serviço ou sistema, incluindo os materiais utilizados e os processos de fabricação, colaborando com todas as partes interessadas da indústria e considerando as consequências não intencionais do processo (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017).

O relatório britânico Investigating the Role of Design for the Circular Economy (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013) que investigou os desafios e oportunidades do design de produtos e sistemas para a economia circular, identificou quatro modelos de design que apresentam abordagens complementares para esse processo de transição, conforme apresentado na Figura 5. São eles:

• Design para longevidade: tendo como princípio estender o tempo de uso de um produto);

• Design para serviço:procurando a criação de novos modelos de negócios, em que produtos passam a ser serviços, e consumidores se tornam usuários;

• Design para remanufatura:os produtos são projetados para que possam ser facilmente desmontados, consertados, reutilizados, revendidos ou reaproveitados; Design para recuperação de materiais:procura-se que os materiais sejam aproveitados através da reciclagem (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013; IDEIA CIRCULAR, 2018).

A IDEO e a Fundação Ellen Mac Arthur lançaram o primeiro guia de Design Thinking para a economia circular: The Circular Design Guide. O guia apresenta uma nova abordagem que introduz aos usuários deste novo cenário económico os conceitos de economia circular aliados às técnicas de Design Thinkingpor intermédio de 24 métodos divididos em quatro categorias: entender, definir, fazer e lançar. Essas categorias referem-se às fases sequenciais do projeto. Em cada uma delas são propostas seis tarefas para a concretização de cada passo ou categoria (Figura 6) (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017).

Figura 6. Métodos do Guia de Design Circular (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017). O Circularity Workbook: Guiding the Future of Design é um guia desenvolvido pela Nike em parceria com estudantes e indústrias, direcionado aos designers e criadores de produtos e apresenta uma linguagem comum para a circularidade: criar produtos que duram mais e são projetados pensando no fim de vida, considerando a solução completa de design – como obter os materiais, como fabricar, como usar, como devolver à natureza e finalmente como repensar os próximos produtos (NIKE, 2019). O guia apresenta 10 princípios de design circular, conforme mostrado na Figura 7. Começando e terminado nos materiais, este método não sequencial propõe os seguintes temas durante a concepção do produto:

• Materiais – selecionar os que tenham menor impacto antes e após o uso do produto;

• Reciclabilidade – pensar como o produto poderá ser utilizado no seu fim de vida;

• Evitar desperdício – minimizar o desperdício durante o processo de produção;

• Desmontagem – procurar soluções cuja desmontagem seja facilitada;

• Química verde – evitar o uso de matérias tóxicas;

• Reparação - procurar soluções com reparação fácil;  Versatilidade – adotar conceitos independentes de modas ou tendências;

• Durabilidade - procurar soluções com tempo de vida prolongado;

• Circular Packaging – adotar soluções que respondam aos três R’s: reutilizar, reparar ou reciclar;

• Novos modelos–propor novos modelos de negócio para estender o ciclo de vida dos produtos.

Figura 7. 10 Princípios de Design Circular (NIKE, 2019).

O entendimento, a investigação e a aplicação de princípios de design circular são tarefas que não se restringem aos profissionais de design. Para alcançar essa transformação sistémica, é necessário repensar e redesenhar novos produtos, sistemas e modelos de negócios que conduzam para uma transição para a economia circular, num projeto que vai precisar da contribuição multidisciplinar de pessoas de todas as áreas de atuação e conhecimento.

É possível descobrir novas formas de habitar o planeta e novas formas de se relacionar com os recursos e produzir riqueza. O design circular pode ser uma das chaves para gerar prosperidade económica, social e ecológica, que se sustente no longo prazo, num sistema restaurador e regenerativo, direcionado para uma inovação circular (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION; IDEO, 2017; IDEIA CIRCULAR, 2018).

