i materiali high-tech verso l’evoluzione dello sport
Nei quattro elementi naturali, fuoco, aria, acqua e terra, i materiali high-tech che compongono le calzature dello sport sono i nuovi protagonisti che riescono a controllarli. In tempi remoti, chi voleva avvicinarsi al mondo dello sport non aveva molte scelte per l’acquisto di una calzatura consona ad una attività sportiva. Un po’ come si progettano ancora oggi nelle calzature moda, anche nelle scarpe tecniche sportive veniva data più importanza a quelle poche caratteristiche che si avvicinano all’aspetto estetico e alla calzata, tralasciando a volte i requisiti prestazionali. Anni di ricerca hanno individuato invece le criticità dei piedi sotto sollecitazione. Il tallone e il metatarso sono sicuramente due punti del piede che tramite movimenti continui fanno percepire stanchezza, fatica, fastidio e dolori se non protetti da una calzatura progettata ad hoc. Negli studi e nella ricerca ci sono tanti aspetti da considerare su questo fronte, che inevitabilmente quando non sono pienamente soddisfacenti, si ricomincia al punto di partenza. La calzata e il confort, ma anche la fasciatura del piede, il contenimento laterale e la stabilità del tallone, sono solo alcuni dettagli che possono fare la differenza. Sembra scontato ma non è così, se si pensa che in passato ci sono stati sportivi che hanno improvvisamente registrato un netto calo delle loro prestazioni a causa di scarpe scomode. Sono effettivamente dati che sono stati raccolti negli anni e sono stati utili per generare documenti e/o linee guida efficienti di standardizzazione, come per esempio quelle norme tecniche UNI, CEN e ISO che attraverso metodi essenziali e complementari fanno testare materiali e prodotti finiti, in modo da avere requisiti e performance conformi al tipo di uso dello specifico prodotto.
Il miglioramento continuo di un modello standardizzato
Come descritto nel portae web UNI la norma tecnica è semplicemente un documento che dice “come fare bene le cose”, garantendo sicurezza, rispetto per l’ambiente e prestazioni certe. Le norme sono documenti che definiscono le caratteristiche (dimensionali, prestazionali, ambientali, di qualità, di sicurezza, di organizzazione ecc.) di un prodotto, processo o servizio, secondo lo stato dell’arte e sono il risultato del lavoro di decine di migliaia di esperti in Italia e nel mondo. Mentre gli organismi di normazione UNI, CEN e ISO si occupano di rappresentare e uniformare le normative tecniche, in Italia l’Ente Unico Nazionale di Accreditamento “ACCREDIA”, designato dal governo italiano sotto la vigilanza del Ministero delle Imprese e del Made in Italy e in applicazione del Regolamento europeo 765/2008, è atto ad attestare la competenza e l’imparzialità degli organismi di certificazione, ispezione, verifica e validazione, e dei laboratori di prova e taratura.
Uno dei laboratori accrediati, ma soprattutto specializzato nel settore delle calzature, è il CIMAC di Vigevano (PV) che ci ha gentilmente rappresentato che per le calzature sportive è Il comitato tecnico internazionale ISO/TC 216 “Calzature” a preparare diversi rapporti tecnici riguardarti le principali componenti delle calzature, come ad esempio l’ISO/TR 20880:2007 per le suole o l’ISO/TR 20879 per i tomai. In ognuno di questi rapporti tecnici sono quindi indicati due diverse categorie di requisiti: requisiti essenziali, che dovrebbero essere sempre considerati e valutati, e requisiti opzionali. Questi requisiti non sono uguali per tutte le tipologie di calzature, per questo sono poi declinati per le diverse tipologie di calzature, ad esempio calzature da passeggio o sportive.
