Pebax, il piccolo Lego chimico che ha reinventato la scarpa da running

Guardate l’etichetta di un qualsiasi paio di scarpe da gara abbandonato in salotto. È molto probabile che ci troviate un piccolo logo discreto, quasi invisibile in mezzo al marketing dei grandi marchi. Pebax®. Una parola che sembra più un nome in codice che un argomento di vendita, eppure. Da Kipchoge alle chiodate che hanno demolito i record dei 400 metri ostacoli a Tokyo, passando per la maggior parte dei podi della maratona dal 2016, questa schiuma francese è finita sotto quasi tutti i piedi che contano nell’atletica mondiale.

Arkema, l’azienda che produce Pebax®, vende soltanto granuli. Niente suole, nessun logo sulle scatole delle scarpe: solo materia prima che passa poi ai trasformatori e quindi ai marchi, che la lavorano secondo le proprie ricette. Per capire perché questo materiale quasi anonimo sia diventato la star silenziosa del running, bisogna andare al centro di ricerca Arkema in Normandia, dove Karine Loyen dirige il team globale di “Ricerca e sviluppo” (R&S) del prodotto. Chimica di formazione, ha iniziato occupandosi di ricerca pura prima di passare allo sviluppo, la fase in cui si cercano nuove applicazioni per i prodotti dell’azienda. E lo sport è diventato uno dei principali terreni di gioco della sua squadra.

Il suo modo di riassumere 45 anni di storia del materiale passa da un’immagine che torna spesso nelle sue parole: quella delle costruzioni. Il Pebax®, creato negli anni Ottanta, ha « già un’età veneranda », ammette, ma resta « come un Lego che modifichiamo continuamente, adattandolo alle innovazioni e alle richieste dei marchi. » Una plasticità permanente che, secondo lei, spiega come questo vecchio polimero abbia potuto accompagnare, senza mai restare indietro, la progressiva evoluzione delle prestazioni delle scarpe che lo utilizzano.

Un Lego chimico nato negli anni Ottanta

Prima sorpresa: il Pebax® non è affatto un’invenzione recente. Il materiale esiste dagli anni Ottanta, molto prima dell’esplosione delle super-scarpe. Karine Loyen ama paragonarlo a un gioco di costruzioni. È un poliammide termoplastico, cioè una plastica che può essere fusa e riformata all’infinito, la cui struttura combina due tipi di blocchi molecolari assemblati come mattoncini. Da una parte ci sono blocchi rigidi in poliammide, dall’altra blocchi flessibili in polietere. Variando la proporzione tra i due, i chimici ottengono un materiale più o meno morbido, più o meno reattivo, senza cambiare gli ingredienti di base.

Questa flessibilità progettuale ha permesso al Pebax® di affermarsi inizialmente lontano dai radar del grande pubblico. Già negli anni Duemila equipaggiava le suole esterne delle scarpe da calcio e soprattutto le chiodate per l’atletica su pista, dove oggi è presente in oltre l’80% dei modelli. Due qualità spiegano questa scelta: una leggerezza notevole e un ritorno di energia fuori dal comune. A ogni passo, la maggior parte dei materiali dissipa una parte dell’energia sotto forma di calore, provocando un riscaldamento. Karine Loyen lo spiega con la struttura chimica del polimero: « proprio per la sua struttura chimica, il Pebax® non dissipa l’energia nella struttura, ma la restituisce quasi interamente. » In concreto, « circa l’80-85% dell’energia fornita dal corridore durante l’appoggio viene restituita dal materiale», con perdite minime lungo il percorso. Un vero effetto rimbalzo, che allunga ogni passo e, alla fine, può migliorare il tempo sul chilometro.

