ABC del vetro – Tecnica, Concetti generali, Know-how

Bilancio ambientale

E’ giusto da un punto di vista ambientale ed economico decidere di migliorare costantemente il bilancio ambientale nell’ambito dell’industria del vetro. Nel giro di qualche decennio, il riutilizzo del vetro usato ha migliorato enormemente l’impatto ambientale della produzione di vetro: negli ultimi 25 anni, l’industria europea del vetro per contenitori ha ridotto del 70% le emissioni di CO2 e l’inquinamento da rifiuti grazie al riciclo e alle innovazioni tecnologiche.

Canna per la soffiatura del vetro

L’invenzione di questo strumento determinò una vera e propria rivoluzione nella produzione e lavorazione artigianale del vetro. Si tratta di un tubo di lunghezza fra 1,20 e 1,60 metri con un bocchino su una delle estremità. L’altra estremità viene utilizzata dal soffiatore di vetro per attingere, trattenere, far ruotare, marmorizzare e dare omogeneità alla bolla di vetro incandescente, soffiandovi dentro l’aria. Grazie all’introduzione di questa invenzione, avvenuta nel 1° secolo a.C. in Siria, i mastri vetrai cominciarono a produrre anche oggetti in vetro di spessore ridotto e dalle forme più disparate.

Colori

Il vetro viene colorato nella vasca di fusione oppure - in una fase di produzione successiva - nel pre-forno, il cosiddetto feeder. Vengono utilizzati diversi processi di colorazione per riuscire a soddisfare con maggiore flessibilità le richieste dei clienti e poter offrire una gamma di tonalità più ampia. Il procedimento tradizionale della colorazione in vasca prevede che i pigmenti vengano mescolati con la massa di vetro fuso costituita da sabbia di quarzo, soda, calce, dolomite e vetro riciclato. A seconda del colore che si vuole ottenere, la percentuale di vetro riciclato può arrivare al 90%. In caso di produzioni di quantità limitata e di colori speciali, i coloranti vengono mescolati con la massa di vetro liquido nel feeder.

Controllo di qualità

Prima di essere smistati, confezionati e spediti, i contenitori in vetro vengono sottoposti a controlli rigorosi e certificati che hanno l’obiettivo di assicurare una qualità uniformemente elevata degli articoli prodotti. Vengono effettuate prove di misurazione per verificare peso, volume e dimensioni. Le prove distruttive eseguite includono la pressione interna, l’urto con il pendolo e lo shock termico; a queste seguono controlli sulla linea di produzione con apposite macchine d’ispezione (controllo spessore pareti, controllo tagli e incrinature, controllo presenza di corpi estranei, ecc.).

Cradle-to-Cradle

Termine – in italiano: “dalla culla alla culla” – che introduce il concetto di un’economia in cui non esistono rifiuti, all’interno della quale tutti i materiali fanno costantemente parte di cicli naturali o di cicli tecnici chiusi. I materiali individuati per tali cicli sono, oltre al vetro, i prodotti tessili compostabili, le materie prime riciclabili al 100%, le materie plastiche o i metalli puri, che possono essere riutilizzati per lo stesso scopo un numero illimitato di volte.

Efficienza energetica

Per la lavorazione del vetro sono necessarie temperature molto elevate, che generalmente si ottengono utilizzando il gas come fonte energetica. Nella vasca di fusione la miscela composta da vetro usato e da materie prime primarie viene riscaldata fino a raggiungere una temperatura di circa 1600° C. Questo è un processo a intensità energetica molto elevata. Proprio perché il fabbisogno energetico in fase di produzione è molto elevato, i produttori di vetro hanno una responsabilità particolare. Le innovazioni tecnologiche e le decisioni aziendali in favore della sostenibilità determinano un’ottimizzazione delle misure di miglioramento dell’efficienza energetica. Un primo passo è rappresentato dall’aumento della percentuale di vetro riciclato inserito nella produzione. Esiste un rapporto lineare fra percentuale di vetro riciclato e risparmio energetico: ogni 10% di vetro riciclato utilizzato si riducono del 3% il consumo di energia e del 7% le emissioni di CO₂.

Formato speciale

A differenza del formato standard, che può essere utilizzato da tutti gli imbottigliatori, i formati speciali vengono prodotti esclusivamente per un cliente specifico. Lo stampo, i contenuti stilistici e la lavorazione vengono sviluppati come componenti di una strategia di marketing individuale.

Formatura

La massa di vetro liquido fluisce continuamente dalle vasche. Da questa massa liquida vengono tagliate gocce di vetro incandescente che vengono depositate in un apposito canale di colata e scivolano poi nello stampo preparatore. Nello stampo finitore il contenitore in vetro viene insufflato con aria compressa assumendo la sua forma definitiva. Nella produzione di contenitori in vetro, la formatura può avvenire anche per mezzo del procedimento di pressatura e soffiatura.