4. Educação para uma inovação circular

O conceito de economia circular está a ganharprotagonismo em termos de negócios. Governo e academia e a educação têm desempenhado um papel fundamental no desafio de como refletir sobrea atual economia linear, e comoesta temática deve ajudar a inspirar e fornecer ferramentas para criar uma narrativa positivapara o futuro, de acordo com as ciências dos sistemas complexos. As questões sobre “como” ensinar sobre uma economia circular são tão importantes quanto “o quê” ensinar neste contexto,não apenas para ajudar a entender melhor a economia circular, mas também para entender como é o processo de transição para ela (FORSLUND, CLINTON e WEBSTER, 2018).Uma das principais recomendações para o aperfeiçoamento da indústria é preparar as futuras gerações incorporando a circularidade no sistema educacional. A educação para a sustentabilidade não deve ser deixada para trás ou adicionada como um pensamento de última hora,mas sim, deve ser incorporadanos currículos em todos os cursos de design e engenharia, incentivando a aprendizagem multidisciplinar e transcultural, com base na compreensão do ciclo de vida dos produtos e serviços, a fim de conectar designers, engenheiros, especialistas em materiais, antropólogos, “marketeiros” e gestores (RSA ACTION AND RESEARCH CENTRE, 2013; ANDREWS, 2015). Em 2018, a Fundação Ellen MacArthur realizou uma pesquisa para mapear o atual panorama global das ofertas de aprendizagem da economia circular no ensino superior. Foram considerados os programas de bacharelado e mestrado que ofereciam a economia circular no título ou na descrição do curso. Foram encontradas 138 instituições de ensino superior com 51 ofertas de aprendizagem de economia circular – em inglês, holandês, finlandês e chinês (línguas já conhecidas porterem a maior atividade de ofertas nessa área), conforme apresentado na Figura 8. A maioria das ofertas de aprendizagem relacionadas com a economia circular foram encontradas nos estudos tradicionais focados na sustentabilidade, engenharia, negócios, design e inovação, envolvendo temas como: aspectos ambientais, aspectos sociais, alavancas políticas, tecnologia digital, ecodesign, serviços, modelos de negócios circulares e pensamento de sistemas. O relatório conclui que esta pesquisa destaca um impulso nascente na criação de ofertas, recursos e aproximações de aprendizagem da economia circular, com determinadas localizações geográficas como pioneiras neste assunto. Entretanto, são necessárias mais pesquisas para se conhecer as ofertas disponíveis em outras línguas, como o português por exemplo, ou que não são visíveis online, ou que não são explicitamente rotuladas economia circular, mas, no entanto, concentram-se em perspectivas relevantes (FORSLUND, CLINTON e WEBSTER, 2018).

Projetar para a circularidade envolve uma grande rede de participantes desde a cadeia de suprimentos tradicional até aos políticos, investidores e educadores. O Diagrama de Rede Circular (Figura 9) mapeia os stakeholders que fazem parte do sistema de economia circular, mostrando que, apesar de não haver uma hierarquia, todos os intervenientes de várias áreas têm igual importância e cada um assume seu “segmento” no círculo e deve reconhecer a importância de trabalhar com os outros. É assim evidente a necessidade de educar, desde os primeiros anos de formação, todos os participantes, tanto engenheiros como designers, marketeers ou investidores.

A universidade tem nesta missão um papel determinante, devendo nos seus currículos promover a interdisciplinaridade fornecendo ferramentas para alcançar o projeto integrado entre os vários intervenientes no processo desde a sua conceção até à sua produção e uso. As instituições educacionais das várias áreas disciplinares, precisam desenvolver programas e currículos para a economia circular, incorporando a aprendizagem baseada em ações, que pode ser adaptada para escolas, universidades, faculdades e espaços de formação. As competências a serem desenvolvidas na nova economia circular não são meramente provenientes da rotina ou de livros mas sim novos comportamentos, novas formas de colaborar e novas formas de ver que devem primeiramente ser testados e ativamente incentivados para que possam ser aprendidos e consolidados (RSA GREAT RECOVERY, INNOVATE UK, 2016). A cocriação, que implica a participação ativa de todas as partes interessadas, está no cerne da economia circular (LEUBE e WALCHER, 2017). Tanto no ensino de engenharia como design a abrangência disciplinar tem de ser alargada. Para a engenharia, impulsionar o STEM (science, technology, engineering and mathematics) e desenvolver capacidades digitais não serão suficientes para garantir uma educação para a economia resiliente e verdadeiramente circular. As políticas educacionais de longo prazo e os gestores devem considerar como serão desenvolvidas as complexas, críticas e criativas capacidades de resolução de problemas, essenciais para a inovação. As metodologias de design poderão ser uma ferramenta interessante para alargar e potencializar a visão interdisciplinar que um engenheiro deve ter. Juntamente com a arte, os métodos, ferramentas e abordagens de design devem ser incorporadas nas disciplinas, indo do STEM para o STEAMD (science, technology, engineering, arts, mathematics and design) para impulsionar as capacidades necessárias na economia do futuro (DESIGN COUNCIL, 2018). Por outro lado, para a formação em design ou arquitetura,é crucial a fundamentação tecnológica para capacitar os futuros profissionais com uma visão interdisciplinar fundamentada por uma consciencialização tecnológica dos problemas a resolver. Assim, todas as áreas disciplinares envolvidas na concepção e realização do produto poderão seguir uma concepção verdadeiramente integrada segundo o Integrated Project Design (IPD) (GOMES et al., 2018).

