MICS (Made in Italy Circolare e Sostenibile) è un Partenariato Esteso finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca con fondi europei del programma NextGenerationEU, che unisce Università, Centri di Ricerca e Imprese per promuovere innovazione sostenibile e transizione ecologica nel Made in Italy. Il progetto collega il mondo della ricerca e dell’impresa per affrontare le sfide della sostenibilità, attraverso otto aree tematiche (Spoke). Attualmente coinvolge i settori strategici di Abbigliamento, Arredamento e Legno, Automazione e Meccanica, con l’obiettivo di estendersi ad altri ambiti industriali. MICS promuove modelli di produzione e consumo più verdi e circolari, favorendo l’innovazione nei materiali, nel design e nei processi produttivi.

Il Progetto 4.01 SOLARIS – Sustainable Options for Leather Advances and Recycling Innovative Solutions, promosso e coordinato dalla SSIP, nell’ambito Partenariato Esteso MICS è finalizzato a soddisfare i fabbisogni di innovazione, sostenibilità, circolarità e tracciabilità della filiera della Pelle, in connessione con i settori tessile ed agri-food.

Il Progetto, che ha come capofila SSIP, vede come partner l’Università degli Studi di Napoli Federico II, il Politecnico di Milano, il Politecnico di Torino, l’Università degli studi di Padova, Università degli Studi di Brescia, CNR – Consiglio Nazionale delle Ricerche, che mettono in condivisione le proprie competenze per assicurare la trasversalità degli obiettivi contemplati.

Partecipano al progetto, nello specifico, più di 55 figure professionali con competenze in numerosi campi, particolarmente di carattere chimico, ingegneristico, biotecnologico, ma anche manageriale e sociale, al fine di assicurare la realizzazione di obiettivi, non solo di stampo scientifico-tecnologico, ma anche di adozione di approcci sistemici di imprese e filiere di rifermento; sul piano accademico le risorse comprendono 12 professori ordinari, 12 professori associati, ricercatori, un numero crescente di RTDA e PhD, oltre che figure manageriali, professionisti e tecnici derivanti dalla parte di impresa.

Il Progetto, incentrato sull’impiego di soluzioni per la sostenibilità della produzione, la valorizzazione degli scarti e la funzionalizzazione del prodotto, è finalizzato a realizzare soluzioni per la progettazione e lo sviluppo di molecole e materiali da utilizzare nella produzione di nuove generazioni di pelli sostenibili ad alto valore aggiunto (smart and sustainable leathers); in tale ambito sono sperimentati approcci sostenibili per la progettazione di nuovi materiali circolari derivanti da scarti dell’industria conciaria e di altre filiere che utilizzano biomasse (in particolare agroalimentare e tessile), secondo i principi della Simbiosi Industriale. Tali sfide prevedono il ricorso a soluzioni avanzate e tecnologie abilitanti, promosse da un partenariato multidisciplinare, in grado di offrire una rete di competenze e infrastrutture di ricerca di imponente portata, in termini di:

approcci di green chemistry e biotecnologie conciarie per ottenere molecole ad alto valore aggiunto, derivanti da scarti di conceria e filiere che utilizzano biomasse per la produzione di nuove generazioni di pelli sostenibili e materiali circolari; nanotecnologie conciarie per la produzione di nanomateriali, principalmente derivanti da biomassa di scarto, e per conferire proprietà aggiuntive alla pelle e a nuovi materiali circolari; Approcci di Manifattura additiva per la trasformazione e la valorizzazione dei rifiuti; approcci abilitanti 4.0 e tecnologie avanzate di sensoristica per il controllo della qualità e tracciabilità della produzione, nonché per la gestione razionale dei rifiuti e per il monitoraggio e la minimizzazione delle risorse (acqua, energia e prodotti chimici). Attraverso tali approcci è possibile sviluppare molecole e materiali da utilizzare nel settore conciario, anche derivanti da scarti da altre fonti rinnovabili, nonché sviluppare molecole e materiali in grado di conferire proprietà aggiuntive ai cuoi e ai nuovi materiali circolari, come: proprietà autopulenti, antimicrobiche, impermeabilizzanti, antiossidanti, antifiamma, antimacchia.

Sul fronte della progettazione di approcci per la valorizzazione degli scarti, in un’ottica di Simbiosi Industriale, numerose sono le soluzioni già in fase di sperimentazione nell’ambito del Progetto, che prevedono il ricorso a competenze verticali nel recupero di scarti da bioraffinerie dei settori correlati, oltre che dalla stessa industria conciaria; soluzioni comprendenti: la ricerca e sperimentazione di molecole concianti da scarti dell’industria olearia; l’estrazione di molecole biobased (fenoli e lignine) da biomasse di scarto dell’industria agroalimentare, da applicare come agenti riempitivi/riconcianti nella lavorazione della pelle; la sperimentazione di ulteriori prodotti di recupero di tale filiera per la rifinizione; approcci per il recupero ed il reimpiego di nano-cellulosa dagli scarti del tessile e relativo reimpiego in ambito conciario (nella realizzazione di finishing circolari ad elevato valore aggiunto); la ricerca e sperimentazione di soluzioni per lo sviluppo di ingrassi bio-based, come alternative ad oli e grassi sintetici e di origine non rinnovabile; le soluzioni individuate, comprendono in sintesi l’impiego di molecole derivanti da scarti di altre filiere, in grado, inoltre, di apportare alla pelle e alle nuove generazioni di materiali circolari funzioni aggiunte. Sul fronte della funzionalizzazione di prodotto, ulteriori approcci che prediligono il ricorso alla green chemistry sono in corso di sperimentazione e sviluppo di prof of concept.