Dalla suola piena alla schiuma, la vera svolta

La grande svolta è arrivata tra il 2015 e il 2016. Fino ad allora, il running per il grande pubblico si basava soprattutto sull’EVA, una schiuma più densa e molto meno reattiva, « più pesante e priva dello stesso dinamismo », secondo la specialista del Pebax®. Dialogando con i grandi marchi, nei team di ricerca Arkema ha iniziato a prendere forma un’idea: « e se riuscissimo a trasferire a una schiuma sia la leggerezza sia il ritorno di energia del Pebax®? Se riuscissimo a produrre una schiuma in polimero Pebax® con queste proprietà, potremmo raggiungere livelli di leggerezza ancora superiori! » La sfida non era da poco: trasformare una materia prima pensata per altri utilizzi senza farle perdere le sue proprietà una volta espansa, lungo una filiera con diversi intermediari tra il granulo Arkema e la suola finita.

Quando un designer di scarpe passa dal TPU al Pebax®, risparmia il 20% di peso.

Il risultato ha richiesto qualche anno per diventare visibile, ma quando è arrivato ha cambiato le regole del gioco. Le prime scarpe dotate di queste nuove schiume hanno iniziato a vincere maratone. Ogni produttore assegna alla propria schiuma un nome commerciale, ma nella maggior parte dei casi la base chimica appartiene alla stessa famiglia di polimeri. Per le schiume più performanti sul mercato si cita spesso un ritorno di energia intorno all’87%, mentre una EVA tradizionale si ferma più vicino al 65% e una schiuma in TPU di alta gamma arriva a circa il 70%. Su una maratona intera, una differenza del genere può tradursi in decine di minuti risparmiati per alcuni profili di corridori.

Pebax contro EVA contro TPU, la sfida tra le schiume

Sulla carta, il confronto è quasi impari. Rispetto al TPU, il materiale protagonista della Boost di Adidas, il Pebax® ha una densità « inferiore del 20% a parità di volume, precisa Loyen. Quando un designer di scarpe passa dal TPU al Pebax®, risparmia il 20% di peso. » Il TPU, invece, « dissipa più energia » per via della sua chimica e non offre mai lo stesso effetto molla. Anche il prezzo, naturalmente, ne risente. « Il Pebax® è un materiale dalle prestazioni elevate e complesso da produrre », mentre il TPU beneficia di un « engineering dei polimeri » più accessibile e di capacità produttive maggiori, spiegando così la differenza di prezzo. È questa complessità a giustificare il divario tra una scarpa da allenamento tradizionale e un modello da gara con piastra in carbonio, i cui prezzi di partenza superano ormai regolarmente i 300 euro per i modelli di fascia più alta.

Rispetto all’EVA, la differenza è ancora più netta. L’EVA non è termoplastica: per darle forma serve una fase irreversibile di reticolazione chimica, come accade con la gomma. Una volta stampata la suola, non è più possibile rifonderla. Il Pebax®, invece, conserva fino alla fine la sua natura termoplastica, aprendo una porta che l’EVA non potrà mai attraversare: quella del riciclo a ciclo chiuso.

La fatica, il tallone d’Achille delle super-schiume

Questa corsa alla leggerezza estrema ha però un rovescio della medaglia, di cui i marchi parlano molto poco. Più una schiuma Pebax® viene alleggerita, più aria contiene e meno materiale rimane, e più perde durata nel tempo. Alcune analisi indipendenti lo confermano sul campo: una schiuma PEBA nuova offre un ritorno di energia superiore a quello di una EVA nuova, ma dopo 450 chilometri di utilizzo il rapporto si ribalta completamente. L’EVA invecchiata raggiunge e supera la PEBA affaticata. Intrinsecamente, il Pebax® resta comunque uno dei materiali più resistenti alla fatica, ma è la struttura espansa estrema, scelta per limare gli ultimi grammi, a pagare il prezzo di questa leggerezza.

« Servono questo ritorno di energia e questa elasticità, ma la scarpa deve anche mantenere la stabilità», riassume l’esperta del Cerdato, il centro di competenza Arkema per le poliammidi, descrivendo un compromesso costante tra densità estremamente bassa e stabilità del materiale. Un autentico esercizio di equilibrio, su cui i team di ricerca francesi lavorano senza sosta.

