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DA CPMC – Nicolais (Consigliere scientifico SSIP): “Il tema della biocircolarità nell’industria del cuoio made in italy
DA CPMC – Nicolais (Consigliere scientifico SSIP): “Il tema della biocircolarità nell’industria del cuoio made in italy

La storia del cuoio è molto più di una evoluzione tecnologica che il settore ha sperimentato negli ultimi anni. È una storia di innovazione, creatività e circolarità, in cui le conoscenze e le tradizioni di molte culture si sono fuse per creare prodotti che hanno migliorato la vita dell’uomo. È anche una storia che ha avuto un impatto significativo sulla natura e sull’ambiente, con effetti che si sono fatti sentire nei secoli. Fin dall’antichità, le popolazioni hanno sviluppato varie tecniche per la lavorazione delle pelli, che hanno permesso di generare valore sfruttando risorse naturali a basso impatto ambientale. La pelle è stata usata non solo per creare abiti o accessori, ma anche per realizzare strumenti di uso quotidiano e opere d’arte. In Italia, questo settore ha trovato un terreno fertile in cui ha potuto evolversi sfruttando l’abilità e le conoscenze degli artigianali, che le hanno tramandate di generazione in generazione con l’aggiunta di nuove tecnologie.

Questa tradizione non è solo un viaggio attraverso tecniche e culture, ma anche un esempio concreto di come un materiale possa incarnare i principi di sostenibilità e circolarità ben prima che questi concetti diventassero centrali nel dibattito contemporaneo. Dall’uso delle risorse naturali alla creazione di manufatti essenziali per la vita quotidiana, il cuoio ha sempre rappresentato un ponte tra innovazione e circolarità. Il cuoio continua ancora ad avere una grande rilevanza nell’era moderna, grazie alla sua natura biologica e al suo ruolo nella bioeconomia. Essendo un sottoprodotto dell’industria alimentare, il cuoio riflette un ciclo virtuoso di utilizzo completo delle risorse, esemplificando appunto il concetto di circolarità. In linea con i progressi tecnologici e le pratiche sostenibili, l’industria conciaria continua, oggi, a mantenere la sua rilevanza all’interno della bioeconomia nel suo termine più ampio. Secondo il Nono rapporto sulla Bioeconomia in Europa, il settore della moda italiano, in cui il cuoio occupa una posizione centrale, contribuisce significativamente alla bioeconomia nazionale, con circa il 50% dei materiali utilizzati derivati da fonti bio-based.

Oggi, l’industria del cuoio è al centro di una simbiosi industriale che enfatizza il tema della circolarità attraverso la condivisione di risorse, materiali e sottoprodotti con industrie diverse per creare un sistema a ciclo chiuso. Ad esempio, i sottoprodotti del settore alimentare (pelli animali) o di quello agricolo, vengono utilizzati dalle concerie, e a loro volta, gli scarti delle concerie (come ritagli e rasature) possono essere riutilizzati in altre industrie, ad esempio per la produzione di fertilizzanti o bioenergia. Inoltre, i recenti progressi tecnologici per potenziare le pratiche circolari sono molto rilevanti. I nuovi metodi di concia senza cromo, metalli e la depilazione enzimatica consentono di ridurre l’uso di sostanze chimiche dannose e minimizzano il consumo d’acqua. L’upcycling degli scarti di cuoio in biofertilizzanti attraverso processi di idrolisi si inserisce perfettamente nel modello di economia circolare, restituendo materiali alla natura e sostenendo al contempo la produttività agricola. La stessa digitalizzazione e l’automazione migliorano la precisione e riducono gli sprechi. Inoltre, le innovazioni nella gestione dei rifiuti, tra cui il riciclo delle fibre di cuoio per la produzione di materiali compositi, contribuiscono alla natura circolare della catena di approvvigionamento del cuoio. Tali progressi sono vitali per garantire che l’industria conciaria ed in particolare quella del Made in Italy rimanga competitiva in un mercato sempre più orientato alla sostenibilità.

Nonostante questi progressi, la competitività del settore non dipende solo dall’innovazione tecnologica e dall’adozione di pratiche sostenibili, ma anche dalla capacità di rispondere alle sfide legate alla percezione pubblica. Infatti, la percezione pubblica della produzione del cuoio è spesso influenzata da preoccupazioni relative all’impatto ambientale, in particolare riguardo all’uso dell’acqua, all’inquinamento chimico e al benessere degli animali. Affrontare queste preoccupazioni attraverso una comunicazione trasparente e l’implementazione delle migliori pratiche in termini di sostenibilità sarà fondamentale per mantenere la reputazione del settore.

