Implementasi Design for Environment (DfE)

Materi Pembelajaran 09

I. Pengantar DfE

Definisi Design for Environment (DfE)

Design for Environment (DfE), atau Perancangan untuk Lingkungan, adalah pendekatan sistematis dan terpadu dalam perancangan produk (barang dan jasa) yang mempertimbangkan dampak lingkungan sepanjang keseluruhan siklus hidup produk (product life cycle), mulai dari pengambilan bahan baku, manufaktur, distribusi, penggunaan, hingga pembuangan atau daur ulang akhir.

DfE bukan hanya tentang kepatuhan regulasi, tetapi merupakan filosofi proaktif untuk meminimalkan beban lingkungan dari produk secara inheren melalui inovasi desain.

Tujuan Utama DfE

Tujuan utama DfE adalah untuk mengurangi dampak negatif produk terhadap lingkungan dan kesehatan manusia, dengan mencapai:

• Pengurangan Konsumsi Sumber Daya: Meminimalkan penggunaan material mentah (terutama yang tidak terbarukan) dan energi.
• Pengurangan Limbah dan Polusi: Mengurangi jumlah limbah (padat, cair, gas) dan emisi polutan selama produksi, penggunaan, dan akhir masa pakai.
• Peningkatan Efisiensi: Mengoptimalkan penggunaan energi dan air, serta meningkatkan efisiensi material.
• Penciptaan Nilai Jangka Panjang: Memperpanjang usia produk, memfasilitasi perbaikan, dan memaksimalkan pemulihan material melalui daur ulang atau penggunaan kembali.

Filosofi Dasar DfE

Filosofi inti DfE berakar pada konsep Ekonomi Sirkular (Circular Economy) dan Berpikir Siklus Hidup (Life Cycle Thinking).

• Berpikir Siklus Hidup: Filosofi ini mengharuskan desainer untuk melihat produk bukan sebagai entitas yang terisolasi, tetapi sebagai bagian dari sistem yang lebih besar yang berinteraksi dengan lingkungan pada setiap tahap. Keputusan desain di awal memiliki dampak yang sangat besar pada tahap-tahap berikutnya.
• Inovasi Holistik: DfE memandang keberlanjutan sebagai sumber inovasi, bukan sebagai batasan. Desain yang bertanggung jawab harus mempertimbangkan aspek lingkungan, ekonomi, dan sosial secara simultan.

 

II. Prinsip Perancangan Hijau

Prinsip perancangan hijau (Green Design Principles) adalah panduan fundamental untuk mengintegrasikan pertimbangan lingkungan ke dalam proses desain. Prinsip-prinsip ini meliputi:

1. Penggunaan Material Aman dan Berkelanjutan:
• Memilih material tidak beracun dan aman bagi lingkungan serta manusia.
• Mengutamakan material yang terbarukan, dapat didaur ulang, atau memiliki kandungan daur ulang yang tinggi.
• Mengurangi keragaman material untuk memfasilitasi daur ulang.
2. Efisiensi Sumber Daya:
• Menggunakan material lebih sedikit (minimalisasi material).
• Mengurangi kebutuhan energi (terutama energi fosil) di semua tahap.
• Mengurangi kebutuhan air.
3. Optimalisasi Siklus Hidup Produk:
• Merancang produk yang tahan lama (durability) dan mudah diperbaiki (repairability).
• Memfasilitasi pembongkaran (disassembly) dan pemulihan (recovery) komponen berharga di akhir masa pakai.
• Merancang sistem yang mendukung penggunaan kembali produk (reuse) atau komponen.
4. Optimasi Proses Manufaktur:
• Memilih proses produksi yang membutuhkan energi, air, dan material lebih sedikit.
• Mengurangi atau menghilangkan penggunaan bahan kimia berbahaya dalam proses.
• Meminimalkan limbah produksi.
5. Efisiensi Distribusi dan Pengemasan:
• Mengurangi volume dan berat produk/kemasan untuk menghemat bahan bakar transportasi.
• Menggunakan kemasan minimal atau kemasan daur ulang/dapat didaur ulang.

