L’interno del packaging è un punto cruciale di progetto: qui si misurano protezione, sostenibilità, costi ed esperienza d’uso. In questo spazio – invisibile quando si sceglie un prodotto online o a scaffale, determinante quando si spedisce, trasporta e infine si fa unboxing – cellulosa, fibre sagomate, bioplastiche e nuovi materiali provano a sostituire gli espansi tradizionali senza perdere performance.
Con l’espansione dei mercati e la crescita dell’e-commerce, la logistica delle merci si è fatta sempre più articolata. Il packaging è diventato un sistema ingegnerizzato intorno al prodotto, progettato per proteggerlo e ottimizzarne il trasporto. A questa complessità si aggiunge quella, non meno cruciale, della sostenibilità dei materiali che lo compongono: ogni scelta implica conseguenze economiche, tecniche e ambientali. Partiamo dai dati. A livello globale il packaging assorbe tra il 36 e il 40% della domanda di plastica. In Italia, secondo CONAI, gli imballaggi incidono per circa un terzo dei rifiuti urbani. E i numeri sono in crescita. Esploriamo le soluzioni più sostenibili per l’imballaggio: alcune già consolidate, altre ancora in evoluzione.
Cellulosa come linguaggio espressivo
Tra i materiali che hanno ridefinito l’interno del packaging, la cellulosa occupa oggi una posizione centrale, sia per maturità tecnologica che per diffusione applicativa. Carta e cartone sono stati i primi candidati nella sostituzione dei polimeri sintetici. Le fibre possono essere recuperate più volte, sebbene con una progressiva perdita di qualità. Su questo punto si sono concentrate le innovazioni di filiera. Sistemi di controllo sempre più avanzati sul macero – come il Fiber Tester promosso da Comieco – consentono di controllare le prestazioni del materiale riciclato prima che sia rilavorato. Nel tempo è cambiata anche la percezione culturale. Da materiale povero, il cartone diventa segno di sostenibilità e autenticità e trova spazio anche nel settore premium.
Geometrie protettive
I distanziatori in cartone ondulato, le strutture alveolari e le carte goffrate effetto “pluriball” condividono la stessa origine: un foglio di carta, spesso di tipo kraft, che grazie a nuove forme amplia le sue prestazioni. Geometrie ispirate agli archi dell’architettura o a strutture naturali, generano resistenza, capacità di assorbimento degli urti e stabilità.
Il caso più semplice è il cartone ondulato. Un foglio passa tra rulli sagomati che creano l’onda; le sommità vengono poi incollate a uno o più fogli piani, generalmente con adesivi a base di amido. Gli strati possono arrivare fino a tre e si ottiene un sistema leggero ma rigido, in cui la struttura interna distribuisce i carichi e aumenta la resistenza alla compressione. Oggi questo processo è altamente industrializzato, preciso nelle caratteristiche di qualità e con un controllo sui consumi in produzione.
Nelle strutture honeycomb, i fogli di carta vengono incollati lungo linee parallele alternate. Si ottiene una struttura a celle esagonali stabilizzate da superfici piane. La configurazione alveolare è capace di distribuire i carichi in modo efficiente, ottenendo un materiale con un rapporto resistenza/peso particolarmente elevato.
Nella carta goffrata effetto “pluriball” i fogli vengono lavorati tramite embossing con rulli sagomati. Si ottiene un prodotto con prestazioni comparabili – in alcune applicazioni – alle soluzioni plastiche tradizionali. I fogli possono essere prestampati, trasformando il materiale protettivo in un supporto di comunicazione. L’interno del packaging diventa così parte dell’esperienza di unboxing.
Oltre l’EPS: la cellulosa sagomata
In sostituzione degli stampi in polistirene espanso (EPS), trovano sempre più spazio le fibre di cellulosa modellate. La soluzione più diffusa è il molded pulp, ottenuto per formatura di una sospensione fibrosa in uno stampo. Due le principali tecnologie: la wet press, che mantiene una maggiore umidità e restituisce superfici più lisce e definite, e la dry press, che utilizza fibre più asciutte e produce finiture più materiche.
