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TÉCNICAS DE DISEÑO EN INGENIERÍA RESPETUOSAS 
CON EL MEDIO AMBIENTE 
S. Capuz Rizo, T. Gómez Navarrop, J.L. Vivancos Bono, P. Ferrer Gisbert 
Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería 
Universidad Politécnica de Valencia. 
 
 
RESUMEN 
 
Cada vez resulta de mayor importancia la consideración del factor medioambiental en 
el diseño de un producto. Desde el punto de vista de la industria, los primeros 
esfuerzos se dirigen hacia la reducción de residuos, vertidos y emisiones, durante el 
proceso de fabricación. Sin embargo, este enfoque resulta claramente insuficiente, ya 
que también debe considerarse los efectos derivados del ciclo de vida del producto 
(CVP) completo: materias primas, uso, mantenimiento, reparación, retiro, reciclaje y 
eliminación. 
El Diseño para el Medio Ambiente (DFE, Design for Environment), puede definirse 
como la "consideración sistemática de la función del diseño con respecto a objetivos 
medioambientales, de salud y seguridad a lo largo del ciclo de vida completo del 
producto y del proceso" [Ficksel,96]. Cumplir objetivos medioambientales no 
compromete necesariamente los objetivos de competitividad de los productos. El DFE 
viene propiciado por la aplicación de la Ingeniería Concurrente1 a la consideración del 
medio ambiente en el diseño de productos. El DFE, por tanto, hace propios también 
los objetivos de mejora de la calidad, reducción del coste y del lead-time y la 
integración de los diferentes departamentos, propios de la Ingeniería Concurrente. 
En este artículo se analizan las diferentes propuestas y líneas de investigación 
orientadas a proporcionar herramientas de diseño que permitan reducir el impacto 
sobre el medio ambiente de los productos y procesos industriales. Es decir, en vez de 
incidir sobre el aspecto tecnológico de los procesos industriales, se hace hincapié en 
el papel que desempeñan dichas herramientas, en sus características intrínsecas y 
en su aplicabilidad en las diferentes etapas del diseño. 
 
1 Una definición clásica de I. Concurrente es la de O’Grady y Young [91]: Ingeniería Concurrente es la 
consideración, durante la fase del diseño, de los factores asociados al ciclo de vida del producto, los 
cuales incluyen fabricación, montaje, verificación, mantenimiento, fiabilidad, coste y calidad. 
 
1. NECESIDAD DE CLASIFICAR LAS HERRAMIENTAS DE DFE. 
Desde su origen en 1992 [Ficksel, 96], es notable el entusiasmo y el apoyo que ha 
recibido el DFE; principalmente desde el ámbito académico, sin menospreciar los 
esfuerzos de numerosas empresas industriales. Tras la revisión de numerosas 
publicaciones aparecidas desde el año 1993 al año 1998 la primera conclusión es 
que, en general, los resultados se pueden clasificar en: a) manuales y guías, b) 
ejemplos de aplicación y c) herramientas2. El grupo c) es el objeto de este artículo. 
Comprender qué es una herramienta para DFE, clasificarla e identificar su relación 
con otras herramientas, son pasos imprescindibles para optimizar su uso 
Pese a la gran cantidad de herramientas propuestas, no todas se usan. Una de las 
razones es la falta de organización y concierto entre los esfuerzos. Es decir, falta 
coordinación en las investigaciones y, quizá, una visión global de las líneas de 
investigación que se encuentran en desarrollo. 
Este planteamiento no es nuevo y existen publicaciones que clasifican, desde 
distintos enfoques las llamadas herramientas para el diseño de productos y procesos 
[Hubka,96]. De acuerdo con [Sales,96], la mayoría de autores no parece prestar la 
debida atención al correcto uso de la terminología y bajo la voz herramienta se pueden 
encontrar Sistemas de información (guías y manuales), conocimientos estructurados 
(métodos y técnicas) e instrumentos en uso (aplicación específica de los 
conocimientos estructurados). 
En la práctica, como herramientas sólo deben ser consideradas los dos últimos 
grupos. Sin dejar de reconocer la importancia de las guías y manuales para el DFE, 
sólo se convierten en herramientas de trabajo cuando el equipo de diseño las adapta 
y convierte en métodos y técnicas, según las características de su problema y su 
experiencia y habilidad. De forma que se define herramienta como aquella propuesta 
de tareas estructuradas que ayude directamente al establecimiento de una actividad 
y/o a su consecución, definiendo claramente quien debe ser el operador (PC, equipo 
concreto de diseño, etc.) [Sales,96]. 
 
