La scienza e tecnologia conciaria rappresenta un ambito di particolare competenza verticale, considerata la necessità di rispondere ad esigenze tecniche caratterizzate da elevata specificità dei prodotti e processi sviluppati; l’origine artigianale della produzione, il particolare chimismo del collagene, i fabbisogni mutevoli dei settori di riferimento, hanno difatti concorso a determinare lo sviluppo di una cultura tecnico scientifica conciaria ad elevato livello di specializzazione.
D’altro canto, questa esigenza di elevata competenza verticale e specialistica sul settore, ha limitato per lungo tempo l’esplorazione di soluzioni potenzialmente in grado di promuovere un salto tecnologico di elevata portata, talvolta necessario per arginare criticità epocali, come quelle derivanti da crisi economiche e culturali globali.
I modelli che impieghino simultaneamente più tecnologie, in grado di “migrare” da un settore all’altro, per soddisfare esigenze di sviluppo di diverse tipologie di prodotti e processi, d’altro canto, possono costituire una leva fondamentale per determinare discontinuità e cambi di paradigmi produttivi nei settori a più forte vocazione di tradizione, promuovendone l’innovazione; si pensi a casi emblematici di rivoluzioni scientifiche determinate all’impiego dei modelli di genomica a settori diversi, come l’agricoltura, la medicina, la produzione industriale, promuovendo persino la nascita di nuove tecnologie, come la bioinformatica, la bioingegneria, ecc.
In ambito conciario, un fortissimo impulso all’innovazione scientifica e tecnologica è derivato da una sempre maggiore integrazione di tecnologie abilitanti nella produzione, come nanotecnologie, biotecnologie, tecnologie di produzione avanzata, materiali avanzati.
La SSIP ha sostenuto le imprese di settore verso l’adozione di tali sfide tecnologiche, non solo attraverso la ricerca interna, ma attraverso progetti strutturati, di rilievo nazionale, nell’ambito di diverse misure di finanziamento, che hanno visto sotto il suo coordinamento scientifico la compartecipazione di organismi di ricerca, imprese di settore ed imprese a forte vocazione tecnologica: hanno costituito un emblematico esempio in tal senso, i progetti nazionali promossi come: SINAPSI – SIstemi evoluti e NAnotecnologie per la fabbricazione di Pelli Sostenibili ed Innovative (Automation, ecosustainability and circularity for the manufacturing of nanofunctionalized leathers), finanziato da Fondo per la Crescita Sostenibile – Sportello “Fabbrica intelligente” (ex MISE), basato sull’impiego di nanotecnolgie per lo sviluppo di cuoi innovativi con proprietà aggiunte, nonché sull’impiego di sensori per i controllo non distruttivo di prodotto e monitoraggio di processo in ottica di automazione; ampia caratterizzazione sulle tecnologie abilitanti, anche in progetti nazionali come LEADERS – LEather ADditive Environmental Recycling Solutions, finanziato nell’ambito del Fondo per la Crescita Sostenibile – Sportello (Economia Circolare) (ex MISE), che hanno previsto l’impiego di tecnologie AM per la valorizzazione dei prodotti di trasformazione degli scarti solidi conciari (rasature e rifilature conciate).
Tra i progetti in corso, va invece citato il caso particolarmente significativo, rispetto all’integrazione di tecnologie innovative, in parte non ancora esplorate per l’impiego in ambito conciario, del 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, cofinanziato dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy (ex MISE), a valere su fondi PNRR, nell’ambito del Primo Sportello del Bando “Accordi per l’innovazione”, di cui al D.M. 31 Dicembre 2021 e DD 18 Marzo 2022. Il Progetto, che vede la partecipazione di 5 partner, 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 che opera nel settore dell’ICT e la SSIP, i qualità di Organismo di Ricerca Nazionale di riferimento per la filiera del cuoio, cui è affidato il ruolo di Coordinamento Scientifico del Progetto; prevede inoltre la partecipazione di qualificate aziende consulenti, tra concerie e imprese a forte vocazione tecnologica, come BCN (conceria), 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 si occupa di sistemi e dispositivi per il controllo e il trasferimento dei segnali elettromagnetici e FLYSIGHT – PMI operante nei settori difesa, aerospaziale e infrastrutture, che produce soluzioni software di supporto decisionale basate su intelligenza artificiale e realtà aumentata.