5. Interdisciplinaridade para uma economia circular

A interdisciplinaridade é um conceito que invocamos sempre que nos confrontamos com os limites do nosso território de conhecimento, sempre que nos deparamos com uma nova disciplina cujo lugar não está ainda traçado no grande mapa dos saberes, sempre que nos defrontamos com um daqueles problemas imensos cujo princípio de solução sabemos exigir o concurso de múltiplas e diferentes perspectivas (POMBO, 2004).

Num contexto epistemológico, a interdisciplinaridade refere-se às práticas de transferência de conhecimentos entre disciplinas e seus pares; e num contexto pedagógico, está ligada às questões do ensino, às práticas escolares, às transferências de conhecimentos entre professores e estudantes que têm lugar no interior dos currículos escolares, dos método de trabalho, das novas estruturas organizativas das quais, tanto a escola secundária como a Universidade vão ter que se aproximar cada vez mais (POMBO, 2004).

A transição para a economia circular exige mudanças nos padrões de pensamento e quebra de paradigma sonde o desenvolvimento de novos modelos de negócios, a economia de compartilhamento e a cocriação são elementos-chave (LEUBE e WALCHER, 2017).

Para que se possa aproveitar o grande potencial de crescimento que a economia circular pode prover é necessária a formação de uma nova geração de especialistas e profissionais, baseada no apoio de novas perspectivas didáticas. A discussão sobre a educação para uma economia circular levanta questões relacionadas ao conteúdo, ao contexto e ao ambiente de ensino e aprendizagem cuja relação pode ser observada na Figura 10. Acircularidade exige que as fronteiras entre as disciplinas sejam reduzidas, incentivando o pensamento crítico, sistémico e interdisciplinar (MALVE-AHLROTH, SUOMINEN e NURMI, 2019).

Figura 10. Elementos do ambiente de aprendizagem da economia circular (Adaptado deMALVE-AHLROTH, SUOMINEN e NURMI, 2019).

Se fossem superadas algumas restrições e barreiras haveria evidentemente uma necessidade significativa e crescente de uma Economia Circular a ser convertida em procura, cujos impulsionadores poderiam, por meio de incentivos ou de legislação, impulsionar a mudança. Aprender sobre sustentabilidade para praticar o design de novos produtos ou serviços sustentáveis pode causar um grande impacto tanto no comportamento dos estudantes como nas suas vidas pessoais e, portanto, pode ser considerado, então, como uma educação para a sustentabilidade (ANDREWS, 2015).

Os estudantes podem começar a desenvolver a sua experiência pessoal no ambiente de aprendizagem voltado à educação para uma economia circular, aproveitando as suas capacidades e pontos fortes especiais, avaliando o desenvolvimento de sua própria competência e a dos outros. As áreas de competência avaliadas poderiam incluir: participação em equipa multi e interdisciplinar, aplicação do conhecimento aprendido com os outros, adoção de uma abordagem orientada para o cliente, comportamento em situações envolvendo apresentação, desempenho e interação, capacidade de trabalhar de forma independente, fazendo uso de redes e recursos externos, capacidades básicas de gestão de projetos, aprendizagem baseada em problemas ou projetos, entre outros (MALVE-AHLROTH, SUOMINEN e NURMI, 2019).