Forni di fusione

Nel 1867, Friedrich Siemens – un ingegnere di Dresda - introdusse un’innovazione tecnica che accelerò l’industrializzazione della produzione del vetro: il forno continuo a bacino. Ancora oggi i forni a bacino sono costituiti dalla vasca di fusione e di lavorazione e funzionano giorno e notte senza interruzione. Questa fu una tappa importantissima per la produzione automatizzata dei contenitori in vetro.

Fusione

La fusione della miscela vetrificabile viene effettuata nella zona calda della produzione del vetro. Nella vasca di fusione, la miscela di vetro riciclato e di materie prime primarie viene portata a una temperatura di circa 1600° C.

Il modello dei tre pilastri della sostenibilità

Il modello dei tre pilastri della sostenibilità attribuisce lo stesso valore alla responsabilità economica, ambientale e sociale di un’azienda o di uno stato. 

Impronta di carbonio

L’impronta di carbonio è un dato ambientale che fornisce informazioni sulle emissioni di CO₂ complessive di un determinato prodotto. Si tratta di un dato che viene calcolato con un modello di calcolo del bilancio ambientale, che rappresenta l’intero ciclo di vita di un contenitore – dalle materie prime al riciclaggio. I fattori che incidono sul calcolo nell’ambito della produzione del vetro sono: il peso del contenitore in vetro, la percentuale di vetro riciclato inserita nella produzione, la distanza di trasporto fino all’impianto di riempimento, il tipo di trasporto (gomma o rotaia) e la quota di riciclaggio nazionale.

Inerte (proprietà chimica)

Vengono definite come chimicamente inerti (ovvero «inattive», «che non reagiscono con altri elementi») le sostanze che non reagiscono, o reagiscono poco, con i potenziali reagenti. Il vetro è inerte: nulla viene trasferito dal vetro al prodotto in esso contenuto, nulla penetra dall’esterno passando attraverso il vetro e nulla fuoriesce. Il contenitore in vetro non reagisce con le sostanze in esso contenute, è a tenuta stagna e non altera il sapore del suo contenuto.

Lavorazione

Le diverse tipologie di lavorazione della superficie del vetro conferiscono ai contenitori un’identità inconfondibile e sostengono le strategie di marketing dei prodotti. Grazie alle lavorazioni a rilievo, alle laccature, alle stampe serigrafiche e all’applicazione di etichette o sleeve, il contenitore in vetro diventa un prodotto di pregio.

Metodo degli elementi finiti

Decisiva per garantire l’elevata stabilità del vetro leggero è la fase progettuale che precede la produzione vera a propria. Utilizzando software specifici, i tecnici progettisti scompongono i corpi di vetro in sotto-componenti di piccole dimensioni, il cui comportamento strutturale risulta più facilmente schematizzabile rispetto a quello del corpo intero. Gli esperti individuano su schermo in quali punti il contenitore è soggetto a sollecitazioni particolari. A volte si rendono necessarie lievi modifiche della geometria del contenitore al fine di eliminare tali sollecitazioni. Grazie a questo metodo, i contenitori in vetro leggero possono essere facilmente prodotti, riempiti e immagazzinati senza perdite in termini di qualità.

Procedimento di aspirazione e soffiatura

La prima macchina automatica per la soffiatura delle bottiglie fu inventata nel 1903 dall’americano Michael J. Owens. La soffiatrice si basava sul metodo di aspirazione e soffiaggio, che prevede che la massa vetrosa venga aspirata nello stampo metallico e tagliata automaticamente. Oggi questo procedimento è stato sostituito dal ‘presso-soffio’ e dalla variante ‘a imboccatura stretta’ di quest’ultimo. 

Procedimento presso-soffio

Uno dei procedimenti d’uso più comune nella produzione industriale di vetro cavo. Il metodo presso-soffio prevede che le gocce di vetro incandescente scivolino dall’alto nello stampo, all’interno del quale viene inserito dal basso il pistone di pressatura. Se la goccia di vetro si trova nella preforma, lo stampo viene chiuso dall’alto con la base della preforma. Il pistone di pressatura a questo punto si sposta verso l’alto, formando la ‘parison’ e quindi l’imboccatura. Non appena il pistone di pressatura viene estratto dalla ‘parison’, quest’ultima viene trasferita nello stampo finitore. A differenza del procedimento soffio-soffio, con il metodo presso-soffio l’imboccatura viene formata per ultima. 

Procedimento presso-soffio a imboccatura stretta

Questo metodo di produzione è una variante del procedimento presso-soffio. Per far sì che le pareti del contenitore abbiano uno spessore omogeneo e al tempo stesso più sottile, viene inserito ancora nella preforma un pistone – il cosiddetto ‘corpo galleggiante’ -, che penetra nella massa di vetro liquido e la comprime. Il passaggio tecnologico dal metodo tradizionale al procedimento presso-soffio nella variante a imboccatura stretta ha consentito la produzione di contenitori in vetro di spessore più sottile, il cosiddetto ‘vetro leggero’. Un altro vantaggio di questo procedimento è un migliore raffreddamento della ‘parison’ grazie alla compressione, da cui derivano volumi di produzione più elevati.