 

III. DfE Matrix dan Eco-design

Eco-design (Perancangan Ekologis)

Eco-design adalah istilah yang sering digunakan secara bergantian dengan DfE. Ini adalah pendekatan desain yang secara eksplisit mencakup pertimbangan lingkungan, sejajar dengan aspek tradisional seperti biaya, kualitas, estetika, dan kinerja.

Karakteristik Eco-design:

• Holistik: Mempertimbangkan semua tahapan siklus hidup.
• Sistematis: Menggunakan alat dan metodologi terstruktur.
• Fokus pada Inovasi: Mendorong solusi yang tidak hanya "kurang buruk" tetapi secara fundamental lebih baik.

DfE Matrix (Matriks DfE)

DfE Matrix (juga dikenal sebagai Eco-design Strategy Matrix atau LCA Matrix) adalah alat kualitatif yang membantu desainer untuk memvisualisasikan dan menilai dampak lingkungan dari produk mereka pada setiap tahap siklus hidup dan mengidentifikasi strategi DfE yang paling relevan.

Siklus Hidup ↓ / Dampak →	Penggunaan Bahan	Penggunaan Energi	Emisi Udara	Emisi Air	Limbah Padat	Strategi DfE yang Tepat
Material (Bahan Baku)	Tinggi	Sedang	Rendah	Rendah	Rendah	Desain untuk Material Berkelanjutan
Manufaktur & Pemrosesan	Sedang	Tinggi	Sedang	Sedang	Tinggi	Desain untuk Proses Produksi Bersih
Distribusi & Transportasi	Rendah	Tinggi	Tinggi	Rendah	Rendah	Desain untuk Logistik Efisien
Penggunaan	Rendah	Sangat Tinggi	Rendah	Sedang	Rendah	Desain untuk Efisiensi Energi/Air
Akhir Masa Pakai	Tinggi	Rendah	Rendah	Rendah	Sangat Tinggi	Desain untuk Pembongkaran/Daur Ulang

Cara Penggunaan Matriks:

1. Penilaian Dampak: Beri skor (misalnya: Rendah, Sedang, Tinggi, Sangat Tinggi) untuk potensi dampak lingkungan di setiap tahapan siklus hidup produk saat ini.
2. Identifikasi Area Kritis: Fokuskan pada sel-sel dengan dampak 'Tinggi' atau 'Sangat Tinggi' (misalnya, 'Penggunaan Energi' pada tahap 'Penggunaan').
3. Penerapan Strategi: Terapkan strategi DfE yang sesuai untuk mengurangi dampak pada area kritis tersebut (misalnya, untuk dampak 'Sangat Tinggi' pada 'Limbah Padat' di tahap 'Akhir Masa Pakai', terapkan strategi Design for Disassembly dan Design for Recycling).

 

IV. Strategi DfE Utama

Strategi DfE utama adalah panduan desain yang berfokus pada hasil spesifik di akhir atau sepanjang siklus hidup produk:

1. Design for Disassembly (DfD) - Desain untuk Pembongkaran

• Definisi: Merancang produk agar dapat dibongkar dengan cepat, aman, dan ekonomis, biasanya pada akhir masa pakainya.
• Tujuan: Memudahkan pemisahan komponen untuk perbaikan, peningkatan (upgrade), penggunaan kembali (reuse), atau daur ulang material.
• Fitur Desain:
• Menggunakan sekrup standar, klip, atau pengikat lepas-pasang alih-alih perekat permanen, snap-fits, atau pengelasan.
• Mengurangi jumlah dan jenis pengikat.
• Memberikan akses mudah ke komponen bernilai tinggi, berbahaya, atau yang mungkin perlu diganti.

