Life cycle assessment of a wiring harness | Avaliação do ciclo de vida de uma cablagem

Growing concerns over energy and environmental sustainability have increased worldwide interest in more efficient and cleaner transportation systems and industrial activities. Today’s automotive wiring harness manufacturing process faces challenges concerning environmental issues and how manufacturers can produce a sustainable industry. This work was conducted to meet the interest of Yazaki Saltano in evaluating the environmental performance of wiring harnesses. The life cycle assessment (LCA) of a wiring harness was conducted, following a cradle-to-gate approach. The wiring harness is an assembly of wires and connections that runs through the vehicle, transferring signals and electrical power to electronic and electrical devices to guarantee the vehicle’s fundamental operations and safety. The environmental impact assessment method used was the ReCiPe midpoint 2016, encompassing the following environmental impact categories: global warming (GW), ozone formation, terrestrial ecosystem (OF,TE), terrestrial acidification (TA), freshwater eutrophication (FE), marine eutrophication (ME), mineral resource scarcity (MRS) and fossil resource scarcity (FRS). The impact results of the wiring harness LCA show that raw material production is the highest contributor (>87%) to the environmental impacts for all impact categories under study. Wires represented a higher environmental impact (>40%) face to the other wiring harness components (such as connectors, clips, terminals, etc.), mainly due to the utilization of conductive copper material. The wires evaluation revealed that wire 13 is a hotspot, representing (11% (OF,TE), and 12% (TA, FE, MRS)). Assy cables (assy cables A and B) were also identified as hotspots. The Assy cable B impact contribution ranges from 10% (GW and FRS) to 16% (MRS) and assy cable A from 9% (FE, (OF,TE)) to 11% (MRS). Clips and connector components revealed a significant contribution to the total environmental impacts, due to the plastic composition, accounting for the highest value of 21% (ME) and 12% (FRS), respectively. The reduction of the quantity of used raw materials, namely copper and plastics, and/or material substitution (e.g., aluminium, recycled copper instead of copper) can be a future strategy to be studied to make the wiring harness considerably more sustainable from an environmental point of view.

As crescentes preocupações com a sustentabilidade energética e ambiental aumentaram o interesse mundial em sistemas de transporte e atividades industriais mais eficientes e limpas. O processo atual de fabricação de cablagens elétricas enfrenta desafios relacionados com questões ambientais e de que forma podem os fabricantes produzir uma indústria sustentável. Este trabalho foi realizado em colaboração com a empresa Yazaki Saltano de modo a avaliar o desempenho ambiental das cablagens elétricas. A avaliação do ciclo de vida (ACV) de uma cablagem seguiu uma abordagem cradle-to-gate. Uma cablagem é definida como um conjunto de fios e conexões que percorre o veículo, transferindo sinais e energia elétrica para dispositivos eletrónicos de forma a garantir o funcionamento e a segurança do veículo. O método de avaliação de impacto ambiental utilizado foi o ReCiPe 2016, abrangendo as seguintes categorias de impacto ambiental: aquecimento global (AQ), formação de ozono, ecossistema terrestre (FO,ET), acidificação terrestre (AT), eutrofização de água doce (EA), eutrofização marinha (EM), escassez de recursos minerais (ERM) e escassez de recursos fósseis (ERF). Os resultados de impacto da ACV mostram que a produção de matéria-prima é a que mais contribui (>87%) para os impactos ambientais de todas as categorias de impacto em estudo. Os fios representaram o maior impacto ambiental face aos demais componentes que constituem a cablagem em estudo (p.e. conectores, clips, terminais, entre outros), principalmente devido à utilização do material condutor cobre. Uma análise aos fios revelou que o fio 13 (11% (FO,ET), e 12% (AT, EA, ERM)), é um hotspot identificado. Os cabos Assy (cabo Assy A e B) também foram identificados como hotspots. O Assy cable B apresentou valores relativos de 10% (AG e ERF) a 16% (ERM) e assy cable A de 9% (EA, (FO,ET)) a 11% (ERM).Os componentes dos clips e conectores revelaram uma contribuição significativa para os impactos ambientais totais, devido à sua composição plástica, contabilizando o valor mais elevado de 21% (EM) e 12% (ERF), respetivamente. A redução da quantidade de matérias-primas utilizadas, nomeadamente cobre e plásticos, e/ou substituição de materiais (p.e. alumínio, cobre reciclado em vez de cobre) poderá ser uma estratégia a utilizar no futuro nas cablagens com fim a produtos consideravelmente mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.

Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis