Ricerca e innovazione nel settore delle calzature sportive

Il mercato delle calzature sportive, o meglio delle cosiddette sneakers, sta crescendo sviluppandosi in settori e nicchie di interesse non solo dei maggiori brand. Gli sportivi, oltre alla ricerca di un design accattivante e alla moda, puntano su calzature che possano coniugare la comodità e le proprie esigenze con l’aspetto estetico, anche se i prezzi, a seguito di un sviluppo tecnologico legato a investimenti in ricerca e sviluppo, sono più alti della media; queste tipologie di calzature sono sempre più usate anche nella quotidianità allargando il mercato in modo vertiginoso.

Ombretta Buzzi*, Giuseppe Confessore** – Consiglio Nazionale delle Ricerche

Uno degli aspetti maggiormente indagati nei progetti di ricerca e sviluppo è quello della biomeccanica che applica le nozioni della meccanica alla biologia e alla medicina degli organismi viventi. Un’analisi della postura umana, eseguita in modo statico e dinamico confrontando l’essere a piedi nudi e l’indossare calzature sportive, permette di definire vincoli e requisiti per ottenere una calzatura maggiormente performante dal punto di vista del confort e che possa ridurre la probabilità di traumi.

dynafit_pe16_64026_0353_ws-feline_verticalLe attività di ricerca e sviluppo, in particolare svolte dalle micro, piccole e medie imprese europee (SME), possono essere agevolate con il supporto di fondi pubblici direttamente erogati dalle istituzioni europee: in particolare il Settimo Programma Quadro (FP7) che si è appena concluso ha visto l’assegnazione di circa 1 miliardo e 300 milioni di Euro per le SME che contribuiscono a circa l’80% dell’occupazione europea in particolari settori come quello del Fashion globalmente inteso (tessile, abbigliamento, calzaturiero, eccetera).

Il FP7, che ha sostenuto progetti iniziati nel periodo dal 2007 al 2013 e conclusi entro il 2015, ha incoraggiato la presentazione di progetti con un approccio bottom up, ovvero che provenissero direttamente dal mondo industriale, qualunque fosse stato il settore scientifico e tecnologico, per risolvere problematiche comuni a gruppi o associazioni di imprese.

Il settore calzaturiero è stato presente con diverse iniziative che hanno visto le imprese sviluppare temi di varia natura. Oltre al già citato tema della biomeccanica che ha coinvolto approfondimenti sia sul lato del design che dei materiali con cui realizzare le calzature, l’interesse si è concentrato sull’intero sistema logistico produttivo analizzando problematiche sia sul lato dell’automazione manifatturiera che del design for recycling volto a implementare catene logistiche “chiuse” in ottica di economia circolare, aspetto predominante nella nuova programmazione comunitaria 2014 – 2020 che coinvolge tutti i settori industriali verso una sostenibilità sociale, ambientale ed economica che riduca all’origine la probabilità di non poter riutilizzare i prodotti e/o i loro componenti a termine vita.

Il progetto Heelless

Il progetto dal titolo “Development of a heelless shoe to reduce injury during running” si è posto come obiettivo quello di concepire una nuova calzatura da corsa, leggera e senza tacco, in grado di ridurre la forza prodotta dal piede nel colpire il suolo; in questo modo si vanno a ridurre le sollecitazioni sulle articolazioni durante la corsa diminuendo i rischi di danni alle giunture e di strappi muscolari.

Finanziato con oltre un milione di euro a fronte di circa un milione e mezzo di euro di investimenti, è stato svolto da aziende e centri di ricerca in prevalenza olandesi, coinvolgendo inoltre partner spagnoli, polacchi, inglesi e tedeschi, impegnati nel manufacturing (stampaggio di compositi a matrice termoplastica, produzione di calzature sportive, produzione di polimeri, produzione tessile), nello sviluppo prodotto (sviluppo di prodotti sostenibili, studio delle proprietà biomeccaniche delle calzature) e nella ricerca (centri di riabilitazione, università in ambito clinico e tecnologico).

I risultati raggiunti

Per lo sviluppo della nuova calzatura si sono indagati sia i materiali che le forme necessarie per realizzare la suola esterna priva di tacco, sviluppando un componente di sostegno del piede che potesse ridurre del 50% la forza di impatto del piede con il suolo, consentire una vita media della calzatura almeno doppia rispetto allo standard, avere una rigidità maggiore di almeno il 150% utilizzando fibre naturali (lino, canapa o iuta) e/o plastiche rinforzate.

A valle della concezione e dello sviluppo del nuovo prodotto, il progetto ha previsto una validazione in laboratorio e sul campo volto a dimostrare, oltre alla possibilità di produrre le calzature a un costo contenuto, la validità dello schema posturale per chi le indossa, il confort e la durata delle stesse.

L’eterogeneità dei partner ha permesso di impostare le attività di progetto in modo scientificamente efficace. Si è partiti infatti da una profonda analisi dei requisiti della nuova calzatura dal punto di vista meccanico, fisico, del design, del confort, della durata, e si è effettuata una analisi SWOT (dei punti di forza e di debolezza, delle opportunità e delle minacce) al fine di determinare delle specifiche che potessero incontrare le esigenze di mercato e degli utenti in termini di aspetto, prezzo, prestazioni oltre che di impatto ambientale lungo l’intero ciclo di vita del prodotto.

Dal punto di vista dei materiali, ci si è concentrati sulla suola senza tacco, elemento fondamentale della nuova calzatura: la scelta è caduta su una tipologia di composito a base di fibre naturali in matrice termoplastica; si sono individuate alcune combinazione di fibre, tipologie di tessuto, tipo di matrice termoplastica nonché metodi di compressione tali da ottenere un prodotto di qualità con un processo produttivo il meno costoso possibile e a ridotto impatto ambientale.

Il materiale concepito è adatto anche per altre applicazioni, lì dove sono richieste leggerezza e prestazioni meccaniche particolari oltre che una compatibilità ambientale che i compositi a base di fibre non naturali non posseggono.

Sono stati realizzati diversi prototipi e alcuni di essi sono stati provati in condizioni operative estreme. I risultati dal punto di vista cinematico e biomeccanico sono incoraggianti, ma un vero e proprio risultato definitivo sulla capacità di diminuire le sollecitazioni e i rischi di danni particolari potrà avvenire dopo un periodo di test molto più lungo. Dal progetto sono comunque emersi importanti conclusioni teoriche e un modello biomeccanico predittivo basato sull’analisi della letteratura esistente che può essere utilizzato al fine di comprendere come una calzatura possa rispondere alle esigenze di confort durante una corsa.

Riferimenti

  • FP7 – Research for the benefit of SMEs. www.cordis.europa.eu
  • Heelless. www.heelless.org

 

Leggi lo SPECIALE “L’evoluzione delle sneaker, da scarpe ginniche a icone fashion” sul numero di settembre di Tecnica Calzaturiera

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