DA CPMC: Tamburini (Pres. Camera Commercio Toscana Nord-Ovest) “Sostenibilità e visione green sono temi trasversali ad ogni attività umana e anche a quella delle imprese”
DA CPMC: Tamburini (Pres. Camera Commercio Toscana Nord-Ovest) “Sostenibilità e visione green sono temi trasversali ad ogni attività umana e anche a quella delle imprese”

La bio circolarità del cuoio come ulteriore plus di un materiale che fa da traino nell’economia italiana: quanto le aziende secondo lei, investono in bio circolarità?

È indubbio che negli ultimi anni sia fortemente cresciuta la sensibilità ai temi della sostenibilità e che la visione green sia ormai trasversale ad ogni attività umana, sia individuale che collettiva e ovviamente anche quella delle imprese. I dati concordano nell’affermare che la propensione delle aziende ad investire in ambito di smart manufactoring e bioeconomia siano in aumento e che di pari passo si stia fortificando la consapevolezza che la transizione green unitamente a quella digitale e dell’innovazione rappresentino anche l’opportunità di nuove forme di vantaggio competitivo.

Una sensibilità ecologica sempre più diffusa tra i consumatori ed i clienti internazionali fa emergere conseguentemente la necessità di prodotti innovativi da proporre al mercato ma senza derogare dall’elevato livello di qualità che il “Made in italy” ci impone. Il settore della pelle, afflitto da una crisi severa che investe tutta la filiera moda, non è indenne da questo processo di cambiamento e proprio nella sostenibilità può trovare una leva efficace per provare a risollevarsi.

 

Nonostante i numerosi plus, quello conciario è un settore in crisi: da dove ripartire?

Difficile immaginare che la soluzione passi per un unico rimedio. La crisi attuale dell’industria conciaria e di tutta la filiera che passa dal calzaturiero e arriva alla pelletteria è l’effetto deleterio di una serie di concause, di cui alcune inedite. Da un’emergenza sanitaria imprevedibile e planetaria, ad una situazione geo politica che va sempre più aggravandosi, dalla crisi economica di alcuni tra i più impor- tanti sbocchi commerciali esteri, all’aumento incontrollato dei costi energetici, di alcuni pro- dotti e molto altro. Con queste premesse ritengo si debba agire su più fronti e con tempisti- che differenti. Da un lato è prioritario gestire la fase emergenziale con il rinnovo degli ammortizzatori sociali per il settore a salvaguardia dei posti di lavoro ed intervenendo sul credito, anche consentendo la rinegoziazione di quelli in essere, per dare ossigeno alle imprese soprattutto quelle di piccola e media dimensione. Su altro fronte è altrettanto indispensabile promuovere e tutelare più adeguatamente il Made in Italy, sostenere le imprese nei progetti di innovazione, di certificazione e di internazionalizzazione, adeguare i presidi formativi per creare quelle competenze che le imprese ricercano e che gravemente non trovano, ridurre la complessità di norme e procedure. La bio circolarità del cuoio, infine, è funzionale anche a rimuovere definitivamente quella lettura demonizzante che ha interessato lungamente il settore conciario e dunque a favorire una nuova narrazione dell’attività e del prodotto con impatti positivi e strategici sulla sua immagine.

Imprese, centri di ricerca e sistema istituzione: come ognuno deve fare la sua parte per sostenere la bio circolarità del cuoio?

Una risposta netta ci viene dal nono Rapporto sulla Bioeconomia in Europa (a cura di Intesa San Paolo, Federchimica, Cluster Spring) che, a partire dalla complessità della situazione attuale, rileva come sia “urgente affrontare le criticità del settore con consapevolezza e adeguata preparazione tecnico scientifica, ma anche attraverso il ricorso ad approcci olistici, integrati e multisettoriali, che favoriscono il trasferimento di buone prassi sulle politiche di gestione e implementazione di sistemi produttivi sempre più responsabili, sostenibili e circolari”. Un metodo che mi pare puntualmente de- finito e che rafforza il dovere di uscire dall’autoisolamento dei ruoli e delle competenze, di rimuovere la frammentazione dei progetti, la dispersione improduttiva delle risorse finanziarie a vantaggio di un profilo ed una visione più elevate, di una più stretta integrazione tra ricerca, imprese, formazione, legislazione. In altre parole la pre definizione di un quadro finalistico unitario sul quale far convergere ogni tipo di risorsa e di impegno.

 

DA CPMC – Bacchi (Direttore UNIC): “La Conceria e la bioeconomia”
DA CPMC – Bacchi (Direttore UNIC): “La Conceria e la bioeconomia”

La bioeconomia circolare si è ritagliata da tempo un ruolo da protagonista nelle strategie di sviluppo sostenibile che i vari governi sono stati chiamati a mettere in essere per contrastare quella che, il 27 luglio 2023, in una conferenza stampa sul clima, il segretario delle Nazioni Unite Antonio Guterres, ha definito “l’autostrada verso l’inferno climatico”.