Più recenti sono le soluzioni a base di cellulosa espansa o ovattata. Nel primo caso la fibra viene trasformata in una struttura porosa attraverso processi di espansione e asciugatura controllata, che generano delle schiume. Nel secondo, invece, è la lavorazione meccanica della fibra a creare volume che viene lavorata finemente diventando un’ovatta tridimensionale capace di assorbire e distribuire le sollecitazioni.
Strutture soffici di origine naturale
Trasformati attraverso un processo puramente meccanico, gli scarti del legno diventano paglia: sottili filamenti che arricciati creano una massa leggera e resiliente.
Con il recupero degli scarti lanieri si crea il feltro di lana. Le fibre vengono sottoposte a umidità, calore e pressione: le scaglie superficiali della lana si aprono e si intrecciano tra loro, infeltrendosi fino a formare un materiale compatto, elastico e durevole, senza bisogno di tessitura. Il risultato è un tessuto che avvolge il prodotto e lo protegge.
Due alternative all’espanso
Con fonti naturali si ottengono polimeri simili a quelli sintetici. Le chips da riempimento sono derivate da amidi di mais, patata o grano, vengono realizzate per estrusione diventando strutture espanse a celle aperte, composte per oltre il 90% da aria. Replicano leggerezza e caratteristiche del poliuretano espanso, però sono compostabili.
Ultimo arrivato sul piano della ricerca è il micelio. Le ife dei funghi vengono inoculate su substrati di scarto come paglia, segatura, fondi di caffè. La miscela inserita in uno stampo forma in pochi giorni una struttura porosa con caratteristiche viscoelastiche, capace di assorbire gli urti. Un trattamento termico finale arresta la crescita e stabilizza il materiale. A fine vita si biodegrada rapidamente, anche in compost domestico, senza residui tossici e restituendo nutrienti al suolo.
Neomateriali, oltre il solito green
Anna Pellizzari, Head of Advisory di Materially, è tra le voci più autorevoli in Italia nel campo dei neomateriali. Qui ci offre una lettura critica e prospettica dello scenario in trasformazione dei materiali per il packaging.
Cosa distingue un neomateriale da un materiale alternativo o sostenibile?
Quando abbiamo scritto il libro “Neomateriali nell’economia circolare” abbiamo inteso riferirci a tutti quei materiali di recente sviluppo che in qualche modo vanno a riprendersi lo spazio occupato in maniera pervasiva dalle materie ad alto impatto, come ad esempio le plastiche o il cemento, nel corso del XX secolo. Esistono molti materiali tradizionali che possiamo tranquillamente definire sostenibili, primo fra tutti il legno, ma che non rientrano in quelli che abbiamo considerato “neomateriali” proprio per la loro presenza costante nell’industria.
Nel packaging siamo in una fase di transizione industriale o di sperimentazione?
Il packaging è settore in cui per primo si sono applicate delle politiche serie di transizione a partire dal principio di responsabilità estesa del produttore, e la conseguente creazione del sistema dei consorzi di riciclo fin dal 1997. Ancora oggi il packaging è il settore in cui la combinazione tra spinta normativa, sensibilità del consumatore e ricerca ha portato a soluzioni materiali sostenibili applicabili industrialmente. Quindi siamo sicuramente in una fase di disponibilità industriale; ciò non toglie che, in parallelo, ci siano molte realtà sperimentali che pian piano scaleranno le soluzioni che saranno ritenute più valide dal mercato.
Qual è, secondo lei, il rischio più grande nella narrazione attuale dei materiali sostenibili?
La confusione e la semplificazione. La definizione di “sostenibile” è variata nel tempo, e tutt’ora varia a seconda, ad esempio, del settore di applicazione di un materiale. La carta ne è un esempio classico: dapprima percepita come “cattiva” perché tagliava gli alberi, oggi è vista come materiale panacea di tutti i mali, dimenticando che la produzione della carta ha comunque un importante impatto energetico e di consumo di acqua. Insomma, è una questione complessa.