2 Seguidamente se ofrece una definición de herramienta aplicable en este contexto. 
Las herramientas pueden clasificarse desde diversos enfoques pero, quizá, los más 
relevantes sean clasificarlas según sus características intrínsecas y según las etapas 
del diseño para las que están concebidas. 
 
2. TAXONOMÍA DE LAS HERRAMIENTAS PARA EL DFE SEGÚN SUS 
CARACTERÍSTICAS INTRÍNSECAS. 
Para elaborar esta clasificación se ha seguido la propuesta que realiza Tomiyama 
[Tomiyama,97], basada en un enfoque bidimensional. Los ejes representan el grado 
de concreción/abstracción y la generalidad/especificidad de la herramienta (Fig. 1). 
Fig. 1. Mapa de las herramientas para el DFE analizadas. 
 
En la figura la numeración corresponde a las siguientes herramientas para el DFE: 
1
Tests
2
LiDS-wheel
10
ReStar
4
QFD/HoEQ
6
ESESPD
3
Mod CVP
9
DFD DFR ...
8
BD Eco-i
7
Clas Sis Prs
8
LCA
11
Eco-Portfolio
12
Mets Ev Ecol
General
C
on
cr
et
o
A
b
st
ra
ct
o
Específico
1. Tests3. Listados de preguntas que permiten evaluar la bondad de un diseño, proceso, estrategia, sistema 
de gestión, etc. [McAloone,97]. 
2. LiDS-Wheel. Clasificación en representación 2D de las estrategias de diseño referidas al CVP. Permite 
visualizar las estrategias de desarrollo de acuerdo con DFE y elegir entre las diferentes posibilidades 
[Hemel,95]. 
3. Modelos del ciclo de vida del producto. Flujograma del CVP con balances de masa, energía, recursos 
técnicos y humanos y costes. Sirve para observar y analizar los efectos sobre el CVP de cualquier cambio 
de diseño o proceso [Simon,95], [Franze,97]. 
4. QEFD y HoEQ. Modificaciones en la conocida QFD (Desarrollo de la función de calidad). Permite introducir 
exigencias medioambientales además de la Voz del Cliente (VOC) [Hemel,97], [Olesen,97]. 
5. Análisis del Ciclo de Vida (LCA). Metodología que permite evaluar las cargas ambientales asociadas a un 
producto, proceso o actividad identificando y cuantificando el uso de materia y energía y los vertidos al 
entorno. [Fullana,97], [Consoli,93], [UNE,96] 
6. ESESPD. Herramienta informática que consiste en la integración del LCA, técnicas de ayuda a la decisión, 
etc. Su objetivo es asistir al equipo de diseño en sus decisiones a lo largo del proceso de diseño 
[Cristofari,97]. 
7. Clasificación sistemática de productos. Cada subsistema y componente del producto recibe una etiqueta 
en base a criterios combinados de reciclabilidad, durabilidad, montaje y desmontaje, etc. [Franze,97] 
8. Bases de datos con Eco-indicadores. SimaPro LCA tool, Idemat Material Database, EcoPro, GaBi, LMS 
Eco-Inventory Tool, etc. Los Eco-indicadores suman diversos criterios de bondad ecológica para diferentes 
materiales, procesos, sistemas de tratamiento de residuos, etc. Les asigna un número adimensional de 
manera que puedan sumarse conceptos no homogéneos a la hora de comparar alternativas de producto 
y/o proceso industrial [Fullana,97], [Prins,97], [Bovea,98]. 
9. DFR (Diseño para el reciclado), DFD/DFReass (Diseño para el Desensamblaje y Reensamblaje), DFP 
(Diseño para la fácil Purificación) y DFT&C (Diseño para el Chequeo y la Clasificación de componentes 
reutilizables)4, etc. [Fickse,96], [Beitz,93], [Capuz,99]. 
10. ReStar. Herramienta informática que recoge información sobre las posibilidades de recuperabilidad del 
producto y ayuda a evaluar la mejor alternativa de diseño [Navin-Chandra,93]. 
11. Eco-Portfolio Method. Herramienta informáticaque evalúa la calidad medioambiental del CVP. Esta 
herramienta, a diferencia de otras, parte del diseño de detalle del producto [Spath,95]. 
12. Métodos de evaluación adaptados a DFE. Incorporan una serie de coeficientes que se basan en el 
consumo de energía, el tipo de materiales, la capacidad de desensamblaje, etc. Permiten evaluar 
medioambientalmente diferentes alternativas de producto [Maeder-Nehls,97]. 
 