Alcuni dati: nel 2020 la massa globale creata dagli esseri umani, composta da tutti gli oggetti e le infrastrutture, ha eguagliato la quantità di biomassa vivente e, nel 2021, l’ha addirittura superata. Dal 1900 a oggi, la massa antropogenica, cioè la massa incorporata in oggetti solidi inanimati realizzati, è passata dal 3% al 100% della biomassa mondiale. Questo spiega anche il fenomeno della degradazione dei suoli, che poi ha conseguenze sul benessere delle persone del mondo, che peraltro continuano ad aumentare.

Le stime prevedono oltre 9 miliardi nel 2050 e oltre i 10 nel decennio 2080-2090. Questa crescita impetuosa comporta una spinta verso l’alto dei consumi di beni di qualsiasi genere, tra cui, evidentemente, capi di abbigliamento e accessori.

E qui entrano in gioco i limiti del nostro pianeta e la necessità di produrre partendo da materie prime rinnovabili e di creare filiere che utilizzino scarti, residui, sottoprodotti.

Nello scrivere queste cifre e volendo fare qualche esempio, è logico pensare che l’industria conciaria sia perfettamente inserita nella “bioeconomia”. Lo stretto legame del settore all’agricoltura, all’alimentare, alla chimica e alla ricerca scientifica ne è un’ulteriore testimonianza.

Nello stand associativo al recente Ecomondo a Rimini era stato esposto un pannello che recitava “LEATHER COMES FROM AN INTERACTION BETWEEN INDUSTRY AND AGRICULTURE, LEATHER HAS THE SOIL AS PART OF ITS SUPPLY CHAIN INFRASTRUCTURES, LEATHER IS PRODUCED IN PROCESS THAT ARE SHARED WITH FOOD PRODUCT SYSTEMS, LEATHER HAS PROPERTIES THAT ALLOW LONG DURABILITY, BOTH TECHNICAL AND EMOTIONAL”.

Il settore non ha avuto bisogno di attendere i tempi della cosiddetta “transizione ecologica”, la bioeconomia è nel suo DNA, prima ancora che la stessa diventasse un principio guida, l’unica alternativa economica ecologicamente e socialmente sostenibile.

MAGAZINE: Tech Art Shoes: Casual – 388
MAGAZINE: Tech Art Shoes: Casual – 388

◊ Letture presso la Biblioteca della Stazione Sperimentale Pelli ◊  

 

Rivista di settore: TechArtShoes.it   E’ stato pubblicato il nuovo numero della rivista italiana TechArtShoes.

 

TechArtShoes è un magazine che si occupa di innovazione di prodotto e processo dell’industria calzaturiera          

Da CPMC – Balducci: “Quando si parla di cuoio si parla di innovazione, da sempre”
Da CPMC – Balducci: “Quando si parla di cuoio si parla di innovazione, da sempre”

Con questo numero, con il quale chiudiamo il 2024, non solo rilanciamo un tema, ma rivendichiamo successi. Il focus sulla “Bioeconomia Circolare” ci consente di continuare il viaggio nel comparto cuoio, di raccontare numeri e di focalizzarci su partite di grande attualità. Abbiamo parlato, nel corso di questo anno, del materiale definito ‘intelligente’, della sostenibilità, e in queste pagine del materiale biobased per natura. Biobased, inutile dirlo agli addetti ai lavori ma l’auspicio è di raccogliere un pubblico sempre più vasto, è – secondo la definizione più diffusa – una famiglia di materiali o prodotti plastici che derivano in parte da una biomassa vegetale e quindi da fonte rinnovabile. Quando si parla di cuoio si parla di questo, si parla come altri diranno nel nostro magazine, di una sfida che è nel nostro DNA. Non da oggi. Da millenni. La filiera della pelle costituisce un pezzo particolarmente trainante. Risulta virtuosa perché si fonda su principi di economia circolare, valorizzando gli scarti dell’industria alimentare, ed è basata sull’impiego di biomasse, che possono essere recuperate anche a partire dagli ulteriori scarti generati dalla produzione stessa. Il 9° Rapporto sulla Bioeconomia in Europa racconta dei successi dell’Italia nel campo. Con orgoglio possiamo affermare che parte significante di questi successi dipende dal settore conciario. Prima e più di altri abbiamo imboccato questa strada. Sia l’intuito delle imprese, sia perché ci sono realtà come la SSIP che accompagnano questi processi, e che sostengono la ricerca, sia perché ci sono occasioni di studio come quelle costruite da CPMC. Siamo, insomma, protagonisti. Con azioni concrete. E cito l’ultima nella piena consapevolezza che in questo numero troverete spunti ulteriori. Lavoriamo, con gli esperti e per essere fedeli a questo spirito, ad una interconnessione sempre più spinta tra il settore conciario, quello tessile e quello agri-food. Nasce cosi il Progetto SOLARIS – Sustainable Options for Leather Advances and Recycling Innovative Solutions, promosso dalla SSIP, nell’ambito Partenariato Esteso MICS (Made in Italy Circolare e Sostenibile), finanziato dall’Unione Europea – NextGenerationEU – PIANO NAZIONALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR), e totalmente finalizzato a soddisfare i fabbisogni di innovazione, sostenibilità, circolarità e tracciabilità della filiera della Pelle, in connessione con i settori tessile ed agri-food. Mi taccio. L’invito, come sempre nelle mie riflessioni, è quello di dedicarsi alla lettura dei diversi articoli. Dei protagonisti del settore, dei tecnici, delle migliori intelligenze che sono in campo.

