La sostenibilità economica e ambientale come parametro tecnico nel controllo di processo: tracciabilità dei consumi e ottimizzazione nella stampa e nel packaging.

Negli ultimi anni il tema della sostenibilità è passato da elemento di marketing a parametro tecnico fondamentale nella gestione industriale. Nel settore della stampa e del packaging, tradizionalmente caratterizzato da consumi elevati di energia, materiali e inchiostri, la sfida è duplice: da un lato ridurre l’impatto ambientale, dall’altro garantire la sostenibilità economica, in un mercato sempre più competitivo e regolamentato.

Le esperienze più recenti mostrano che trattare la sostenibilità come variabile di controllo di processo, anziché come KPI (Key Performance Indicators) di reporting a posteriori, consente di ottenere risultati concreti: riduzione degli scarti, risparmio energetico, ottimizzazione dei lotti e maggiore trasparenza lungo la catena di fornitura. In altre parole, le metriche ambientali ed economiche devono diventare parte integrante degli algoritmi di scheduling, delle logiche di set-up e delle procedure operative quotidiane.

Sostenibilità come parametro tecnico

Quando un tipografo o un converter di packaging valuta il consumo di inchiostro per metro quadrato, o i kWh necessari per un lotto di stampa, quei dati diventano variabili di processo. Integrare anche l’impatto ambientale — espresso, ad esempio, in kg di CO₂ equivalente per unità prodotta — significa portare dentro il perimetro del controllo industriale indicatori che fino a pochi anni fa restavano confinati ai report di sostenibilità.

Questa trasformazione ha due conseguenze principali, a livello decisionale, la scelta in tempo reale di avviare un lotto, di unire ordini simili o di adottare una ricetta di inchiostro meno impattante può essere guidata da vincoli ambientali oltre che economici, mentre sul piano dell’ottimizzazione i sistemi di controllo (anche di tipo Model Predictive Control) possono minimizzare simultaneamente il costo e l’impatto ambientale, mantenendo i vincoli di qualità e di tempo di consegna.

Portare all’interno del perimetro del controllo di processo gli indicatori relativi alla sostenibilità significa dotarsi di metriche integrate: ambientali ed economiche

Le metriche più utili per il settore stampa/packaging possono essere:

•               Energia per unità prodotta (kWh/unità o kWh/kg), fondamentale per l’efficienza e per ridurre la bolletta energetica.

•               Emissioni di CO₂ e per SKU (per tipologia di prodotto), calcolate attraverso LCA (Life-Cycle  Assessments) semplificate e aggiornate con dati reali di consumo.

•               Scarto di produzione (kg di rifiuto/kg prodotto), spesso connesso a set-up lunghi o a prove multiple.

•               VOC e solventi emessi per tonnellata stampata, con impatti sia ambientali sia sulla salute dei lavoratori.

•               Cost-to-produce per unità, che include costo energia, materiali e costo dello scarto.

Queste grandezze, se monitorate in tempo reale, diventano parametri di ottimizzazione: un sistema MES (Manufacturing Execution System) può decidere ad esempio di accorpare due ordini per ridurre il numero di cambi colore, oppure di anticipare la manutenzione preventiva di una macchina quando l’efficienza energetica scende sotto soglia.

Tracciabilità dei consumi

La tracciabilità dei consumi è il prerequisito per qualsiasi approccio strutturato. Oggi le tecnologie digitali (sensori IoT, energy meters, sistemi di dosaggio connessi) permettono di misurare con granularità molto elevata energia, acqua, aria compressa, inchiostro e solventi.

Un aspetto decisivo è l’integrazione con il gestionale: associare i consumi a un lotto specifico, a un cliente o a un’unità di prodotto (SKU). Questo consente non solo di identificare inefficienze puntuali, ma anche di costruire una base dati per calcolare analisi del ciclo di vita (LCA) dinamiche e Environmental Product Declarations (EPD) affidabili.

Nei progetti più avanzati, la tracciabilità non si limita ai consumi energetici interni, ma si estende a materiali e fornitori delle materie prime, carte, cartoni supporti plastici ecc. “Passaporto digitale del prodotto” e blockchain vengono sperimentati per certificare il contenuto riciclato o l’origine sostenibile delle fibre cellulosiche e dei polimeri. In particolare il Passaporto digitale dei prodotti (DPP) è uno strumento che nei prossimi anni probabilmente interesserà decisamente il settore del packaging: è stato introdotto dalla Commissione Europea all’interno del Regolamento Ecodesign, noto anche come ESPR (Ecodesign for Sustainable Products Regulation). Entrato in vigore il 18 luglio 2024, il regolamento definisce nuovi criteri di progettazione per quasi tutte le categorie di beni fisici immessi sul mercato dell’UE.

Come si evince, l’approccio sistemico alla sostenibilità dei processi produttivi necessita di un requisito fondamentale, il controllo e la gestione integrata dei dati aziendali che provengono da tutti i processi interni e esterni connessi alla produzione.

Come integrare la sostenibilità

Una volta disponibili i dati, il passo successivo è integrare la sostenibilità nelle logiche di controllo.