L’impegno dei gruppi di ricerca coinvolti nelle attività del Progetto SOLARIS, a sostegno della sostenibilità e circolarità della filiera di riferimento, non si limita all’innovazione sostenibile dei prodotti in pelle: si sostanzia in una ulteriore macro-sfida riguardante la trasformazione e la valorizzazione degli scarti solidi conciari. Vi è un solido impegno su questo fronte riguardante la produzione di compositi sviluppati da fibre di scarti conciari e polimeri termoplastici, da utilizzare nelle tecniche di Fused Filament Fabrication (FFF), un approccio di manifattura additiva, con il raggiungimento di risultati tangibili nel medio termine e l’ottenimento di proof of concept. Ulteriori approcci di AM per il riutilizzo degli scarti conciari concia sono attualmente in fase di sperimentazione. Anche l’uso di fibre da scarti di cuoio è stato sperimentato nll’ambito del Progetto, per lo sviluppo di materiali compositi leggeri e ritardanti di fiamma, ottenuti utilizzando scarti di rasatura come agenti rinforzanti all’interno di PECs – complessi polielettrolitici a base naturale – in combinazione con processi di schiumatura a base d’acqua. Anche in tal caso, sono state sviluppati proof of concept di compositi sostenibili e circolari con alto valore aggiunto. Un’altra linea di ricerca rilevante sulla trasformazione la valorizzazione dei rifiuti della concia riguarda lo sviluppo di protocolli per ottenere idrolizzati di collagene da rasature e ritagli di scarti già conciati. Mentre gli idrolizzati di collagene ottenuti da scarti non ancora conciati possono essere più facilmente impiegati industrialmente (vedi il loro impiego nella formulazione di fertilizzanti e biostimolanti e nei settori agroalimentare e cosmetico), la trasformazione e valorizzazione degli idrolizzati ottenuti da matrici chimiche più complesse, come gli scarti di pelle conciata, è certamente più impegnativo. Attualmente, è in fase di sperimentazione l’ottimizzazione dei protocolli di idrolisi acida e alcalina, seguita da trattamenti di purificazione degli idrolizzati e successivo utilizzo per la produzione di film bio-based di collagene-chitosano (che a loro volta possono essere derivati da biomassa di altre filiere). Anche in tal caso, sono stati sviluppati film di prova incoraggianti, e la loro formulazione è attualmente in fase di perfezionamento e caratterizzazione, al fine di comprendere e migliorare i meccanismi di interazione tra le molecole, inclusa l’aggiunta di ulteriori molecole ad alta sostenibilità, per migliorare le proprietà del prodotto e delle prestazioni, nonché per fornire funzioni aggiuntive (idrorepellenti e antiossidanti). L’aspetto più entusiasmante e promettente di quest’ultima branca di ricerca è la possibilità di impiegare questi film sia per produrre nuove generazioni di rifinizioni circolari con alto valore aggiunto, sia per sviluppare materiali di potenziale interesse per il settore del packaging. Questo ultimo approccio di ricerca e sperimentazione combina gli obiettivi del processo SOLARIS con quelli del progetto Spoke 4 SPaCE di MICS – Sustainable Packaging in a Circular Economy – rafforzando il valore della contaminazione scientifica, nel segno della simbiosi industriale.

Particolarmente avanzato è inoltre lo studio e la sperimentazione di soluzioni per la diagnostica e il controllo non distruttivo di prodotto e processo, nell’ottica del risparmio delle risorse e della promozione di approcci volti a favorire la sostenibilità, qualità e tracciabilità delle produzioni, nonché nell’ottica di promuovere soluzioni adeguate per l’abbattimento degli impatti.

In fase di sperimentazione, sono anche le soluzioni per la minimizzazione e valutazione degli impatti delle produzioni conciarie tradizionali e innovative.

I risultati intermedi del Progetto, che hanno portato alla produzione già di numerosi output scientifici, sono stati peraltro disseminati, non solo in contesti scientifici ed accademici, ma anche presso i distretti industriali e presidi sul territorio nazionale, particolarmente rappresentativi per eccellenza produttiva o per rappresentatività degli utilizzatori di cuoio, nei settori del fashion, luxury, arredo, autimotive e disign.

I traguardi finora raggiunti hanno infine ispirato la tematica 4.01 dei Bandi a cascata rivolti da MICS alle imprese, tematica su cui si sono candidate numerose imprese di settore, tre delle quali risultate vincitrici e già coinvolte per rafforzare in maniera integrata l’offerta scientifica a supporto della filiera di riferimento.

(Per approfondimenti sono disponibili i deliverables del Progetto a M24)