È stato in tal senso sviluppato e validato un sistema innovativo di diagnostica non invasiva per il settore conciario, basato su tecnologie radar in bande UHF (Ultra high frequency, banda 300-3000 MHz), SHF (Super high frequency, banda 3-30Ghz), EHF (Extremely high frequency, banda 30-300 GHz) coadiuvato da algoritmi di intelligenza artificiale. I dimostratori realizzati hanno dimostrato la capacità di rilevare difetti sub-superficiali, grazie a imaging ad alta risoluzione e tecniche avanzate di beamforming. Lo studio delle proprietà dielettriche (ε, σ) delle pelli ha evidenziato la correlazione tra contenuto di umidità e risposta elettromagnetica, aprendo la strada a sensori RF per il monitoraggio in linea, ed è stata inoltre, esplorata possibilità di pene- trazione onde EM per rilevamento disomogeneità interne. Il sistema è stato associato all’impiego di tecniche ottiche multispettrali per l’acquisizione, l’elaborazione e l’identificazione dei difetti superficiali delle pelli, che si sono rilevate altamente performanti per il rilevamento della maggior parte delle anomalie emergenti in fase di produzione su prodotti intermedi e finiti. Parallelamente, sono stati avviati modelli AI per la classificazione automatica dei difetti, con risultati preliminari promettenti. Queste soluzioni pongono le basi per un controllo qualità predittivo e sostenibile nella filiera conciaria.
Tra le azioni più complete per promuovere l’integrazione di tecnologie afferenti settori di competenza diversi, con particolare riferimento all’impiego di tecnologie abilitanti, vi è sicuramente il mandato di ricerca del Partenariato Esteso MICS-Made in Italy Circolare e Sostenibile.
Particolarmente, il Progetto 4.1 SOLARIS – Sustainable Options for Leather Advances and Recycling Innovative Solutions, promosso dalla SSIP nell’ambito del programma MICS, rappresenta un caso emblematico di contaminazione tecnologica e di applicazione delle tecnologie abilitanti alla filiera conciaria. SOLARIS ha integrato competenze multidisciplinari provenienti da chimica verde, biotecnologie, nanotecnologie, manifattura additiva, sensoristica e intelligenza artificiale, coinvolgendo sei atenei e centri di ricerca nazionali. Il cuore del progetto è stato lo sviluppo di cuoi intelligenti e circolari, ottenuti da scarti delle filiere pelle, tessile e agroalimentare, con proprietà funzionali avanzate: idrorepellenza, antimicrobicità, antiossidazione, resistenza alla fiamma. Le tecnologie abilitanti hanno avuto un ruolo centrale in ogni fase del progetto: manifattura additiva e stampa 3D: sono stati realizzati compositi da scarti di pelle e polimeri termoplastici, impiegabili in design, arredo e moda, con potenzia- le applicazione anche in ambito biomedicale e aerospace: spettroscopia NIR e chemiometria sono inoltre stati utilizzati come strumenti di analisi non distruttiva per la relativa integrazione nei processi produttivi, nell’ottica di sviluppare sistemi di monitoraggio in tempo reale di bagni di concia e reflui, in linea con i paradigmi di Industria 4.0 e Process Analytical Technology; tecnologie a membrana e nano- adsorbenti: micro-, ultra-, nano-filtrazione e osmosi inversa sono state impiegate per il trattamento dei reflui e il recupero di cromo e agenti concianti, unitamente a sistemi di trattamento basati sull’impiego di sostanze nano-strutturate.
Non meno significativi sono gli scenari futuri che possono emergere grazie alle sinergie attivate nell’ambito di MICS: in tema di sensoristica e soft robotics, in sinergia con i progetti ROOTS e AURORA, il cuoio può essere trasformato in substrato per dispositivi intelligenti, capaci di rilevare dati biometrici e ambientali, aprendo scenari per prodotti adattivi e aumentati; ulteriori applicazioni potranno riguardare lo sviluppo di esoscheletri in cuoio, come dispositivi potenzialmente in grado di agevolare azioni fisiche svolte da lavoratori
di diversi comparti produttivi, rispetto ai quali sono già in corso sperimentazioni di proof of concept.
Acknowledgement
This work arises from a part of activities carri- ed out within the Project TAN-TOM – Tecniche di oggettivazione non invasiva delle pelli lavo- rate in ambito conciario tramite nuovi sistemi di acquisizione ottici multispettrali e tomografici elettromagnetici, elaborati tramite sistemi ba- sati su intelligenza artificiale, Co-financed by the Italian Ministry of Enterprises and Made in Italy (ex-MISE), Fondo per la Crescita Soste- nibile – 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 car- ried out within the MICS (Made in Italy–Cir- cular and Sustainable) Extended Partnership and received funding from the European Union Next-Generation EU (PIANO NAZIO- NALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR) – MISSIONE 4 COMPONENTE 2, INVESTIMEN- TO 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.