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Ripensare le radici della ceramica
Un progetto per integrare sostenibilità ambientale,
economica e sociale in ogni fase del processo produttivo
ceramico, attraverso un innovativo protocollo di
Life Cycle Management.
FINANZIAMENTO
Ministero dello Sviluppo Economico – Fondo per la Crescita Sostenibile (D.M. 15 ottobre 2014)
CODICE PROGETTO
F/030029/01/X28
DURATA
Dicembre 2015 — Novembre 2019
IL CONTESTO
Una sfida per il distretto ceramico italiano
Una sfida per il distretto ceramico italiano
Quando il progetto ha preso avvio, l'industria ceramica italiana rappresentava un’eccellenza manifatturiera riconosciuta a livello mondiale. I produttori del distretto di Sassuolo avevano costruito nel tempo un vantaggio competitivo fondato su qualità, innovazione tecnologica e capacità di rispondere alle esigenze più sofisticate dell’architettura contemporanea.
Tuttavia, questo primato si confrontava con un paradosso strutturale. L’elevata integrazione della filiera aveva generato una progressiva standardizzazione del prodotto finito, rendendo il prezzo l’unica leva competitiva, una dinamica che penalizzava le imprese italiane esposte alla concorrenza di paesi con costi di produzione inferiori.
A questa criticità si aggiungeva una dipendenza strutturale dalle materie prime d’importazione (argille ucraine e feldspati turchi) con implicazioni rilevanti in termini di vulnerabilità logistica, geopolitica e ambientale.
In quel contesto, la transizione verso modelli produttivi più sostenibili non era solo un imperativo etico, ma una condizione necessaria per recuperare capacità di differenziazione e costruire un vantaggio competitivo duraturo. Serviva un approccio nuovo, capace di integrare innovazione tecnologica, ottimizzazione della supply chain e strumenti di valutazione che considerassero simultaneamente le dimensioni ambientale, economica e sociale della sostenibilità.
70% di materie prime extra-UE negli impasti tradizionali
1000+ km medi di trasporto delle argille importate
Hotspot ambientale nell’approvvigionamento delle materie prime
3 analisi separate per valutare la sostenibilità
IL PROGETTO
Un approccio sistemico al ciclo di vita
Un approccio sistemico al ciclo di vita
ROOTS è nato per affrontare queste sfide con un approccio sistemico e orientato all’intero ciclo di vita del prodotto. L’obiettivo è stato sviluppare e validare industrialmente piastrelle ceramiche con prestazioni ambientali significativamente migliori rispetto alla produzione corrente, creando al contempo strumenti metodologici replicabili e scalabili.
Il progetto ha combinato tre dimensioni fondamentali.
01
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Riformulazione degli impasti
Riformulazione degli impasti
Le materie prime sono state ripensate privilegiando fonti locali ed europee, riducendo la dipendenza dalle importazioni e ottimizzando la logistica di approvvigionamento.
02
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Innovazione di processo
Innovazione di processo
Nuove tecnologie di fluidificazione, smaltatura digitale e colorazione sono state sviluppate per ridurre consumi energetici e sprechi di materiale.
03
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Valutazione integrata
Valutazione integrata
Un nuovo protocollo di gestione del ciclo di vita, il CT-LCM (Ceramic Tiles Life Cycle Management), è stato progettato per integrare in un unico framework la valutazione dell'impatto ambientale, l'analisi dei costi e la valutazione degli impatti sociali.
L'approccio adottato è stato olistico: anziché intervenire su singoli aspetti isolati, ROOTS ha costruito un modello integrato in cui miglioramenti nelle materie prime, innovazioni tecnologiche e nuovi strumenti decisionali si rafforzano reciprocamente. La sostenibilità non è stata trattata come un vincolo esterno da rispettare, ma come un criterio progettuale da integrare in ogni decisione industriale.
IL PERCORSO
Tre anni di ricerca e sperimentazione
Tre anni di ricerca e sperimentazione
Il progetto si è sviluppato lungo un percorso triennale articolato in fasi complementari, ciascuna costruita sui risultati delle precedenti e orientata a generare conoscenze, strumenti e soluzioni concrete.
FASE 1
Mappatura
Analisi e progettazione
Analisi e progettazione
Il lavoro è partito da un’analisi approfondita del processo produttivo ceramico, mappando flussi di materiali, energia e informazioni lungo l’intera filiera. Sono state condotte campagne di caratterizzazione sulle materie prime disponibili sul mercato nazionale ed europeo, valutandone le proprietà tecnologiche e la compatibilità con i processi industriali esistenti. Parallelamente, è stato costruito il modello matematico del protocollo CT-LCM, capace di correlare le variabili di processo con gli indicatori di impatto ambientale, economico e sociale.