Da CPMC AA.VV: “Un approccio micromeccanico per la caratterizzazione del cuoio”
Da CPMC AA.VV: “Un approccio micromeccanico per la caratterizzazione del cuoio”

La pelle è un materiale complesso con proprietà meccaniche uniche che la rendono adatta a un’ampia gamma di applicazioni. Ciò è il risultato della particolare strutturazione e disposizione delle fibre di collagene (Kelly et al. 2019). In particolare, la pelle, oltre ad essere anisotropa (ovvero la sua risposta meccanica è funzione della direzione del carico) è eterogenea. Un esempio lampante di eterogeneità riguarda le differenze morfologiche e meccaniche del lato fiore, liscio e compatto, e del lato carne, poroso e fibroso. Date queste peculiarità, la caratterizzazione meccanica della pelle è complessa e ad oggi non esiste un’unica tecnica, o un unico parametro, in grado di sintetizzare le sue proprietà meccaniche. Mentre taluni parametri quali la resistenza alla trazione o allo strappo sono facilmente individuabili con approcci macromeccanici, altre caratteristiche quali la flessibilità o la morbidezza, sono il risultato dell’interazione di varie componenti microstrutturali, di difficile quantificazione. Una caratterizzazione completa delle sue proprietà richiede quindi un approccio multiscala che consideri sia la macrostruttura sia la microstruttura del materiale. La macromeccanica e la micromeccanica offrono quindi due distinte prospettive per valutare le proprietà meccaniche della pelle, fornendo informazioni complementari. Difatti, il risultato di una prova macromeccanica che interessa una porzione finita di un campione (es. la sezione retta trasversale), non è in grado di discriminare il contributo delle varie parti della pelle (es. lato fiore e lato carne) nel determinare la risposta meccanica complessiva. La micromeccanica, invece, investiga il comportamento delle singole fibre di collagene. Conoscere la rigidezza e flessibilità delle fibre, misurata in termini di modulo di Young, è un parametro cruciale per definire dei criteri per valutare caratteristiche quali la morbidezza e la drappeggiabilità della pelle, difficilmente ottenibili da prove macromeccaniche. Inoltre, un approccio micromeccanico consente di individuare l’effetto di trattamenti concianti sulle caratteristiche meccaniche a livello molecolare e fibrillare e quindi di ottimizzare i processi per ottenere risposte micromeccaniche specifiche. A tal proposito, in questo lavoro ci siamo concentrati sullo studio dei parametri meccanici di campioni di pelli prodotte con diversi processi di concia, mettendo in relazione caratteristiche micromeccaniche, macromeccaniche e morfologiche. Più in dettaglio, sono stati analizzati cinque campioni di pelle bovina conciata con diversi tipi di agenti: al cromo (1) e prive di cromo (2,3,4,5) descritti in Figura 1a. Le caratteristiche micromeccaniche sono state misurate tramite microscopia a forza atomica (AFM). Questa è una tecnica ampiamente diffusa per studiare le proprietà elastiche dei tessuti su scala micrometrica (Bouchonville e Nicolas 2019). Misurando la deflessione di un cantilever elastico, è possibile stimare il modulo di Young delle fibre di collagene utilizzando modelli meccanici e opportune approssimazioni. Le proprietà micromeccaniche dei campioni di pelle sono state misurate su entrambi i lati del campione (fiore “_F” e carne “_C”) mediante un microscopio a forza atomica JPK NanoWizard II, utilizzando un cantilever in nitruro di silicio (SAA-SPH-5UM, Bruker) dotato di una punta sferica di raggio 5 μm. Le curve di forza sono state misurate in diversi punti del campione su regioni di interesse di area 10 × 10 μm, a una frequenza di scansione di 1 Hz e una velocità di 2 μm/s. Sono state misurate 64 curve di forza su ciascuna area. Le proprietà meccaniche, in termini di modulo di Young, sono state stimate adattando la curva di forza-indentazione al modello hertziano per materiali linearmente elastici. Come si osserva dal grafico (Figura 1a), i valor medi del modulo di Young per il lato fiore di ciascun campione sono maggiori di quelli del lato carne. Con la sola eccezione del campione 4, in cui i moduli sono simili, negli altri casi le differenze sono significative. Ciò è dovuto ad un maggiore impacchettamento delle fibre e fibrille di collagene sul lato fiore che determina una struttura più compatta e meno flessibile rispetto al lato carne. Tale comportamento appare evidente osservando la morfologia dei campioni utilizzando microscopia confocale (Figura 1b). Le immagini sono state acquisite con un obiettivo 10X ad aria montato su microscopio confocale Zeiss LM 510. I campioni sono stati eccitati ad una lunghezza donda di 633 nm e lemissione è stata raccolta nellintervallo 620-675 nm. Confrontando il lato carne (_C) dei cinque differenti campioni, appare evidente che il campione 3_C risulta caratterizzato da moduli significativamente superiori rispetto agli altri. Viceversa, i campioni 2_C e 5_C misurano moduli elastici inferiori e quindi risultano caratterizzati da maggior flessibilità delle fibre, tipica di una struttura microfibrillare caratterizzata da una porosità più aperta. Misurando le proprietà micromeccaniche sul lato fiore (_F) di ciascun campione, si è osservato che i campioni 1_F e 3_F appaiono significativamente più rigidi rispetto agli altri. Anche in questo coso la misura meccanica correla con la microstruttura osservata, caratterizzata da fibrille densamente impacchettate e di conseguenza poco flessibili. Contrariamente i campioni 2_F, 4_F e 5_F evidenziano strutture caratterizzate da zone più povere di fibre e maggiormente flessibili. Per esplorare le proprietà meccaniche delle matrici su scala macroscopica sono stati effettuati test di compressione utilizzando reometro a piastre parallele (Anton Paar MCR 302). I campioni di pelle, ciascuno con diametro 25 mm, sono stati reidratati in PBS 1x e posizionati tra le piastre parallele del reometro. Per ciascun campione, lo strumento ha misurato le proprietà del materiale in termini di sforzo applicato e conseguente deformazione verificata nei 30 minuti di durata della prova. Tali parametri sono stati utilizzati per determinare il modulo elastico macroscopico espresso in kPa. In Figura 1a le misure relative al test di compressione macroscopica sono riportate sull’asse delle ascisse. Come si osserva, il campione 3 risulta caratterizzato da modulo elastico significativamente superiore rispetto