Alcuni esempi applicativi nel settore:

Scheduling green: pianificazione degli ordini per minimizzare cambi colore e set-up, riducendo scarti e consumo di inchiostro. Certo questo principio si scontra spesso con la logica della produzione “just in time”, che vincola la programmazione delle messe in macchina a una logica focalizzata più sui tempi che sulla complementarità delle commesse, ma come sempre la mediazione produce la maggior efficacia.

Controllo predittivo: algoritmi MPC (Model Predictive Control) che tengono conto non solo della velocità e della qualità, ma anche dei consumi energetici. Il processo di stampa è, come noto, intriso di molte variabili che concorrono a determinare il risultato finale. Sebbene la stampa rotocalco e il digitale siano i processi più stabili, nessuno è esente da derive e deterioramenti delle prestazioni dovuti all’interazione delle variabili in gioco. Diventa quindi importante e strategico modellizzare un processo e calcolarne in tempo reale lo scostamento dai target fissati, applicando di conseguenza i correttivi necessari. Se la rilevazione dei dati dai sensori viene estesa anche alle variabili energetiche e di efficienza, il beneficio finale si estende coprendo anche la sfera della sostenibilità oltre che all’efficacia.

Feedback LCA → produzione: se l’analisi del ciclo di vita mostra che un certo coating peggiora la riciclabilità e l’impatto, questa informazione può essere tradotta in regola tecnica: ad esempio, rivalutarne l’uso su determinate tipologie di prodotto o limitarlo a segmenti specifici.

La logica è spostare la sostenibilità dal “report” alla “ricetta di macchina”.

L’adozione di tecniche analitiche e strumenti digitali rappresenta il catalizzatore principale:

Data analytics e machine learning: rilevano anomalie (es. picchi anomali di consumo inchiostro), prevedono trend e suggeriscono interventi correttivi.

Nell’era della trasformazione digitale, i digital twin stanno rivoluzionando il settore industriale, offrendo una rappresentazione virtuale dinamica e costantemente aggiornata degli asset produttivi. Non si tratta di semplici copie statiche, ma di modelli intelligenti capaci di simulare in tempo reale il comportamento di macchinari, impianti e processi, consentendo di prevedere guasti, ottimizzare prestazioni e migliorare l’utilizzo delle risorse.

Il concetto, introdotto nei primi anni Duemila da Michael Grieves nell’ambito del Product Lifecycle Management, ha trovato oggi la sua piena realizzazione grazie alle tecnologie abilitanti dell’Industria 4.0. Sensori e sistemi IoT permettono la raccolta continua dei dati, mentre l’integrazione di big data e cloud computing garantisce la gestione e l’elaborazione di enormi volumi di informazioni. L’intelligenza artificiale e il machine learning analizzano questi flussi per ottimizzare i processi e prevenire malfunzionamenti, mentre la simulazione tridimensionale consente di testare scenari e soluzioni prima di applicarli sul campo.

Per le imprese, il digital twin rappresenta un vantaggio competitivo concreto. La possibilità di monitorare e simulare in tempo reale le performance produttive riduce i costi di manutenzione e i tempi di fermo, migliora l’efficienza operativa e favorisce una gestione più razionale delle risorse. Allo stesso tempo, la capacità di sperimentare nuove configurazioni senza rischi accelera i processi di innovazione e permette di prendere decisioni strategiche fondate su dati oggettivi.

Il gemello digitale si configura dunque come uno strumento chiave per rendere la produzione industriale più intelligente, predittiva e sostenibile. Integrando le principali tecnologie digitali, trasforma la digitalizzazione in un processo di reale creazione di valore, capace di rendere le aziende più resilienti e competitive nei mercati globali.

Anche in ambito di Analisi del ciclo di vita (LCA) sta prendendo piede un approccio più olistico a questa metodica che estende il campo di azione dell’analisi anche a sfere non direttamente legate al ciclo di produzione ma che impattano sugli aspetti sociali e economici indotti dalla produzione stessa. L’LCSA (Life Cycle Sustainability Assessment) è quindi un’estensione della LCA che incorpora anche costi economici e aspetti sociali, utile per decisioni strategiche di investimento.

Questi strumenti permettono di valutare trade-off complessi, come riduzione del peso dell’imballaggio vs. maggiore danno al prodotto trasportato.

A braccetto con l’automazione

Questi aspetti sono confermati anche dalle indicazioni che una manifestazione come Labelexpo Europe 2025 ha messo in evidenza come assi strategici che guideranno il settore nei prossimi anni: automazione e sostenibilità. Temi sempre più intrecciati, sia per la pressione normativa (PPWR e legislazioni globali su riciclo e riuso), sia per l’esigenza di rendere le aziende più efficienti e competitive.