Ricino, brevetti e intelligenza artificiale: i retroscena di un impero discreto

Per molto tempo prodotto al 100% dal petrolio, da alcuni anni il Pebax® dispone anche di una variante biobased, il Pebax® Rnew, realizzata a partire dall’olio di ricino. La parte rigida del polimero, una poliammide chiamata Rilsan, può essere prodotta in una versione completamente biobased, mentre la parte flessibile resta di origine petrolchimica. La percentuale di materia rinnovabile del prodotto finito dipende quindi dalla proporzione tra i due blocchi. Un aspetto notevole è che questa versione più sostenibile conserva esattamente le stesse prestazioni meccaniche di quella tradizionale. « Le prestazioni sono esattamente le stesse », insiste la responsabile della ricerca. Non sacrifichiamo le prestazioni per il fatto che il materiale sia biobased. » Un argomento che marchi come Mizuno o Scarpa potrebbero peraltro valorizzare su alcuni dei loro modelli.

© Il Pebax® combina blocchi rigidi in poliammide (verde) e blocchi flessibili in polietere (grigio), un assemblaggio modulabile alla base delle sue proprietà. © Arkema

Sul fronte del riciclo, la natura termoplastica del Pebax® permette in teoria di triturare e rifondere una suola usurata per ottenere nuovi granuli, a differenza dell’EVA che, una volta reticolata, può soltanto essere triturata e destinata a utilizzi di minor valore, come i tappetini. Arkema ha acquisito una filiale italiana specializzata, Agiplast, e sta sviluppando un Pebax® riciclato che integra circa il 30% di materiale proveniente dagli scarti di produzione, attualmente in fase di omologazione presso diversi marchi. Il marchio On aveva già colpito l’immaginazione presentando una scarpa quasi monomateriale, realizzata interamente a partire da derivati dell’olio di ricino e progettata per essere triturata integralmente a fine vita.

Sulla questione molto sensibile della concorrenza, Arkema mantiene naturalmente un profilo prudente. L’azienda protegge il proprio know-how con un ampio portafoglio di brevetti, validi 20 anni, che coprono la composizione chimica, i processi produttivi e gli additivi per la stabilizzazione termica e ai raggi UV. Un filone di ricerca meno visibile ma altrettanto strategico riguarda ormai la modellazione digitale, con un ricorso crescente all’intelligenza artificiale per prevedere la struttura ottimale della schiuma prima ancora di passare in laboratorio, invece di moltiplicare prove ed errori costosi in termini di tempo.

Una democratizzazione voluta, dalla maratona élite alla corsa della domenica

Il Pebax® non è più riservato ai podi. Diversi grandi marchi lo utilizzano e ormai anche vari modelli da allenamento per il grande pubblico ne integrano quantità calibrate. Da Arkema, questa democratizzazione è una direzione dichiarata. Passare da una produzione artigianale, come quella di una scarpa da maratona realizzata in piccola serie con numerosi interventi manuali, alla produzione industriale su larga scala richiede un vero cambio di dimensione. Il materiale deve diventare più robusto nei processi di trasformazione per sostenere il ritmo delle linee produttive tradizionali: una sfida quasi strategica quanto la ricerca della massima prestazione.

Il cuore del progetto, però, resta l’élite. In pista, nel calcio e nella maratona, la presenza del Pebax® nelle più importanti competizioni internazionali continua a rappresentare un enorme motore d’immagine per Arkema, che rivendica volentieri la propria presenza nella quasi totalità delle chiodate utilizzate ai Giochi olimpici o ai Mondiali. Una storia singolare che continua ad alimentarsi stagione dopo stagione: quella di una plastica inventata più di 40 anni fa che, senza mai comparire su una scatola di scarpe, è diventata indispensabile per ogni record che cade.

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