6. Economia Circular 2.0 O futuro da economia circular é garantir que seja projetada para todos. Atualmente, é possível perceber pelo menos duas dimensões ausentes na forma como a economia circular foi concebida. A primeira é a ausência de otimização de todos os recursos (incluindo os humanos) considerados como energias renováveis infinitas numa economia onde é necessário manter o valor dos bens, integrando o fim da desigualdade, desemprego e exclusão financeira como parte de um modelo de capitalismo colaborativo, garantindo que se considere a pobreza externa ao modelo linear atual. A segunda é a falta de poderes distribuídos, ou seja, a garantia de que o "sucesso" abranja todos os valores criados num mundo de abundância, onde cada decisão tem múltiplos efeitos e pode beneficiar e recompensar todos os envolvidos (LEMILLE, 2016). A Economia Circular 2.0 adiciona mais três novos princípios à Economia Circular 1.0. Além da utilização de fontes naturais e renováveis, a otimização dos recursos e promover um design para a eficiência, a Economia Circular 2.0 propõe a versatilidade, viabilidade financeira e a adoção de energias renováveis. Assim, reconhece-se que, se o próximo modelo económico for baseado nos Princípios da Economia Circular, deverá incorporar o desenho das desigualdades fora de nossa esfera económica, além de projetar o desperdício e a poluição que poderão gerar (LEMILLE, 2019), conforme apresentado na Figura 11.

Atualmente, as desigualdades não estão incorporadas na economia circular. Para se realizar de facto uma revolução circular é preciso abarcar todos e projetar muito além do extermínio do lixo, eliminando a pobreza e tornando o mundo melhor para todos (Figura 12).

Figura 12. Comparação entre a versão original e a versão 2.0 da economia circular (Adaptado de LEMILLE, 2019).

Fica clara a importância de um ambiente de aprendizagem que proporcione oportunidades de experimentação destas novas abordagens sustentáveis no ensino de design, e que seja fortemente interativo, fornecendo feedback relevante ao estudante. “A educação é um processo em que o ambiente muda o estudante e o estudante muda o ambiente. Em outras palavras, ambos são interativos” (PAPANEK, 1971, p. 287). É importante que os estudantes tenham contato, na universidade, com a complexidade inerente à prática profissional, e entendam que o contexto é passível de transformação à medida que o projeto evolui (KRUCKEN, MOL e MOUCHREK, 2016).

A sala de aula é hoje uma instância cada vez menos imprescindível, por ser pequena e restrita demais para dar conta de todos os desafios do mundo complexo. Quanto mais o ensino souber se integrar a outras instâncias – mercado, indústria, meio cultural, etc. – maiores as chances de tornar uma aprendizagem verdadeira, capaz de atuar em parceria com o campo profissional para formar os designers que todos queremos (CARDOSO, 2012, p. 254).

7. Estudo de Caso: O Projeto We Won´t Waste You Com base nesta perspectiva, o programa de Mestrado em Design Industrial e de Produto (MDIP) da Universidade do Porto assentana metodologia Project Based Learning (PBL), que procura estimular a construção de conhecimento através de atividades definidas em torno de um problema real com clientes reais. As unidades curriculares decorrem de forma integrada, onde os estudantes desenvolvem projetos simulando o trabalho e o ambiente que mais tarde irão desenvolver no seu percurso profissional. Os estudantes, sob orientação dos professores, organizam-se em grupos e têm a oportunidade de se integrar em problemas e questões reais, através de atividades individuais e cooperativas, o que permite o desenvolvimento do conhecimento teórico e daprática profissional. Neste processo podem desenvolver, além das competências profissionais, as suas capacidades pessoais, como cooperação e gestão (GRAAFF e KOLMOS, 2003), têm a oportunidade de comunicar diretamente com as empresas e conhecer de perto as rotinas e processos produtivos, com as suas vantagens e dificuldades. Essa relação direta com problemas reais resulta numa motivação e dedicação extra, já que nesta aproximação existe a possibilidade de ofertas de emprego ou possibilidade de vir a ter os projetos implementados no mercado (FERNANDES et al., 2018).

We Won´t Waste You (WWWY) é um projeto de investigação que tem vindo a ser desenvolvido no MDIP/Design Studio da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP). Ao longo dos últimos anos tem-se procurado estudar temas que tenham como base a procura de soluções para a transformação de desperdício em matéria prima em vários âmbitos e setores.

