Più valore con i vuoti a rendere

Il vetro temprato non è certo una novità: il pretensionamento termico del vetro riduce notevolmente la suscettibilità alla rottura e il rischio di danni. È anche il motivo per cui il vetro temprato viene utilizzato da molti anni soprattutto per i finestrini delle auto, dove talvolta può davvero salvare la vita. Questa tecnica, però, finora si è sempre scontrata con dei limiti nella produzione dei contenitori in vetro.

Il trattamento termico controllato di un contenitore in vetro avviene mediante un rapido riscaldamento e raffreddamento. Il vetro viene dapprima riscaldato in maniera omogenea – cioè costante in sezione trasversale – a una temperatura compresa tra i 600 e i 700 °C. Dopodiché il vetro viene bruscamente raffreddato investendolo con un getto d'aria. In seguito al raffreddamento e al contestuale restringimento della superficie, la tempra crea all’esterno una tensione compressiva e all’interno un’azione di trazione.

Di fatto la tempra termica di articoli in vetro per contenitori non era possibile finora. Il design e la qualità di una bottiglia rappresentavano dei limiti fisici, cosa che rendeva impossibile una produzione redditizia di vetro temprato per contenitori.

Il Gruppo Vetropack ha sviluppato una tecnologia che offre una via d’uscita. Il centro innovazioni dell’azienda ha svolto ricerche per dieci anni su un processo che permettesse di produrre bottiglie in vetro leggero temprato. Il risultato? Oggi la tecnologia Echovai permette per la prima volta di temprare le bottiglie di vetro in maniera controllata, cosa che consente una produzione redditizia.

Il metodo Echovai pone requisiti piuttosto elevati per quanto riguarda la qualità delle bottiglie, il processo di produzione e gli impianti. “Considerando il trattamento termico a cui vengono sottoposte le bottiglie per creare una tensione interna, è possibile sottoporre con successo alla tempra solo bottiglie uniformi di alta qualità” spiega Daniel Egger, Head of Innovation di Vetropack. “Inoltre adeguiamo con estrema precisione l’intero processo di tempra al singolo contenitore e alla sua forma. Si tratta quindi di un processo sofisticato, tecnologicamente avanzato, e anche per questo vogliamo implementarlo per step.”

Peso ridotto del 30%

La prima fase è iniziata nel 2019. Da allora sono stati venduti e ri-riempiti milioni di pezzi realizzati con la nuova tecnica, complice il cliente pilota austriaco Mohrenbrauerei. Le bottiglie prodotte da Vetropack per il birrificio del Vorarlberg hanno un evidente vantaggio: per i contenitori a rendere da 0,33 litri, l’utilizzo della soluzione Echovai (210 grammi) permette di ottenere una riduzione del peso di circa un terzo rispetto alle bottiglie standard disponibili finora (300 grammi).

“Non guardiamo solo alla singola bottiglia, ma studiamo e ottimizziamo il riutilizzo dei vuoti a rendere come sistema” spiega Erich Jaquemar, Key Account Manager di Vetropack Austria. “Questo significa che il design delle bottiglie e delle casse, così come i bancali e la logistica, devono essere armonizzati. Solo così è possibile generare i massimi vantaggi per le aziende in termini di sostenibilità e costi operativi totali.”

Contenimento del total cost of ownership ed emissioni di CO2 ridotte a un quarto

Di conseguenza, le bottiglie in vetro leggero sono state progettate con un’altezza minore, il che produce effetti considerevoli sia sulle spese per la logistica sia sull’impronta di carbonio. In Austria, il settore alimentare accetta bancali con un’altezza massima di 1,6 metri, pertanto con le bottiglie standard è possibile impilare solo cinque casse; con le bottiglie Echovai, invece, le casse impilabili sono sei.

 “Questo riduce enormemente i costi per la logistica” prosegue Jaquemar. “Il cliente risparmia circa un quinto per ciclo.” Nel frattempo il cliente pilota Mohrenbrauerei ha redatto anche una LCA che illustra gli effetti sul dispendio logistico: su questo hanno gravato circa 1000 tonnellate di CO2 in meno all’anno per le rispettive tipologie di birra. Le emissioni di CO2 per bottiglia sono quindi scese ad appena un quarto rispetto alle normali bottiglie a rendere da 0,33 litri.

Alternative per i produttori del settore monouso

Con questa innovativa tecnica si prospetta un radicale cambiamento nel mercato, poiché in futuro dovrebbe favorire il passaggio dai contenitori monouso a quelli a rendere. Infatti Echovai non rappresenta un’alternativa solo per i produttori di bevande che già distribuiscono i loro prodotti nei contenitori a rendere. Anzi, proprio per le aziende del segmento monouso il peso delle bottiglie gioca un ruolo cruciale: essendo sottoposte a un carico maggiore, finora le bottiglie a rendere dovevano avere un peso maggiore e quindi anche un design diverso, mentre di solito le aziende volevano mantenere le caratteristiche uniche delle loro bottiglie.

Più stabilità, meno usura

Un aspetto importante è la stabilità comprovata delle bottiglie in vetro leggero. Le prestazioni dei contenitori Echovai (per esempio resistenza alla pressione interna e agli urti) sono state analizzate mediante esaustivi test di laboratorio. Dai risultati si evince una maggiore durata del ciclo di vita. Nelle applicazioni industriali le bottiglie vanno incontro più raramente a rottura: la percentuale di scarto al riempimento (0,14%) si colloca nettamente al di sotto rispetto a quello tipico delle bottiglie standard, compreso tra l’1 e il 2%. Inoltre dopo tre anni e fino a dodici cicli i contenitori Echovai mostrano rarissimi segni di sfregamento (gessature) sulle superfici di contatto. “La bottiglia è robusta, il che costituisce un vantaggio anche sul piano della sicurezza alimentare” commenta Jaquemar.

Dopo 10-12 cicli le bottiglie mostrano valori di pressione interna equivalenti alle specifiche del vetro nuovo, cosa che non avviene con le controparti standard. Anche la resistenza agli urti risulta maggiore rispetto alle normali bottiglie in vetro più pesante. “Alla luce dei risultati nei test e delle solide prestazioni nel progetto pilota, ci aspettiamo un forte aumento della domanda” prosegue Jaquemar. Per ora Vetropack produce i suoi contenitori in vetro leggero esclusivamente nello stabilimento austriaco di Pöchlarn. Nella seconda fase, l’azienda procederà con l’adozione della tecnologia Echovai anche in altre sedi. Per la terza fase è prevista l’introduzione nel mercato su larga scala, oltre all’eventuale concessione in licenza delle tecnologie e del know-how.

“Nel lungo termine, aspiriamo a un sistema di restituzione e riempimento più user-friendly, con un riutilizzo delle bottiglie pari al 100%” spiega Daniel Egger. “Inoltre stiamo già lavorando a una soluzione per ottimizzare la tracciabilità delle bottiglie Echovai.” Applicando un codice Datamatrix su ogni bottiglia, in futuro sarà possibile associare qualsiasi dato all’unità di prodotto. Sarà quindi possibile associare aree della filiera che al momento vengono considerate separate e assicurare il tracciamento di ogni segmento, dalla produzione all’imbottigliamento fino al cliente finale. Echovai inaugura così una nuova era nel segno dell’interconnessione digitale.