3 Muchas herramientas propuestas en diferentes publicaciones se han resumido bajo términos 
genéricos como: 1. Tests, 5. Modelos de CVP y 12. Métodos de evaluación. Se ha procedido así en 
aquellos casos en que los autores no afirmaban expresamente haber desarrollado una herramienta 
nueva, sino haber adaptado una o varias existentes. 
4 Por su definición DFE engloba métodos específicos de diseño como: DFR (Diseño para el reciclado), 
DFD/DFReass (D. para el Desensamblaje y Reensamblaje), DFP (D. para la fácil Descon-taminación) 
y DFT&C (Diseño para la Verificación y la Clasificación de componentes reutilizables). 
3. CLASIFICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS PARA EL DFE SEGÚN LAS 
ETAPAS DEL DISEÑO PARA LAS QUE ESTÁN CONCEBIDAS 
En el proceso de cualquier diseño, el equipo de proyecto completa una serie de 
etapas definidas, que se pueden descomponer a su vez en pasos, actividades, etc. 
Numerosos investigadores han elaborado herramientas específicas para actividades 
concretas permitiendo o facilitando su desarrollo. La tabla 1 representa gráficamente 
la aplicabilidad de cada técnica a cada una de las etapas de diseño. Para dividir las 
etapas del diseño se ha utilizado la propuesta de la VDI 2221 [VDI, 87]. 
Etapas 
Herramientas 
Clarificación 
de tareas 
Estructura 
funcional 
Principios 
de solución 
Módulos 
realizables 
Layout Layout 
conjunto 
Plan 
proceso de 
producción 
1. Tests 
2. LiDS-wheel 
5. Modelos del CVP 
6. QEFD y HoEQ 
7. LCA 
8. ESESPD 
9. Clasif. Sist. Prods. 
10. Eco-indicadores 
11. DFD, DFR, DFTC 
12. ReStar 
13. Eco-Portfolio 
14. Méts. Eval. Ecolg. 
 
Código color 
Aplicabilidad Ninguna Alguna Notable Objetivo 
Tabla 1. Clasificación de herramientas DFE según su aplicabilidad a cada etapa de diseño 
 