Procedimento soffio-soffio

Tecnica per la produzione del vetro cavo scoperta nel 1925 e utilizzata ancora oggi. Il procedimento soffio-soffio prevede che l’alimentatore, attingendo dalla massa di vetro liquido, formi una goccia di vetro oblunga, che attraverso uno scivolo arriva nello stampo preparatore. Qui la goccia viene trasformata nella ‘parison’ grazie all’insufflazione di aria compressa, viene poi formata l’imboccatura. Infine la goccia pre-formata viene soffiata fino ad assumere la forma definitiva.

Produzione multi-goccia

E’ una tipologia di produzione che consente una notevole flessibilità anche in caso di lotti di dimensioni ridotte. Una macchina soffiatrice multi-goccia può produrre contemporaneamente due – e in alcuni casi anche più di due – contenitori in vetro di forma e peso diversi. Una speciale unità di smistamento inoltra poi automaticamente i diversi articoli in vetro verso le rispettive stazioni di ‘controllo qualità’ e ‘imballaggio’.

Raffreddamento

I vasi per conserve e le bottiglie in vetro ancora incandescenti entrano nei forni di raffreddamento, dove la loro temperatura viene gradualmente ridotta. Questo processo di raffreddamento lento è necessario per eliminare le eventuali tensioni prodottesi nel vetro. La superficie dei contenitori viene poi trattata in modo tale da renderla resistente ai graffi.

Riciclaggio

Il termine ‘riciclaggio’ deriva dalla parola greca kýklos (cerchio, circolo) e dal prefisso latino re- (ripetere nuovamente). Il riciclaggio (riutilizzo, rigenerazione) prevede che i prodotti di scarto vengano riutilizzati o, più precisamente, che i materiali di base che li compongono vengano rigenerati e utilizzati come materie prime secondarie. Lo scopo di un’economia circolare sostenibile è quello di reinserire completamente nella produzione le materie prime una volta compiutosi il ciclo di vita dei singoli prodotti.

Il vetro si muove all’interno di un ciclo di materiali completamente chiuso. Può essere riutilizzato, mantenendo inalterato il suo livello di qualità, un numero infinito di volte per la produzione di nuove bottiglie e nuovi vasi per conserve. Per produrre vetro bianco e marrone si può utilizzare fino al 60% di vetro riciclato e teoricamente addirittura fino al 100% per la produzione di vetro nuovo di colore verde. Fondamentale è la qualità del vetro raccolto e la sua rigenerazione.

Sostenibilità ambientale

La sostenibilità ambientale descrive una dimensione politica e sociale verso cui tendere per tutelare la diversità biologica e contrastare i cambiamenti climatici, così da preservare la natura e l’ambiente a beneficio delle generazioni future. Rappresenta uno dei tre pilastri della sostenibilità.

Sostenibilità sociale

Uno dei tre pilastri della sostenibilità è rappresentato dalla responsabilità a livello sociale. Gli elementi di base della sostenibilità sociale sono una Corporate Governance concreta e condivisa, un codice di comportamento vincolante, un’ampia tutela della salute e della sicurezza sul lavoro, uno stile manageriale partecipativo e il soddisfacimento delle istanze sociali dei dipendenti.

Vetro

Il vetro è costituito da elementi naturali. Quello presente in quantità maggiore è la sabbia di quarzo (70%). La soda (14%) abbassa il punto di fusione della sabbia di quarzo, la calce e la dolomite (14%) conferiscono al vetro durezza, lucentezza e resistenza. A queste sostanze vanno poi aggiunti gli agenti affinanti (2%).

Il vetro è una materia prima naturale e neutra con proprietà eccellenti per la conservazione di alimenti e bevande di alta qualità. Il vetro non interagisce assolutamente con il suo contenuto, non permette alcuna migrazione e protegge il prodotto alla stregua di una cassaforte. La Food & Drug Administration statunitense classifica il vetro come unico materiale per contenitori «generalmente sicuro» (Generally Recognized As Safe – GRAS). 

Vetro naturale

Il vetro si trova anche in natura. Si forma quando la sabbia di quarzo si scioglie in  seguito a un forte innalzamento della temperatura – come quello provocato da scariche di fulmini, eruzioni vulcaniche o cadute di meteoriti - e la massa fusa si raffredda successivamente. E’ in questo modo che si sono sviluppate le masse vetrose di minerali quali la folgorite, l’ossidiana e la tettite. 

Vetro per contenitori

Termine che comprende tutti gli oggetti di vetro cavo utilizzati per l’imballaggio, lo stoccaggio, la conservazione e il trasporto di bevande e altri liquidi, alimenti e sostanze chimiche, farmaceutiche e cosmetiche.

Zona fredda/zona calda

Questi due termini indicano l’inizio e la fine della produzione del vetro in vetreria. Nella zona calda (hot end) – ovvero l’inizio della produzione – i bruciatori a gas riscaldano nelle vasche di fusione la miscela vetrificabile costituita da sabbia di quarzo, soda, calce e rottame di vetro riciclato. Dopo la formatura, le bottiglie vengono gradualmente raffreddate per poi arrivare nella zona fredda (cold end), dove vengono sottoposte alle diverse fasi del controllo della qualità.