Uma das iniciativas originadas no âmbito do WWWY é o projeto Oficina Design, uma oficina de design social implementada pela ADEIMA - Associação para o Desenvolvimento Integrado de Matosinhos em parceria com a Câmara Municipal de Matosinhos e o Design Studio FEUP. A Oficina Designtem como premissas a transformação de desperdícios produzidos pela indústria e comércio local em matéria-prima para o fabrico de novos produtos, desenvolvidos pelos estudantes do MDIP e uma equipa de pessoas em situação de desemprego selecionadas na região. O projeto procura estabelecer três vias de inovação: social, ambiental e tecnológica (Figura 13). Pretende-se obter um impacto social positivo através do envolvimento de pessoas em situação de vulnerabilidade económica do concelho no desenvolvimento e fabrico dos produtos. A redução do impacto ambiental é obtida por meio da utilização de resíduos como matéria-prima, prolongando o ciclo de vida dos materiais e reduzindo o desperdício, e a inovação tecnológica é alcançada através da participação da universidade na investigação e desenvolvimento dos produtos pelo corpo de estudantes e docentes (FERNANDES, 2019).

O briefing da Oficina Design já foi apresentado anteriormente aos estudantes em quatro anos letivos sucessivos, resultando em mais de 26 conceitos de produtos desenvolvidos para o projeto (Figura 14). Este processo de aprendizagem procura propiciar aos estudantes o desenvolvimento de uma consciência de projeto voltada à inovação circular, através do desenvolvimento das preocupações com a sustentabilidade ambiental e social associadas não só ao produto enquanto resultado final, mas também a todos os impactos relacionados a cada fase do desenvolvimento. A interdisciplinaridade é facilitada pelo fato de o curso estar localizado nas instalações da FEUP, o que facilita os movimentos de aproximação entre engenharia e design, favorecendo a troca de conhecimentos e a aprendizagem mútua entre as especialidades. Os estudantes de design contam durante todo o processo com o apoio dos docentes, engenheiros e técnicos dos laboratórios especializados, desfrutando de acesso ampliado ao conhecimento técnico acerca dos materiais e processos de fabrico.

Figura 14. Conceitos de produtos desenvolvidos pelos estudantes do MDIP no âmbito do projeto Oficina Design (FERNANDES, 2019).

No âmbito do projeto WWWY, e tendo como cliente real a Oficina Design, foi desenvolvido um estudo de caso com o objetivo de integrar estudantes de design (MDIP) e engenharia (Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente da FEUP- MIEA) na entrega de um dos projetos desenvolvidos para a Oficina Design, que pudesse, graças à aproximação das Unidades Curriculares (UC), apresentar um nível de profundidade ampliado em relação à análise da sustentabilidade. A atividade foi realizada no contexto da UC Ecologia Industrial ministrada para estudantes do quarto ano do doMIEA, na cidade do Porto, Portugal.

As atividades decorreram no período de abril a maio de 2019 (FERNANDES, 2019).

Num primeiro momento, foi realizada uma apresentação de um dos produtos desenvolvidos para o projeto Oficina Design aos estudantes do MIEA, onde foram partilhadas informações detalhadas sobre o projeto de design: materiais utilizados, fonte dos materiais e processos de fabrico. A apresentação foi realizada por uma estudante do MDIP (Figura 15).

Figura 15. Apresentação do projeto Leix Lamp realizada por uma estudante do MDIP para a equipa de estudantes do MIEA (FERNANDES, 2019)

Em seguida, engenheiros e designers tiveram a oportunidade de fabricar em laboratório um protótipo do produto analisado (Leix Lamp). Foram demonstrados todos os processos de fabricação: elaboração do compósito, moldagem do difusor e montagem dos componentes da luminária (Figura 16).

Figura 16. Estudantes do MDIP e do MIEA durante as atividades realizadas (FERNANDES, 2019).

Após a apresentação, os estudantes do MIEA desenvolveram uma avaliação de todo o impacto ambiental associado ao ciclo de vida do Leix Lamp por intermédio da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), uma técnica para avaliar o impacto ambiental associado à todas as etapas da vida útil do produto, desde a extração da matéria-prima até o processamento, fabricação, distribuição, uso e fim da vida útil. Como resultado, os estudantes do MIEA apresentaram alternativas para a redução do impacto ambiental considerando o ciclo de vida completo do produto(FERNANDES, 2019). As melhorias propostas foram incorporadas no desenvolvimento do produto, melhorando suas qualidades enquanto produto sustentável. Além dos resultados voltados à parte técnica do design do produto, outro ganho desta experiência foi a ampliação do diálogo entre as duas especialidades, permitindo aos estudantes de ambas as partes perceber necessidades inerentes a cada universo, e encontrar formas de diálogo interdisciplinar em prol de um produto ambiental e socialmente mais justo.