FASE 2
Sviluppo
Test di laboratorio
Test di laboratorio
La seconda fase ha visto lo sviluppo delle soluzioni tecnologiche. Sono state formulate composizioni d’impasto innovative, con percentuali crescenti di materie prime nazionali ed europee. Per ciascuna formulazione sono stati condotti test di laboratorio completi, dalla caratterizzazione chimica e mineralogica alle prove tecnologiche standard del settore ceramico.
Contestualmente, sono stati sviluppati nuovi sistemi di fluidificazione delle barbottine, smalti digitali a base acquosa e inchiostri ad alta riflettanza solare per applicazioni cool-roof. È stato inoltre progettato e costruito un impianto di micronizzazione a secco ad alta efficienza energetica.
FASE 3
Scale-up
Validazione industriale
Validazione industriale
L’ultima fase ha tradotto i risultati della ricerca in soluzioni operative. Le formulazioni più promettenti sono state testate su linee produttive complete, producendo lotti significativi di piastrelle in diversi formati. Una piattaforma digitale basata su tecnologie IoT è stata installata sulle linee pilota, consentendo il monitoraggio in tempo reale dei consumi energetici e dei parametri di processo.
Il percorso non è stato lineare. L’analisi di sostenibilità condotta attraverso il protocollo CT-LCM ha evidenziato, ad esempio, che l’impiego di scarti cotti macinati, inizialmente promettente, comportava un aggravio di costo che ne comprometteva la sostenibilità economica nonostante i benefici ambientali. Questo ha portato a riorientare lo sviluppo verso soluzioni alternative, confermando il valore di un approccio decisionale basato su valutazioni integrate e non su singoli parametri.
I RISULTATI
Innovazioni concrete per la ceramica sostenibile
Innovazioni concrete per la ceramica sostenibile
ROOTS ha generato un insieme coerente di risultati integrati, che costituiscono la base operativa per una produzione ceramica più sostenibile e competitiva.
51%
51%
di materie prime locali ed europee
–30÷35%
–30÷35%
di impatto ambientale nell’approvvigionamento
–15÷20%
–15÷20%
di consumi energetici in atomizzazione
1
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protocollo CT-LCM integrato
Una nuova formulazione d'impasto
Una nuova formulazione d'impasto
Il risultato più tangibile del progetto è una formulazione che coniuga prestazioni tecnologiche equivalenti alla produzione standard con un profilo di sostenibilità significativamente migliorato. L’impasto contiene il 51% di materie prime locali ed europee, rispetto al 30÷35% della produzione tradizionale, con un mix logistico ottimizzato che privilegia il trasporto ferroviario.
Le prestazioni tecnologiche sono state pienamente validate: assorbimento d’acqua <0,25%, resistenza alla flessione conforme agli standard ISO 10545, resa produttiva del 96% e compatibilità con tutti i formati dal 20×20 al 60×120 cm.
Innovazioni di processo
Innovazioni di processo
È stata sviluppata una nuova formula di fluidificazione che consente la preparazione di barbottine con un contenuto di solido del 67,4%, rispetto al 65% standard. Questo incremento si traduce in una riduzione dei consumi energetici del 15÷20% nella fase di atomizzazione.
Sono stati inoltre formulati smalti e leganti digitali a base acquosa applicabili con tecnologia inkjet, che eliminano l’uso di solventi organici. Le nuove formulazioni riducono del 50% il quantitativo di smalto applicato ed eliminano gli sfridi tipici delle tecniche tradizionali.
Sono stati infine sviluppati inchiostri ceramici con proprietà cool-roof, capaci di riflettere l’irradiazione solare e ridurre il surriscaldamento degli edifici in applicazioni esterne.
Nuove tecnologie impiantistiche
Nuove tecnologie impiantistiche
È stato progettato e validato un impianto di micronizzazione a secco per materiali duri e abrasivi, basato su un mulino a biglie in allumina operante in vena d’aria. Il sistema garantisce granulometrie controllate fino a 45 μm con elevata efficienza energetica e assenza di contaminazione da ferro.
È stato inoltre sviluppato un dispositivo innovativo per la colorazione a secco dell’atomizzato ceramico, che riduce i consumi energetici e assicura una distribuzione più uniforme del pigmento. La tecnologia è trasferibile anche ai settori dei fertilizzanti, degli integratori zootecnici e dei correttivi per suoli.