Figura 1 : a La tabella in alto indica la descrizione dei diversi campioni in termini di trattamento di concia (T.L.= TANNED LEATHER). Il grafico mostra la distribuzione dei moduli elastici valutati su scala macroscopica mediante test a compressione (asse x) e su scala microscopica mediante AFM (asse y) dei campioni di pelle bovina misurati da entrambi i lati (F=fiore e C=carne); b Immagini dei campioni di pelle, acquisite al microscopio confocale. Il collagene è acquisito in riflessione, eccitato a λ=633, Scale bar 100µm

 

agli altri campioni. Viceversa, il campione 5 risulta caratterizzato da modulo elastico significativamente inferiore rispetto agli altri campioni. Ancora una volta il risultato meccanico correla con le proprietà morfologiche evidenti in Figura 1b in cui le strutture caratterizzate da fasci di collagene densamente intrecciati misurano maggior resistenza alla compressione, contrariamente alle strutture di collagene organizzate in fasci con porosità più aperta che misurano rigidezza minore. In conclusione, lo studio dimostra che la valutazione completa delle proprietà meccaniche della pelle richiede un approccio multi-scala che integri analisi micro e macromeccaniche considerando l’anisotropia e la non omogeneità del materiale. La combinazione di tecniche come AFM e test di compressione, insieme all’analisi morfologica, fornisce una comprensione approfondita del comportamento meccanico della pelle. Questa conoscenza è fondamentale per lo sviluppo di prodotti in pelle con prestazioni ottimali per soddisfare le esigenze di diverse

 

Figure 1 : a Table describing the different samples in terms of tanning treatment (T.L.= TANNED LEATHER). The graph shows the distribution of the elastic moduli evaluated on a macroscopic scale by compression tests (x-axis) and on a microscopic scale by AFM (y-axis) of the bovine leather samples measured from both sides (F=grain and C=corium); b Images of the leather samples, acquired under a confocal microscope. Collagen is acquired in reflection, excited at λ=633, Scale bar 100µm.

 

Riferimenti Bibliografici

Kelly SJR, Weinkamer R, Bertinetti L, Edmonds RL, Sizeland KH, Wells HC, Fratzl P, Haverkamp RG. Effect of collagen packing and moisture content on leather stiffness. Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials, 90, 2019. Bouchonville N, Nicolas A, Quantification of the Elastic Properties of Soft and Sticky Materials Using AFM. Methods in Molecular Biology, 1886, 2019.