Quanto i nuovi materiali sono compatibili con i processi di stampa esistenti (flexo, offset, digitale)?
Esistono materiali a impatto ridotto (misurato tramite LCA e confrontato con il materiale standard) compatibili con le lavorazioni più diffuse. Ad esempio, per packaging alimentare, film barriera monomateriale in sostituzione dei poliaccoppiati e quindi meglio riciclabili. Oppure nuove carte con contenuto riciclato che offrono un’elevata qualità di stampa.
I materiali fibrosi (cellulosa, molded pulp, ecc.) pongono limiti o aprono nuove possibilità per la grafica e il branding?
Direi che aprono nuove possibilità, ma anche nuove sfide per l’industria che li deve processare. La polpa di cellulosa di per sé è un materiale molto vecchio. La cosa interessante è che oggi sono stati sviluppati dei processi di lavorazione della polpa di cellulosa che da un lato hanno finiture perfette che ne consentono l’applicazione anche in imballaggi premium in sostituzione delle materie plastiche, dall’altro ne hanno ridotto l’impatto ambientale in termini appunto di consumo di energia e acqua.
Il packaging più “materico” sta cambiando il ruolo della stampa?
Ovviamente pone delle sfide a chi deve stampare. Nel contempo, anche la stampa si adegua a questa necessità di aggiungere una dimensione tattile proponendo inchiostri che consentono effetti a rilievo.
Quali sono oggi i principali ostacoli alla scalabilità industriale del micelio?
La lentezza con cui si produce, che può essere compensata solo con una produzione in parallelo che è dispendiosa in termini di spazi e di necessità di stampi. Quindi, in ultima analisi, il costo. C’è poi un tema di odore da abbattere e di percezione da parte del consumatore finale. C’è una startup che ha provato a ridurre questi inconvenienti producendo packaging in micelio modulari, in cui delle chips da micelio vengono inserite in una busta in carta che può essere montata sulla scatola in cartone come elemento protettivo modulare.
I materiali bio-based sono davvero sostenibili su larga scala?
Mi riferirei qui principalmente alle bioplastiche per il packaging, perché altrimenti non basterebbe un libro per rispondere a questa domanda. C’è notoriamente un tema di origine del feedstock, ovvero della materia prima da cui si ricava il materiale bio-based, e di competizione per i terreni utilizzati in agricoltura. Il mondo delle bioplastiche cerca di utilizzare, per quanto possibile, biomassa da scarto agro-industriale che, tra l’altro, è molto abbondante.
Che ruolo ha oggi il design nello sviluppo dei nuovi materiali?
Direi molto importante. Sia perché alcuni studi di design lavorano anche nello sviluppo di nuovi materiali sperimentali; sia perché attraverso il design si possono trovare le giuste applicazioni di questi materiali (che spesso non vanno bene per tutto); sia perché il design consente di raccontare un materiale nuovo, di farlo conoscere al pubblico.
Le aziende sono pronte a ripensare i processi produttivi o cercano principalmente sostituzioni “drop-in”?
Le aziende hanno principalmente il problema di stare sul mercato (comprensibilmente) e quindi una soluzione già applicabile al loro processo è preferita: ripensare i processi produttivi è costoso e complicato. Però è anche l’unico modo, se si vuole pensare sul lungo termine.
Nel suo lavoro in Materially, quali progetti recenti nel packaging le sembrano più significativi?