Um inquérito realizado com os estudantes após o trabalho indicou uma percepção positiva da experiência. Alguns pontos indicados como de grande aproveitamento foram:

- Satisfação em poder trabalhar com um projeto real, e a possibilidade de desenvolver uma percepção mais aproximada do que pode vir a ser sua futura experiência profissional;

- Sentiram-se desafiados a serem criativos na busca de soluções para o problema apresentado;

- Percebem que a sinergia entre as duas disciplinas (engenharia e design) pode resultar em inovação a eficiência;

- Para além da percepção de aprendizagem técnica (utilização do software), destacam o desenvolvimento de estratégias para organização e comunicação dos resultados de forma didática para um público de outra área (design), a fim de garantir clareza na comunicação. A pergunta de controle realizada antes e depois da atividade foi: “Numa escala de 1 a 5, sendo 1=nada e 5=muito, responda: Quanto é que o design está relacionado com a engenharia? Antes da atividade, 39% dos estudantes apontaram a escala máxima (5). Após a atividade, este número subiu para 62,5%, o que indica o desenvolvimento de uma nova percepção acerca das possibilidades de uma aproximação frutífera.

8. Conclusão

Promovendo a interdisciplinaridade e interiorizando nas novas gerações a economia circular nos currículos universitários tanto de engenharia como de design ou arquitetura, a inovação circular poderá nascer de uma forma consciente e quase intuitiva nos novos profissionais em equipas de conhecimento integrado. Para o alcance deste objetivo, os ambientes de aprendizagem responsivos e fortemente interativos devem ser priorizados, fornecendo feedbacks relevantes aos estudantes, e favorecendo a formação do pensamento sistémico e a compreensão da importância de todos os stakeholders envolvidos no processo de desenvolvimento de um produto. É fundamental que as universidades reconheçam  importância de seu papel enquanto promotoras desta nova consciência, multiplicando iniciativas que favoreçam a transição para um processo de aprendizagem voltado à inovação circular.

Agradecimentos

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.

Notas

1. Tradução literal do termo ‘take-make-use-dispose’.

2. O Ciclo de Vida de Produto é fechado quando a destinação final dos resíduos visa o aproveitamento máximo dos resíduos, transformando-os assim em matéria prima secundária para outros processos (MACHADO, 2013).

3. A IDEO é uma empresa de design global que cria impacto positivo por meio do design (https://www.ideo.com/eu).


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Abstract: This paper discusses the relationship between design and engineering through interdisciplinary teaching experiences for raising circular economy awareness. Education is essential to enable this process in a systemic way for future professionals in both areas, introducing integrated project methodologies in product design and manufacturing. The goal is that in addition to the areas of expertise (architecture, design, management and engineering), prospects are established to rethink the current path of economic development. This will create a skills base to promote circular innovation, aligned with the need for modern societies to move towards a more sustainable paradigm.

Keywords: Circular innovation - education - project - design - engineering - sustainability

Resumo: Este artigo discute as relações entre design e engenharia por meio de experiências interdisciplinares de ensino para uma sensibilização para a economia circular. A educação é essencial para viabilizar esse processo de maneira sistémica nos futuros profissionais de ambas as áreas, introduzindo metodologias integradas de projeto no design de produtos e respectivos meios de produção. O objetivo é que, além das áreas de especialização (arquitetura, design, gestão e engenharia), sejam estabelecidas perspectivas futuras para repensar o caminho atual do desenvolvimento económico.Será assim possível criar uma base de competências para promover a inovação circular, alinhada pela necessidade das sociedades modernas avançarem para um paradigma mais sustentável.

Palavras chave: Inovação circular - educação - projeto - design - engenharia - sustentabilidade

[Las traducciones de los abstracts fueron supervisadas por el autor de cada artículo]


Interdisciplinariedad entre diseño e ingeniería: Nuevas competencias en la docencia de proyectos para la innovación circular fue publicado de la página 179 a página204 en Cuadernos del Centro de Estudios en Diseño y Comunicación Nº114

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