 

DA CPMC – Florio: “Gli approcci e le nuove tecnologie per il controllo non distruttivo di prodotto e processo conciario”
DA CPMC – Florio: “Gli approcci e le nuove tecnologie per il controllo non distruttivo di prodotto e processo conciario”

L’evoluzione del sistema produttivo conciario verso una dimensione sempre più sostenibile e circolare, che ha determinato una crescente tensione verso la ricerca di alternative ai tradizionali paradigmi riduttivi, ha di fatto costituito una considerevole opportunità di sviluppo per il settore, in tempi recenti; tuttavia, tale svolta ha determinato nel contempo alcune criticità, da correlarsi proprio all’impiego di tali soluzioni alternative: l’introduzione di nuove molecole per la concia e, più in generale, il ricorso a nuovi formulati per soppiantare i tradizionali chemicals nelle diverse fasi del processo a umido e di rifinizione, determina di sovente problematiche imprevedibili, come la formazione di nuovi difetti o compromissione delle prestazioni del materiale. Inoltre, i presunti miglioramenti introdotti, in termini di sostenibilità, ivi compresi gli aspetti di efficientazione dell’impiego delle risorse, necessitano di essere codificati in maniera misurabile, affinché l’innovazione introdotta possa radicarsi e stabilmente nelle produzioni di nuova generazione.

Tutto quanto premesso determina un’implementazione dei fabbisogni di monitoraggio degli aspetti di qualità e tracciabilità delle risorse impiegate per le nuove produzioni.  In tal senso, un valido supporto è offerto dall’impiego di approcci multi-diagnostici, in grado di fornire informazioni cruciali sulle caratteristiche di qualità dei prodotti intermedi e finiti, oltre che sui parametri di processo; molti di tali approcci, prevedono il ricorso a tecniche di caratterizzazione, come tecniche cromatografiche, spettroscopiche e di microscopia ottica ed elettronica che, pur soddisfacendo l’esigenza di acquisire informazioni puntuali su prodotti e processo, presentano lo svantaggio di prevedere tempi di esecuzione mediamente lunghi e pretrattamenti distruttivi.

Le soluzioni più attuali comprendono, d’altra parte, approcci automatizzati che consentano e di monitorare in maniera ottimale l’efficacia dei processi e la qualità dei prodotti, attraverso strumenti in grado di fornire risposte veloci, in modo da poter operare in ambiente di lavoro, con conseguente possibilità di risparmiare risorse. A questi vantaggi si aggiunge la possibilità di agire in maniera preventiva e predittiva attraverso l’impiego crescente di tecnologie NDT (Non Distruttive Testing) per il controllo in linea delle produzioni: come risulta da recenti studi svolti dalla SSIP in collaborazione con il suo partenariato, tali approcci risultano particolarmente performanti per l’identificazione preventiva dei difetti del cuoio, la diagnostica tempestiva delle criticità di produzione connesse all’impiego di formulati innovativi per la concia e la rifinizione, nonché per il monitoraggio e l’efficientamento delle risorse chimiche impiegate.

Su questo fronte è verticalmente sviluppato il Progetto TAN-TOM– Tecniche di oggettivazione non invasiva delle pelli lavorate in ambito conciario tramite nuovi sistemi di acquisizione ottici multispettrali e tomografici elettromagnetici, elaborati tramite sistemi basati su intelligenza artificiale.

Il Progetto, coinvolge cinque soggetti Partner: particolarmente tre rilevanti aziende operanti in diversi settori industriali, come Barnini srl, Azienda Capofila del Progetto, specializzata in progettazione e costruzione di impianti automatizzati, S.I.R.I.O. Lavorazione Conciaria srl con competenze trasversali nelle lavorazioni conciarie conto terzi e TECNOCREO Società di ingegneria operante in numerosi settori industriali nazionali, oltre due Organismi di Ricerca, come il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT), Ente di ricerca non-profit riconosciuto dal MIUR che opera nel settore dell’ICT (consorzia 38 università e 8 unità di ricerca presso il CNR) e la Stazione Sperimentale per l’Industria delle Pelli e delle materie concianti Srl (SSIP) Organismo di Ricerca Nazionale di riferimento per la filiera del cuoio, cui è affidato il ruolo di Coordinamento Scientifico del Progetto.