2. Design for Recycling (DfR) - Desain untuk Daur Ulang

• Definisi: Merancang produk dengan pemilihan material dan struktur yang memaksimalkan kemungkinan materialnya dapat dikumpulkan, diolah, dan digunakan kembali sebagai bahan mentah berkualitas.
• Tujuan: Meningkatkan tingkat pemulihan material dan kualitas material daur ulang (recyclate), serta mengurangi kebutuhan akan material murni (virgin material).
• Fitur Desain:
• Menggunakan material tunggal (mono-material) atau membatasi jumlah jenis material yang berbeda.
• Menghindari material yang sulit dipisahkan atau tidak kompatibel dalam proses daur ulang (misalnya, lapisan multi-material).
• Menghindari zat berbahaya atau aditif yang dapat mencemari aliran daur ulang.
• Memberi label material yang jelas (misalnya, kode resin plastik).

3. Design for Energy Efficiency (DfEE) - Desain untuk Efisiensi Energi

• Definisi: Merancang produk, terutama produk yang mengkonsumsi energi selama fase penggunaannya (seperti peralatan elektronik atau rumah tangga), untuk menggunakan energi sesedikit mungkin.
• Tujuan: Mengurangi dampak lingkungan yang terkait dengan produksi energi (emisi gas rumah kaca) dan menghemat biaya operasional bagi pengguna.
• Fitur Desain:
• Mengoptimalkan mode daya rendah (low-power mode) atau standby.
• Menggunakan komponen yang sangat efisien (misalnya, motor BLDC, pencahayaan LED, chip hemat daya).
• Mengurangi hambatan (misalnya, gesekan atau kehilangan panas) dalam sistem operasional.
• Menggunakan sensor dan perangkat lunak untuk mengelola penggunaan daya secara cerdas.

4. Design for Longevity/Repair (DfL/DfR) - Desain untuk Keawetan/Perbaikan

• Definisi: Merancang produk agar tahan lama, dapat diperbaiki, ditingkatkan (upgradable), dan adaptif terhadap perubahan kebutuhan pengguna.
• Tujuan: Memperpanjang umur fungsional produk, melawan keusangan terencana (planned obsolescence), dan mengurangi frekuensi penggantian produk.
• Fitur Desain:
• Menggunakan material berkualitas tinggi dan kokoh yang tahan aus.
• Menyediakan suku cadang yang mudah diakses dan tersedia.
• Menggunakan desain modular agar komponen yang rusak/usang dapat diganti tanpa membuang seluruh produk.
• Menyediakan manual perbaikan yang jelas (Right to Repair).
• Desain yang abadi/klasik (timeless) untuk mencegah keusangan emosional.

 

V. Contoh Produk DfE dan Fitur Desain Ramah Lingkungan

1. Fairphone (Laptop Modular)

Produk: Fairphone 5 (ponsel pintar modular).

Fitur DfE yang Dibedah:

Strategi DfE	Fitur Desain Ramah Lingkungan	Keterangan
Design for Longevity/Repair	Desain Modular Penuh	Pengguna dapat mengganti sendiri 10+ komponen modular (baterai, layar, kamera, port USB-C) hanya dengan obeng standar.
Design for Material Safety/Recycling	Material yang Bertanggung Jawab	Menggunakan 70% plastik daur ulang, emas Fairtrade, dan bahan baku yang bersumber secara etis dan bebas konflik.
Design for Energy Efficiency	Dukungan Perangkat Lunak Jangka Panjang	Menjanjikan dukungan perangkat lunak (OS upgrade dan keamanan) hingga 8 tahun, memastikan fungsionalitas dan keamanan perangkat tetap optimal dalam jangka waktu yang sangat lama.

2. Furnitur IKEA (Meja, Rak, dll.)

Produk: Furnitur datar (flat-pack furniture) seperti Meja LACK atau Rak KALLAX.

