Tracciabilità per la sicurezza alimentare

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Per la sicurezza alimentare è importante una tracciabilità senza gap, poiché solo la continuità dei controlli e delle procedure di track&trace può garantire la sicurezza totale per il consumatore.

Il concetto di “Tracciabilità”, sempre più diffuso nei processi industriali, è elemento chiave e di grandissima attualità nel settore agroalimentare. Le emergenze alimentari degli ultimi anni e che, purtroppo, continuano ancora a verificarsi, hanno mostrato l’importanza della fiducia nella sicurezza del cibo nel determinare l’orientamento dei consumatori. L’attenzione verso i temi della sicurezza degli alimenti e della protezione degli interessi del consumatore è andata via via crescendo sia da parte dell’opinione pubblica che tra le organizzazioni dei consumatori e degli operatori della filiera. Tali esigenze hanno portato alla nascita del regolamento (Ce) 178/2002 del Parlamento europeo e del Consiglio (in vigore dal 1 gennaio 2005) che regola la rintracciabilità alimentare definendola come «La possibilità di ricostruire e seguire il percorso di un alimento, di un mangime, di un animale destinato alla produzione alimentare o di una sostanza destinata o atta a entrare a far parte di un alimento o di un mangime attraverso tutte le fasi della produzione, della trasformazione e della distribuzione» (art. 3, comma 15). Per approfondire questi temi ci siamo confrontati con Luca Mainetti, Luigi Patrono e Roberto Vergallo, ricercatori dell’IDA Lab, laboratorio del Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento.

Roberto Vergallo, di IDA Lab.

La tracciabilità è oramai fondamentale in tutti i processi industriali, e ancora di più in ambito alimentare. Quali miglioramenti si possono ottenere con le nuove tecnologie di identificazione?

È evidente che la tracciabilità basata sul binomio codice a barre/lotto di produzione non può soddisfare dei requisiti così stringenti; il codice a barre, nato nel 1948 per venire incontro alle esigenze di automazione di cassa, è una tecnologia datata con delle grosse limitazioni, in primis l’impossibilità di tracciare il singolo prodotto, permettendo infatti di identificare la sola categoria merceologica. La necessità della lettura ottica in vista e la deperibilità intrinseca del supporto di stampa la rendono inoltre poco compatibile con le applicazioni più avanzate dell’automazione industriale. L’impiego e la standardizzazione di tecnologie RF già comprovate come l’RFID stanno attuando una grossa rivoluzione nel settore della GDO, la grande distribuzione organizzata. L’abbassamento dei costi dell’RFID passivo in banda UHF, fino € 0.10 per tag, ha aperto le porte a tale tecnologia, che sfrutta la radiofrequenza anziché l’ottica come canale per il trasporto dell’informazione. Oltre a essere più affidabile e robusto, l’RFID offre maggiori potenzialità per l’archiviazione dei dati a bordo del chip, con 96 bit per la memorizzazione del codice univoco EPC e 512 bit di user memory nelle applicazioni più comuni, che permettono di tracciare un numero potenzialmente infinito di singole entità individuali. Il codice EPC, Electronic Product Code, associato a ogni tag RFID ha dato il nome al consorzio EPCglobal, che dal 2003 si occupa di favorire la migrazione verso l’RFID attraverso l’emanazione di standard a carattere altamente tecnico e strutturato per la composizione di architetture di tracciabilità estremamente interoperabili e scalabili.

Vi sono altre tecnologie adottabili nelle applicazioni di tracciabilità?

L’RFID in banda UHF non è l’unica tecnologia RF per applicazioni di tracciabilità. L’integrazione della “sorella” tecnologia NFC, Near Field Communication, nei sistemi mobile di ultima generazione, soprattutto Android, permette di ottimizzare il management negli stabilimenti produttivi, per esempio le serre agricole, con smartphone commerciali di alto livello prestazionale. Anche le WSN, Wireless Sensor Networks, sono un’emanazione delle tecnologie RF a supporto del management produttivo; in questo caso non è indispensabile nemmeno la presenza di un operatore sul campo, in quanto i dati fluiscono direttamente dalle aree monitorate al sistema di controllo e tracciabilità.

Luigi Patrono, di IDA Lab.

Potete illustrarci un esempio di ricerca applicata all’agro-food?