Partecipano inoltre al Progetto ulteriori quattro società ad elevato profilo tecnologico e di produzione conciaria, in qualità di consulenti, come COMPOLAB – Società di engineering con solide competenze multidisciplinari in grado di sviluppare soluzioni avanzate e innovative, dall’idea fino alla industrializzazione, FREE SPACE – Start-up innovativa che ha come scopo la ricerca, la progettazione, la produzione di sistemi e dispositivi, sia hardware che software per la generazione, il controllo e il trasferimento dei segnali elettromagnetici, BCN – Azienda conciaria attiva da più di 80 anni, in grado di seguire complessi progetti di R&D, che oggi, alla terza generazione, coniuga artigianalità, innovazione tecnologica ed ecosostenibilità, FLYSIGHT – PMI operante nei settori difesa, aerospaziale e infrastrutture, che produce soluzioni software di supporto decisionale basate su intelligenza artificiale e realtà aumentata.

Con un costo complessivo ammissibile di oltre 8 milioni di euro, ed una durata di 36 mesi, il Progetto, rappresenta uno strumento ad elevato potenziale strategico per favorire lo sviluppo della filiera di riferimento; nello specifico, TAN-TOM, ha per obiettivo la realizzazione di un sistema “tomografico” di ispezione delle pelli, allo scopo di oggettivare la qualità delle medesime durante i processi di lavorazione, prevedendo l’elaborazione di sistemi tecnologici diagnostici avanzati, al fine di garantire il monitoraggio in continuo della qualità del prodotto realizzato. Grazie anche alla strumentazione scientifica messa a disposizione dai partner di progetto, i dati raccolti saranno correlati con parametri chimico-fisici e merceologici delle pelli, al fine di validare i dati acquisiti, nonché al fine di ricercare le possibili cause delle criticità delle produzioni, anche in maniera predittiva e propedeutica alla progettazione di soluzioni per la prevenzione e risoluzione dei difetti del cuoio.

Avviato ad aprile 2023, il Progetto ha consentito di esplorare l’applicazione della tecnologia a radiofrequenza (RF) in diversi range di riferimento per valutare le proprietà fisiche/chimico-fisiche e merceologiche delle pelli, ed identificare parametri tecnici critici, rivelando prospettive significative per migliorare la qualità e il controllo del processo produttivo nell’industria conciaria; complessivamente, sarà esplorata l’applicabilità nelle bande UHF (Ultra high frequency, banda 300-3000 MHz), SHF (Super high frequency, banda 3-30Ghz), EHF (Extremely high frequency, banda 30-300 GHz). È in fase di esplorazione anche l’impiego di tecniche ottiche multispettrali per l’acquisizione, l’elaborazione e l’identificazione dei difetti superficiali delle pelli, come macchie, graffi, alterazioni e compromissioni del fiore e della rifinizione; sono stati in tal senso studiati ed acquistati gli illuminatori ed i fotorecettori adeguati a risaltare l’intera gamma di difettistiche e sono stati analizzati sistemi di azionamento delle luci volti ad amplificare l’impatto visivo dei difetti; i dati acquisiti saranno elaborati da algoritmi di IA, che consentiranno di ottenere informazioni immediatamente leggibili sui campioni ispezionati. I sistemi in via di sviluppo e sperimentazione saranno testati sia su articoli intermedi (di diversa origine, destinazione d’uso e caratteristiche di lavorazione), che su campioni finiti, realizzati ed invecchiati in condizioni tali da riprodurre criticità in maniera controllata e testare il grado di specificità e capacità predittiva dei sistemi diagnostici impiegati.

Ulteriori sviluppi, nell’ambito del controllo non distruttivo di prodotto e processo conciario, sono in via di esplorazione attraverso una delle attività previste dal Progetto 4.01 SOLARIS, (Sustainable Options for Leather Advances and Recycling Innovative Solutions), promosso e coordinato scientificamente dalla SSIP, nell’ambito del Partenariato Esteso MICS (Made in Italy Circolare e Sostenibile) e a cui partecipa un nutrito numero di gruppi di ricerca del partenariato, afferenti all’Università degli Studi di Napoli Federico II, al Politecnico di Torino, al Politecnico di Milano, all’Università di Brescia, all’Università di Padova e al CNR. Su questo fronte, il Progetto può contare sulle infrastrutture di ricerca e sistemi diagnostici messi a disposizione dai partner, che stanno portando a promettenti risultati (rappresentati anche nei contributi scientifici che seguono).

Per suo conto, la SSIP è impegnata nello sviluppo e sperimentazione di approcci basati sull’impiego della spettroscopia NIR (Near Infrared Soectroscopy) per il monitoraggio di agenti tradizionali e innovativi impiegati nella produzione conciaria su intermedi e finiti conciari, oltre che nei bagni di concia, nell’ottica di qualificare i prodotti e monitorare l’impiego delle risorse, minimizzando gli impatti del processo; la messa a punto degli approcci ha riguardato l’acquisizione mediante un sensore MicroNIR OnSite-W, corredato da un accessorio dedicato all’acquisizione dei campioni liquidi e l’elaborazione dei risultati con ausilio di metodi chemiometrici e analisi statistica multivariata dei dati attraverso l’analisi delle componenti principali (PCA).