Fitur DfE yang Dibedah:

Strategi DfE	Fitur Desain Ramah Lingkungan	Keterangan
Design for Disassembly	Pengemasan Flat-Pack	Produk dirancang untuk dibongkar-pasang (perakitan-sendiri), yang secara inheren memudahkan pembongkaran kembali di akhir masa pakai untuk dipindahkan atau didaur ulang. Konektor standar (sekrup, pasak, baut cam lock) yang dapat dilepas-pasang.
Design for Energy/Distribution Efficiency	Pengemasan Flat-Pack (Lanjutan)	Meminimalkan ruang pengemasan, memungkinkan volume produk lebih banyak diangkut dalam satu truk. Hal ini secara signifikan mengurangi emisi karbon dari transportasi.
Design for Material Efficiency	Penggunaan Material Rendah Dampak	Penggunaan material berbasis kayu yang efisien, seperti chipboard atau fiberboard yang ringan, dan penggunaan kayu yang bersumber secara berkelanjutan (bersertifikat FSC).

 

VI. Daftar Pustaka

1.      Bakker, C. A., van Hinte, H., & Wever, R. (2014). Design for the circular economy: Principles, practices and challenges. Procedia CIRP, 18, 12-16. (Fokus pada DfE dalam konteks ekonomi sirkular).

2. Brezet, H., & Rocha, C. (2001). The design for environment approach to innovation management: From product improvement to system innovation. Journal of Sustainable Product Design, 1(1), 3-10. (Membahas evolusi DfE dari peningkatan produk ke inovasi sistem).
3. Telenko, C., & Seepersad, C. C. (2016). A compilation of Design for Environment guidelines. Journal of Mechanical Design, 138(3). (Menyusun pedoman DfE yang komprehensif).
4. Luttropp, C., & Lagerstedt, J. (2006). Design for environment—What does it mean? Journal of Cleaner Production, 14(15), 1388-1395. (Definisi dan arti praktis DfE).
5. Stevels, A. (2007). Design for Disassembly: Principles and Strategies for Sustainable Product Development. In Electronics and the Environment, 2007. ISEE 2007. IEEE International Symposium on (pp. 1-6). IEEE. (Fokus pada DfD, khususnya dalam elektronik).
6. Geyer, R., & Blumberg, K. (2019). Design for environment (DfE) and energy efficiency: the case of computer manufacturing. Environmental Science & Technology, 53(15), 8963–8970. (Studi kasus DfEE dalam manufaktur komputer).
7. Sandin, G., & Peters, G. M. (2018). Environmental impact of textile clothes and home textiles from an eco-design perspective. The Journal of Cleaner Production, 182, 350-358. (Penerapan eco-design di industri tekstil).
8. Hatcher, G. D., & Ijomah, W. L. (2016). A framework for Design for Remanufacture (DfReman): Case study on product selection. Journal of Cleaner Production, 127, 252-261. (Relevan dengan DfL/Repair dan DfD, berfokus pada peremajaan produk).
9. Dewulf, W., Van Raemdonck, K., De Lathauwer, J., & Duflou, J. R. (2008). Assessing the recyclability of products: a critical review. Resources, Conservation and Recycling, 53(1), 1-13. (Evaluasi DfR dan metodologi daur ulang).
10. Indrawan, S. E. (2017). Design for Environment and Form Findings Through Digital Fabrication. DIMENSI (Journal of Architecture and Built Environment), 44(2), 171–178. (Aplikasi DfE dalam arsitektur dan fabrikasi digital).

 

VII. Hashtag

#DesignForEnvironment #DfE #EcoDesign #PerancanganHijau #GreenDesign #SustainableDesign #EkonomiSirkular #CircularEconomy #LifeCycleAssessment #LCA #DfD #DesignForDisassembly #DfR #DesignForRecycling #DesignForLongevity #RightToRepair #InovasiBerkelanjutan #SustainableInnovation #Fairphone #IKEA #GreenManufacturing