PPWR e l’economia circolare

Il nuovo regolamento europeo Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR) mette la sostenibilità al centro dell’industria. Nello specifico del settore delle etichette questi driver diventano un elemento critico per:

•               garantire riciclabilità e upcycling, attraverso adesivi e inchiostri che si separino facilmente dai supporti;

•               fornire informazioni sulla riciclabilità dei componenti e sulla compostabilità in base alle infrastrutture locali;

•               attivare sistemi automatici di sorting post-consumo grazie a codici leggibili da macchine;

•               supportare il Digital Product Passport (DPP), che richiederà QR code o RFID per tracciare materiali, filiere e modalità di smaltimento.

Anche per i futuri packaging multi-trip ricaricabili, le etichette dovranno garantire sia la removibilità al lavaggio, sia la presenza di identificatori permanenti per la tracciabilità dei cicli.

Nell’ambito dei materiali l’innovazione come già diverse volte trattato sulle pagine di Italia Grafica, il passaggio a mono-materiali con coating barriera al posto di laminazioni complesse sarà una sfida che interesserà il mondo delle etichette come quello del packaging in generale alla ricerca di nuove soluzioni che ottimizzino la shelf-life del prodotto senza compromettere la circolarità.

L’automazione rappresenta ormai una leva imprescindibile per le aziende che vogliono coniugare efficienza operativa e sostenibilità ambientale. La capacità di raccogliere in modo automatico i dati relativi ai consumi e alle emissioni costituisce il primo passo di questo percorso: sensori installati su motori, lampade UV e altri impianti ad alto consumo energetico permettono di monitorare costantemente le prestazioni, inviando le informazioni a piattaforme cloud integrate con sistemi blockchain per garantirne l’affidabilità e la tracciabilità. Questo flusso di dati non rimane confinato all’interno dell’azienda, ma viene condiviso lungo l’intera supply chain, aspetto oggi fondamentale per rispondere alle richieste sempre più stringenti dei brand owner in termini di trasparenza e conformità ambientale. Parallelamente, l’automazione contribuisce ad affrontare un’altra sfida cruciale per il settore: la carenza di manodopera qualificata. Sistemi intelligenti che gestiscono il set-up delle macchine e il controllo qualità riducono la necessità di intervento umano, liberando risorse e competenze da dedicare ad attività di maggior valore.

La stampa flexo, ad esempio, si avvale oggi di soluzioni che monitorano e correggono automaticamente pressione, registro e colore, rendendo possibile l’adozione dell’Extended Color Gamut per ridurre i cambi di inchiostro e, di conseguenza, gli sprechi di materiale. L’offset, a sua volta, integra modelli predittivi basati sull’intelligenza artificiale per bilanciare in modo ottimale il rapporto inchiostro-acqua, con l’obiettivo di ridurre i tempi di avviamento e limitare gli scarti. Anche le fasi di converting stanno vivendo una profonda trasformazione: il taglio, l’applicazione di vernici, il controllo ottico e il riavvolgimento su torrette vengono oggi automatizzati, mentre robot dedicati alla gestione di bobine e rotoli migliorano la continuità e la sicurezza delle operazioni.

L’impiego di teste inkjet UV consente di realizzare verniciature, applicazioni foil e finiture tattili senza la necessità di impianti fisici, riducendo tempi e costi di set-up e aprendo la strada a una maggiore personalizzazione delle etichette e degli imballaggi. La qualità diventa sempre più una responsabilità delle macchine: sistemi di visione artificiale e algoritmi di intelligenza artificiale presidiano il controllo qualità, gestiscono la produzione a livello di fabbrica e ottimizzano il workflow in modo automatico attraverso standard come JDF e JMF, indirizzando i job in base a tiratura, materiali impiegati e disponibilità delle risorse.

La robotica si sta affermando progressivamente anche nel converting, con applicazioni che spaziano dal confezionamento delle bobine al montaggio automatico di sleeve e utensili. Questo sviluppo accompagna l’evoluzione verso la smart factory, dove la convergenza tra intelligenza artificiale e automazione permette di immaginare flussi produttivi completamente digitali. In questo scenario, gli impianti vengono gestiti da remoto e le risorse allocate in maniera dinamica in funzione delle esigenze produttive, riducendo al minimo tempi morti e inefficienze.

Il punto di arrivo di questo percorso è la vera convergenza tra AI e automazione, che trasforma radicalmente il modello di business delle aziende del settore stampa e packaging. Riducendo la dipendenza da operatori altamente specializzati, le imprese hanno la possibilità di concentrare il capitale umano su attività di maggiore valore aggiunto, come l’analisi dei dati e l’innovazione di processo. Le conseguenze sono duplici: da un lato un miglioramento tangibile dell’efficienza operativa e ambientale, grazie alla riduzione degli sprechi, al minor consumo di energia e alla diminuzione dei fermi macchina; dall’altro una maggiore sostenibilità economica, poiché aziende più snelle, resilienti e profittevoli possono affrontare con maggiore sicurezza le sfide di un mercato globale in continua evoluzione.

In definitiva, l’automazione non è soltanto uno strumento per semplificare e velocizzare i processi, ma si afferma come una vera e propria strategia per costruire un futuro industriale più sostenibile, competitivo e capace di rispondere alle esigenze di innovazione e responsabilità ambientale che la società contemporanea richiede.