Come riportato, a titolo esemplificativo, nelle figure 1 e 2, le acquisizioni effettuate su intermedi di lavorazione conciaria, e la successiva rielaborazione dei dati, mediante PCA, ha consentito di discriminare tra diverse tipologie di sistemi concianti utilizzati per la produzione di campioni wet, suggerendo il possibile impiego della tecnica per implementare in maniera non distruttiva e potenzialmente automatizzata gli strumenti di controllo della produzione e tracciabilità dei prodotti.

Nel complesso, gli approcci multidisciplinari finora esplorati hanno evidenziato il promettente e cruciale ruolo svolto dalla diagnostica non distruttiva sul fronte del monitoraggio delle caratteristiche qualificanti e prestazionali dei cuoi, in un’ottica di tracciabilità e controllo avanzato di produzione conciaria.

 

Acknowledgement

This work arises from a part of activities carried out within the Project TAN-TOM – Tecniche di oggettivazione non invasiva delle pelli lavorate in ambito conciario tramite nuovi sistemi di acquisizione ottici multispettrali e tomografici elettromagnetici, elaborati tramite sistemi basati su intelligenza artificiale, Co-financed by the Italian Ministry of Enterprises and Made in Italy (ex-MISE), Fondo per la Crescita Sostenibile – Primo Sportello del Bando “Accordi per l’innovazione” – D.M. 31 Dicembre 2021 – DD 18 Marzo 2022.

This work arises from a part of activities carried out within the MICS (Made in Italy–Circular and Sustainable) Extended Partnership and received funding from the European Union Next-Generation EU (PIANO NAZIONALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR) – MISSIONE 4 COMPONENTE 2, INVESTIMENTO 1.3 –D.D. 1551.11-10-2022, PE00000004). This manuscript reflects only the authors’ views and opinions, neither the European Union nor the European Commission can be considered responsible for them.

 

References

  • Berzaghi P, Riovanto R. (2009) Near infrared spectroscopy in animal science production: principles and applications. Italian Journal of Animal Science 8(suppl.3) 39-62.
  • Brenna O. V., et al. – Application of Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS) to the Evaluation of Carotenoids Content in Maize. Journal of Agricutural and Food Chemistry 2004, 52, 5577-5582.
  • Ciurczak E.W., Principles of near-infrared spectroscopy, in:D.A. Burns, E.W.Ciurczak (Eds.), Handbook of Near-Infrared Analysis, 2nd edition, Marcel DekkerInc., NewvYork/Basel, 2001, pp. 7 –18.
  • Florio C., Pagliarulo V., Leone G., d’Angelo G., Renò V., Attolico G., Stella E., Ferraro P. – New Frontiers of advanced diagnostics and non-destructive testing for quality control in the tanning industry – Conference Paper – XXXVI IULTCS International Congress, Addis Abbeba, Etiopia, november 3-5.
  • Florio C., Favazzi A, Trigila F., Maffei G., Loi A., Nogarole M, Lambertini V.G., Sarno M., Enabling technologies for novel generations of sustainable and smart leathers, III IULTCS EuroCongress – Rinascimento: The Next Leather Generation – Vicenza, 18th – 20th September 2022.
  • Guo, J. L., Huang, X., Wu, C., Liao, X. P., and Shi, B.; The further investigation of tanning mechanisms of typical tannages by ultraviolet-visible and near infrared diffused reflectance spectrophotometry. JALCA. 106, 226-231, 2011.
  • Guo, J. L., Zhang, W. H., Liao, X. P., and Shi, B.; Near infraredand two-dimensional correlation infrared spectroscopicstudy on the heat denaturation of collagen in aqueoussolution. JALCA. 107, 205-211, 2012.
  • Hruschka, W. R.; Near-infrared technology in theagricultural and food industries. American Association of Cereal Chemists. Chapt.3, 1987. 22.
  • Osborne B. G. et al. – Pratical NIR spectroscopy applications in food and beverage analysis; Longman Scientific and Technology: Harlow, UK, 1993.
  • Shan Cao, Yunhang Zeng, Baozhen Cheng, Wenhua Zhang and Bing Liu, Effect of pH on Al/Zr-Binding Sites Between Collagen Fibers in Tanning Process, JALCA, VOL. 111 (242-249), 2016.

 

Magazine – World Footwear vol. 38 2024
Magazine – World Footwear vol. 38 2024

◊ Letture presso la Biblioteca della Stazione Sperimentale Pelli ◊

 

Rivista: World Footwear – Materiali per l’abbigliamento sportivo

 

Questa rivista inglese viene edita 4 volte all’anno e riporta notizie sui materiali, tecnologie e innovazioni nel campo dell’industria calzaturiera.

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