4. CONCLUSIONES 
El resultado más inmediato de este análisis es la misma propuesta taxonómica 
presentada. Otra conclusión de esta investigación es comprobar que aparentemente 
el diseñador dispone actualmente de un abanico amplio y completo de herramientas 
a su alcance para emprender sus diseños respetuosos con el medio ambiente. Sin 
embargo muchos de los métodos, técnicas y programas estudiados están todavía en 
fase de desarrollo y su eficacia no está contrastada. 
Del examen de la figura 1 se deduce que existe un vacío de técnicas del tipo 
Concretas y Específicas. Varias son las razones que quizá expliquen esta aparente 
falta de propuestas. Por un lado, al tratarse de productos específicos, el número de 
investigadores se reduce a los directamente implicados en el correspondiente sector 
industrial. Por otro lado, esta especificidad parece motivar la investigación individual 
de cada empresa, dentro de costosos programas de I+D cuyos resultados no serán 
publicados hasta que hayan producido ingresos que compensen la inversión. Por 
último, la investigación académica, salvo excepciones, siempre tiende más hacia 
campos generales, buscando incrementar el éxito de sus propuestas ampliando el 
espectro de aplicación de éstas. 
Estas herramientas específicas y concretas tendrán la forma de Teoría para el cálculo 
de reciclabilidad de polímeros de alta densidad, o quizá Cálculo de la energía 
empleada en el transporte por carretera, Factor de corrección de los Eco-indicadores 
para industrias situadas en parques tecnológicos, etc. Su importancia para la 
comunidad científica y empresarial es proporcionar datos fiables de partida para la 
aplicación de las herramientas de DFE. 
Durante la elaboración de la tabla 1, se ha comprobado que muchas herramientas 
son difíciles de adaptar al proceso de diseño o de fabricación porque no es evidente 
qué información medioambiental se debe manejar a través de las tareas, o en qué 
etapa del diseño debe plantearse el uso de la herramienta, o el nivel de detalle con el 
que se debe desarrollar el método, etc. Sin duda, una de las razones podría ser una 
insuficiente reflexión sobre las características de las herramientas propuestas. De 
esta percepción nace una sugerencia para futuras propuestas, en la línea de otros 
autores ya mencionados [Sales,96] [Hubka,96]. Cuando se propone una herramienta 
se debe realizar un esfuerzo para especificar explícitamenrte el objetivo a conseguir 
respecto al producto, las actividades de que se compone, el momento en el ciclo de 
vida del producto en que debe desarrollarse (con el mayor detalle posible) y el tipo de 
operador que debe llevarla a cabo. 
Finalmente, debe destacarse que el DFE no puede considerarse aún exitosamente 
implantado en la industria [Ficksel,96], [Melnyk,95], [Capuz,99]. Las razones de esto, 
aparte de la ya mencionada profusión de técnicas sin la adecuada coordinación, 
pueden resumirse en: 
1. Falta de recursos (Know-how), formación de técnicos, software, etc. 
2. Falta de confianza en las oportunidades del mercado. 
3. Conformismo, objetivo centrado en cumplir las normas. 
4. Problemas de financiación a la hora de afrontar las necesarias inversiones para 
adaptar los productos y las líneas de proceso. 
5. Inercia de los cargos intermedios de las empresas, que ni sufren directamente las 
necesidades de las líneas de proceso, ni comparten la responsabilidad por la 
gestión estratégica de la empresa, y cuyos intereses individuales pueden pasar 
por la mayor estabilidad posible de los procesos. 
 
REFERENCIAS 
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International Conference on Engineering Design ICED. Tampere. 1997 
Beitz, W. Designing for ease of recycling. General approach and industrial application. 
International Conference on Engineering Design ICED. The Hague. 1993 
Bovea Edo, M. D., Vidal Nadal, R., Sánchez Romero M.A., Consideración de los 
requerimientos medioambientales en el diseño de productos. Aplicación al diseño de 
mobiliario. IV International Congress of Project Engineering. Córdoba. 1998. 
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de producto, SPUPV 99.4109. Valencia. 1999 
Consoli, F. et al (eds.). Guidelines for Life-Cycle Assessment: A Code of Practice. Workshop 
in Sesimbra (Portugal). SETAC-Europe, Bruselas 1993. 
Cristofari, M., Caron, F., McDuffie, E., Tronci, M. Expert Systemo for engineering sustainable-
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Design ICED. Tampere. 1997 
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management tools in the BMW product development process, International Conference on 
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Fullana, P., Puig, R., Análisis del ciclo de vida, Barcelona. 1997 
G. van Hemel, C. Tools for setting realizable priorities at stategic level in Design For 
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Hubka, V., Eder, W.E., Design Science as tool for rationalitation. State of the art and future. 
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Maeder-Nehls, B., Leidich, E. Evaluation method to identify the most environmentally 
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McAloone, T.C., Evans, S. How good is your environmental design process?. A self-
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1997 
Melnyk, S. A.., Smith, R. T., Green Manufacturing. CASA-SME. 1995 
Navin-Chandra, D. ReStar: A design tool for environmental recovery analysis. International 
Conference on Engineering Design ICED. The Hague. 1993 
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O’Grady P, Young R: Issues in Concurrent Engineering, Journal of Design and Manufacturing, 
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Olesen, J., Environmental QFD. The creation of project focus, International Conference on 
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Prins, J. F., Design for environment in practice, International Conference on Engineering 
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Spath, D., Hartel, M, Tritsch, Chr. Life Cycle Assessment. Tools to support environmental 
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Tomiyama, T., A note on research directions of design studies, International Conference on 
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VDI 2221, Systematic Approach to the design of technical systems and products. VDI Society 
for Product Development, Design and Marketing. 1987. 
 
CORRESPONDENCIA 
 
Salvador Capuz Rizo 
Departamento de Ingeniería de la Construcción y de Proyectos de Ingeniería 
Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. 46071. Valencia. 
Teléfono: 96-3877007 ext. 5653. Fax: 96-3877569. E-mail: scapuz@cst.upv.es