Piattaforma digitale per il monitoraggio
Piattaforma digitale per il monitoraggio
È stata implementata un’infrastruttura digitale basata su tecnologie IoT per il monitoraggio in tempo reale dei consumi energetici e dei parametri di processo. L’architettura wireless riduce i costi di infrastruttura, si integra con i sistemi informativi esistenti e supporta la manutenzione predittiva, alimentando il sistema di valutazione d’impatto con dati reali di produzione.
Il protocollo CT-LCM
Il protocollo CT-LCM
Il sistema di gestione del ciclo di vita sviluppato integra la valutazione degli impatti ambientali, economici e sociali in un unico strumento. Include procedure per l’analisi d’inventario automatizzata, indicatori di performance integrati e un modello di calcolo basato su matrice pluridimensionale. Il protocollo è stato esteso ai partner di filiera, ponendo le basi per una valutazione di sostenibilità a livello di supply chain.
LA PARTNERSHIP
Competenze integrate per l'innovazione
Competenze integrate per l'innovazione
ROOTS ha riunito un ecosistema di competenze complementari, integrando capacità industriali e know-how accademico in un modello di collaborazione orientato all'impatto.
Gruppo Ceramiche Gresmalt
Gruppo Ceramiche Gresmalt
Tra i principali produttori italiani di gres porcellanato, ha svolto il ruolo di riferimento industriale del progetto. Ha messo a disposizione stabilimenti, linee produttive e competenze di processo, consentendo la validazione su scala industriale delle formulazioni, delle tecnologie e delle soluzioni sviluppate in ambito di ricerca.
Zschimmer & Schwarz Ceramco
Zschimmer & Schwarz Ceramco
Specializzata nello sviluppo di formulazioni chimiche per l’industria ceramica, ha contribuito alla progettazione e ottimizzazione di nuovi fluidificanti, smalti digitali e inchiostri ceramici, con particolare attenzione alla riduzione dei consumi energetici.
LB Officine
Meccaniche
LB Officine
Meccaniche
Ha curato la progettazione e la realizzazione delle nuove soluzioni impiantistiche sviluppate nel progetto, in particolare gli impianti di micronizzazione a secco e i sistemi di colorazione dell’atomizzato, garantendo l’industrializzabilità e l’efficienza energetica delle tecnologie introdotte.
ESA
Energy
ESA
Energy
Ha sviluppato la piattaforma digitale per il monitoraggio dei consumi energetici e dei parametri di processo, basata su tecnologie IoT. La soluzione è stata integrata con i sistemi informativi aziendali, supportando il controllo in tempo reale delle prestazioni e l’alimentazione dei modelli di valutazione della sostenibilità.
Il progetto si è inoltre avvalso del contributo scientifico dell’Università di Modena e Reggio Emilia (UNIMORE), in particolare attraverso competenze metodologiche e analitiche a supporto delle attività di valutazione della sostenibilità e dello sviluppo del protocollo CT-LCM. Il dialogo continuo tra ricerca applicata e sperimentazione industriale ha rafforzato la solidità dei risultati e ne ha facilitato il trasferimento operativo.
L'IMPATTO
Le nuove fondamenta della ceramica
Le nuove fondamenta della ceramica
ROOTS ha dimostrato che la transizione verso una produzione ceramica più sostenibile è possibile, economicamente vantaggiosa e tecnicamente realizzabile con le competenze e le tecnologie oggi disponibili.
Il modello sviluppato offre una risposta concreta alle sfide del settore: riduce la dipendenza da materie prime d’importazione, ottimizza l’impatto ambientale della fase di approvvigionamento, migliora l’efficienza dei processi produttivi e costruisce le basi per una comunicazione trasparente del valore ambientale dei prodotti.
I risultati del progetto non restano confinati ai partner coinvolti. Il protocollo CT-LCM e le soluzioni sviluppate sono progettati per essere condivisi e adattati, contribuendo alla trasformazione della filiera ceramica italiana e offrendo un modello replicabile per altri settori manifatturieri.
Il nome stesso del progetto, ROOTS, richiama l’idea di un ritorno alle origini: non per nostalgia, ma per la consapevolezza che costruire un futuro sostenibile richiede di ripensare le fondamenta del modo in cui produciamo. Un contributo concreto alla costruzione di un’industria capace di generare valore durevole per imprese, comunità e ambiente.
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