Recentemente abbiamo lavorato principalmente nell’analisi di possibili ambiti applicativi per materiali cosiddetti “alternativi”, ad esempio biocompositi per stampaggio a iniezione o carte barriera per la sostituzione delle plastiche nel packaging. È un tema molto interessante perché fa capire la fatica e l’impegno che le aziende mettono nello sviluppo di soluzioni a impatto ridotto e nella loro applicazione. È inoltre molto interessante vedere come le strategie di sostenibilità possano essere diverse e tutte valide: dal monomateriale per facilitare il riciclo, alla riduzione della quantità di materiale, all’utilizzo di materiali diversi. Non sempre le soluzioni che appaiono più “green” (uso questa parola apposta) sono poi davvero le più efficaci.
Ci sono aziende o applicazioni che stanno interpretando particolarmente bene questi materiali?
Direi che il packaging dei beni di largo consumo – forse perché è quello che conosco meglio e che impatta di più – è uno dei più interessanti. C’è sempre però un tema di fondo, che è quello della riduzione del packaging a prescindere dal materiale: e in questo senso il riuso o il refill sono la vera sfida.
Ha intercettato materiali emergenti ancora poco visibili ma promettenti?
A me piacciono molto i coating per conferire proprietà barriera alla carta senza uso di film plastici per applicazioni alimentari usa e getta, che sono quelle più difficili da controllare nel fine vita (sono quegli imballi che più spesso finiscono dispersi nell’ambiente). Sono soluzioni invisibili, che danno performance e che aiutano a ridurre la quantità di plastica in caso di abbandono migliorando la riciclabilità se conferiti correttamente.
Se dovesse indicare tre direzioni chiave per il packaging dei prossimi anni, quali sceglierebbe?
Riduzione, riduzione, riduzione.
Bioplastica italiana
Le bioplastiche nascono tra gli anni ’70 e ’90, quando diversi gruppi industriali e centri di ricerca, dagli Stati Uniti al Giappone, lavorano su polimeri come PLA e PHA. Tuttavia, queste soluzioni restano a lungo limitate da costi elevati, difficoltà di trasformazione e scarsa integrazione industriale.
In Italia, il gruppo di ricerca guidato dalla chimica Katia Bastioli sviluppa un approccio diverso: trasformare l’amido – materia prima vegetale – in un polimero con proprietà comparabili alle plastiche tradizionali. Il passaggio chiave è la destrutturazione dell’amido seguita dalla complessazione dell’amilosio (la componente lineare), che si organizza in strutture elicoidali capaci di inglobare altre molecole. Si forma così un sistema stabile che modifica profondamente il comportamento del materiale: da fragile e sensibile all’acqua, l’amido diventa lavorabile con le tecnologie della plastica, acquisendo resistenza e stabilità.
Da questa intuizione nasce una famiglia di bioplastiche – tra cui il Mater-Bi – trasformabile con processi industriali convenzionali e capace, a fine vita, di biodegradare in condizioni controllate.
Con l’ingresso di Bastioli e del suo gruppo in Novamont, queste soluzioni escono dalla dimensione sperimentale e diventano una piattaforma industriale integrata con le filiere agricole e con i sistemi di gestione dell’organico. L’Italia assume così un ruolo centrale nello sviluppo europeo dei polimeri da fonte rinnovabile.
Carta kraft
La carta kraft è la base tecnica e materiale della maggior parte degli imballaggi in carta e cartone. Il termine “kraft”, dal tedesco “forza”, rimanda alla sua caratteristica principale: un’elevata resistenza meccanica, soprattutto alla trazione e allo strappo.
Si ottiene attraverso il processo che utilizza una soluzione alcalina per separare le fibre di cellulosa dalla lignina presente nel legno. Questo trattamento preserva la lunghezza delle fibre, e conferisce robustezza e flessibilità. Il risultato è una carta di colore bruno (se non sbiancata), con una struttura fibrosa compatta e altamente performante dal punto di vista strutturale. Una combinazione di leggerezza e resistenza che consente, attraverso lavorazioni come l’ondulazione o la stratificazione, di costruire sistemi di imballaggio capaci di assorbire urti e distribuire i carichi.
Grazie a:
Anna Pellizzari, Head of Advisory Materially
Chiara Rodriquez, Presidente & CEO Materially