Sempre il dott. Andrea Boggio Marzet, Responsabile Laboratorio Tecnologico del CIMAC, continua illustrandoci che all’interno dei requisiti individuati da rapporti tecnici si possono poi focalizzarne alcuni che possono risultare particolarmente indicati per la valutazione di una calzatura sportiva. Le prime prove sono quelle che potremmo definire prova di usura, quelle che vanno a caratterizzare la durata della calzatura nel tempo come l’abrasione della suola, della fodera o dei lacci, le parti più sollecitate durante il normale utilizzo di una calzatura ed in particolare durante l’attività sportiva. Una calzatura poco performante in queste caratteristiche rischia di avere una bassa aspettativa di vita e rovinarsi presto. Oltre alle caratteristiche di resistenza all’usura e di performance della calzatura ci sono sicuramente da considerare gli aspetti estetici; una calzatura che fosse anche performante ma che si rovina presto non sarebbe comunque apprezzata. Sono dunque da tenere in considerazione fattori come ad esempio una fodera che perde colore o una tomaia che si crepa. Per questo è consigliabile valutare la tenuta del colore dei vari elementi della calzatura all’acqua, allo strofinio e al sudore.
Ci sono poi da considerare altri fattori che non sono elencati in questi documenti e che caratterizzano le calzature nel suo complesso. È quindi necessario valutare il comportamento del fondo della calzatura durante l’attività sportiva, quanto riesce ad assorbire gli urti che si generano durante la corsa, quanto è in grado di assorbire e restituire l’energia impressa dal piede. Questi parametri non definiscono solamente il comfort fornito dalla calzatura: una calzatura ben progettata può andare a ridurre il rischio di infortuni causati dall’attività sportiva.
I criteri delle performance
Una calzatura sportiva di qualità è un concentrato tecnologico fatto di ricerca e di materiali innovativi in ogni suo componente. Se a prima vista colpiscono i colori e la forma, ogni parte deve essere studiata per resistere a specifiche sollecitazioni e dare protezione, sostegno ed elasticità. Anche se essa è costituita da una tomaia e da una suola come una calzatura in genere, in realtà ci sono una serie di ben 23 elementi più complessi che la compongono.
La lista degli elementi che compone una calzatura per lo sport, sono tutti importanti e devono essere in sinergia tra loro quando si svolge il tipo di attività agonistica, ma soprattutto servono per rendere la calzatura prestazionale e confortevole. Il gambetto della tomaia, cioè l’area che copre i lati e la parte posteriore del piede, e la linguetta hanno una funzione molto importante. Quest’ultima soprattutto serve a proteggere il dorso del piede e a impedire che i lacci sfreghino la pelle del piede durante la sollecitazione. Anche il tallone è probabilmente una delle parti più importanti della scarpa, in quanto è proprio in questa parte che si ha il sostentamento del piede ma anche l’ammortizzazione e il comfort necessario. Sempre in questa parte troviamo il collare che è posto nell’apertura dove si infila il piede e questo dovrebbe essere imbottito con schiuma in modo da ammortizzare sia il tallone che la caviglia. Il contrafforte, che è uno strato di materiale rigido della parte posteriore della scarpa, è un elemento importantissimo in quanto è essenziale per mantenere in forma la calzatura e questo dovrebbe essere preservato da uno sperone con dei requisiti di conformità atti all’usura. L’intersuola e le suole, che si trovano sotto lo strobel, creano insieme un unico strato ammortizzante di spessore diverso a seconda del tipo di scarpa con diversi livelli di flessibilità e trazione per adattarsi al tipo di esercizio fisico che si deve svolgere.
Potrebbe sembrare sufficiente quanto è stato detto finora ma in realtà non tutte le scarpe per lo sport sono uguali. Le differenze per esempio tra una scarpa da tennis e una scarpa da jogging sono molteplici. Nel tennis i movimenti dei piedi hanno rapidi cambi di direzione e si alternano tra scatti laterali, accellerazioni e brusche frenate, mentre il movimento dei piedi nella corsa si concentra in avanti e con una velocità di marcia piuttosto costante. Solo in via esemplicativa è possibile difatti attestare che la suola nelle scarpe da tennis deve essere appositamente progettata per un’elevata trazione, mentre la suola delle scarpe da corsa è realizzata in un materiale morbido. Ma non solo, in quanto se dovessimo addentrarci nel gioco del tennis scopriremmo che questa attività può essere svolta in superfici diverse come in terra battuta, prato, caucciù o tappeto sintetico, pertanto il tipo di trazione cambia a seconda della scelta del campo da gioco. Altre punti a cui si differenziano queste tipologie di calzature sono i criteri della stabilità, ammortizzazione, calzata, peso, durata e la scelta del materiale che costituisce la tomaia.
Ma con quali materiali?
La gomma, il tessuto e la pelle sono stati sicuramente i materiali più usati nelle scarpe per lo sport, o meglio la maggior parte delle calzature dello sport si realizzavano con l’assemblamento dei materiali trovati in commercio. Le scarpe per lo sport in pelle hanno goduto di grande popolarità in passato, tuttavia queste sono meno traspiranti e non così durevoli come le scarpe fatte di materiali sintetici. I polimerici difatti hanno sostituito la maggior parte dei prodotti utilizzati in passato e con le nuove tecnologie i nuovi compositi primeggiano tra le materie di utilizzo. Anche i processi di progettazione e di realizzazione dei nuovi prototipi hanno avuto una trasformazione logistica. Oggi le calzature per lo sport non vengono più create attraverso settori distaccati ma in laboratori di innovazione, ricerca e sviluppo, dove designer, chimici e tecnici fisici e meccanici condividono le loro competenze per fornire materiali e soluzioni sostenibili.
Solo per citarne alcuni, la Covestro, già menzionata nel n. 377 nell’articolo delle materie plastiche di questa rivista, in collaborazione con Anta Sports (azienda che raggruppa prestigiosi marchi di sportswear) hanno creato materiali compositi in ogni componente della calzatura sportiva. Dal poliuretano termoplastico per la tomaia in tessuto mesh che offre resistenza, morbidezza e quindi comfort, agli interventi con un coating in poliuretano a base acquosa, ecologico e non inquinante per le scarpe destinate all’uso all’aperto. Polvere di TPU (poliuretano termoplastico) stampata con il processo SLS (Selective Laser Sintering) per l’intersuola e per dare precisione, flessibilità e ammortizzamento, morbidezza e resistenza allo strappo e all’abrasione. Schiuma di poliuretano viscoelastica per la fodera per una elevata proprietà di assorbimento dell’energia e resistenza agli urti. Cambriglione in fibra di carbonio per dare leggerezza resistenza e durevolezza dello spessore di solo 1 millimetro.
Anche l’azienda Italiana Xenia Footwear Materials Lab di Vicenza, ispirata dall’innovazione tecnologica, è un altro attore internazionale nello sviluppo di compositi termoplastici innovativi per l’industria calzaturiera. il laboratorio offre un servizio chiavi in mano alle aziende che producono calzature outdoor, dalla scelta dei materiali al co-design dei prodotti, fino al testing, alla prototipazione, ingegnerizzazione della produzione e simulazione del comportamento delle scarpe in determinate circostanze. Sono diversi i marchi che hanno già scelto Xenia Materials come ingredient per i loro migliori prodotti, tra gli altri, Vittoria, Salomon, Atomic, Alpina, Crispi, Dalbello, Nordica, Tecnica, Salewa, Roxa.
Come non citare Gore-tex che offre due declinazioni principali, che, a parità di prestazioni riferite a impermeabilità e traspirabilità, hanno come parametro di riferimento la maggiore o minore termicità, per garantire il massimo comfort a quota zero o a quote elevate. Gore-Tex® calzature, Gore-Tex® calzature Extended Comfort, Gore-Tex® calzature Performance Comfort, Gore-Tex® Surround, Gore-Tex® 3D Fit Footwear, Gore-Tex® Infinium™, Gore-Tex® Infinium™ Thermium™, sono i tessuti e compositi con isolamento laminato per calzature tecniche, ma anche streetwear, casual e casual-chic.
Così come Vibram, brand leader nella produzione di suole in gomma ad alte prestazioni, si caratterizza per performance, standard qualitativi elevati e sostenibilità per le attività dello sport che vanno dal trekking più impegnativo in montagna all’utilizzo delle calzature in città. Attraverso i vari centri tecnologici Vibram, la ricerca e lo sviluppo è incentrata per donare alle suole performance e potenzialità, ma coniugando leggerezza, comfort, durabilità, elasticità e resistenza si caratterizza anche per i suoi composti di gomma riciclata.