La principale mission dell’IDA Lab, fondato nel 2008, è quella di definire e sviluppare innovativi servizi orientati alla Identificazione e alla Tracciabilità. Le persone che hanno fondato l’IDA Lab provengono da importanti esperienze progettuali e di ricerca maturate in precedenza nell’ingegneria del software e nella progettazione di reti, principalmente basate su tecnologie wireless. Il laboratorio è dotato di attrezzature in grado di poter testare la maggior parte delle soluzioni di “Auto-Identification” esistenti, specialmente quelle basate sulle più promettenti tecnologie basate su RFID e Data Matrix. Attualmente, l’IDA Lab ha attivato un progetto di ricerca con Jentu S.Agr.R.L., una nuova realtà aziendale salentina che in poco tempo si è fatta conoscere e si sta affermando sempre di più sul mercato del centro-sud Italia, sia per la sua offerta completa di prodotti di IV gamma pronti al consumo che per la qualità delle colture. Jentu è un’azienda che coltiva i propri prodotti garantendo il minimo uso possibile di pesticidi e concimi, a favore di un’agricoltura sostenibile, basata sulla stagionalità dei prodotti e che favorisce un consumo intelligente e attento alle bio-diversità. La reingegnerizzazione dei processi mirata all’innovazione dei sistemi di tracciabilità in Jentu si è soffermata su due aspetti principali: una reingegnerizzazione dei processi in serra, ove la gestione delle colture, come rilevamenti e trattamenti, è tracciata su un sistema denominato “quaderno di campagna”; una reingegnerizzazione del ciclo di trasformazione, per la quale nello stabilimento produttivo si tiene traccia di tutte le attività che portano al prodotto finito. L’idea alla base del progetto con l’azienda Jentu è quella di garantire una perfetta tracciabilità dalla pianta fino alla tavola, senza tralasciare alcun aspetto del ciclo di vita delle verdure. Il progetto Jentu non dimentica il ruolo degli agronomi, la cui incomparabile esperienza permette loro di intraprendere le migliori decisioni sulla gestione delle colture, e che poco spesso accettano di essere sostituiti da sensori e sistemi; la reingegnerizzazione in Jentu prevede l’uso di smartphone dotati di interfaccia NFC e con sistema operativo Android per identificare sè stessi tramite un badge munito di tag HF, e il lotto di terreno sul quale effettuare le operazioni di controllo e gestione da tracciare.

Luca Mainetti, di IDA Lab.

Ci potere fornire alcuni dettaglli del sistema innovativo proposto?

L’attività di coltivazione nelle serre è assistita da dispositivi smartphone NFC, che consentono l’interfacciamento con il quaderno di campagna e il sistema di tracciabilità basata su EPCglobal. Il raccolto viene posizionato in appositi cassoni dotati di tag passivi UHF; l’abbinamento tra il lotto di terreno, identificato dal tag HF, e il cassone, identificato da un tag UHF, avviene sempre tramite smartphone tramite un lettore RFID in banda UHF bluetooth, e permette di legare la storia delle materie prime alle operazioni di trasformazione che avvengono in azienda. La fase di trasformazione prevede spesso dei mix di differenti materie prime, a seconda della ricetta data in ingresso all’impianto di trasformazione. In questo caso, è importante tenere traccia di tutti gli ingredienti che vanno a comporre la singola confezione di insalata. Il prodotto viene quindi dotato di tag e “battezzato” nel sistema informativo di Jentu. Qui è importante notare che il sistema reingegnerizzato è sufficientemente flessibile da supportare qualsiasi tecnologia di identificazione a livello di singola confezione; per esempio, è possibile utilizzare un’etichetta DataMatrix anziché un tag RFID sulla singola confezione, al fine di contenere i costi della tracciabilità, mantenendo invece l’identificazione mediante RFID sui diversi livelli di imballaggio, quali cassetta e pallet; difatti, questa è stata la soluzione scelta da Jentu per arginare i costi della tracciabilità. Dopo una breve fase di stoccaggio, la fase di distribuzione consegna i prodotti freschi nei punti vendita selezionati. Grazie all’adozione dello standard EPCglobal, qualsiasi distributore o punto vendita aderente al medesimo standard può leggere e integrare la storia riconducibile a un determinato prodotto.

I principali step per la reingegnerizzazione dei processi

Per raggiungere l’obiettivo preposto, IDA Lab e Jentu hanno pianificato ed eseguito una tasklist mirata a coprire tutti gli aspetti della tracciabilità di filiera. Scouting: Sono stati identificati i dispositivi hardware (tag reader RFID e antenne) più performanti offerti dalle diverse aziende leader di settore, per scegliere quelli maggiormente adatti alle esigenze dello scenario in esame.

  • Condivisione dell’idea: È stato proposto il modello di tracciabilità alternativo, che utilizza le nuove tecnologie RFID e lo standard EPCglobal per venire incontro alle necessità aziendali riscontrate e per migliorare la gestione e le performance dei processi evidenziati. È stato indispensabile incrociare le possibilità offerte dalle nuove tecnologie insieme con le reali esigenze dell’azienda Jentu, al fine di condividere le idee progettuali.
  • Implementazione: Questa fase è avvenuta in IDA Lab utilizzando la strumentazione già presente nel laboratorio. Avendo abbracciato infatti lo standard EPCglobal, è stato sufficiente sfruttare l’hardware RFID di cui il laboratorio era già munito, senza preoccuparsi di dover adattare nel seguito i sistemi in fase di deployment. Lo stack EPCglobal è stato pienamente rispettato adottando un’implementazione open source Java dello standard, che si è rivelata essere perfettamente affidabile, scalabile e robusta.
  • Validazione: È stato seguito l’approccio sperimentale noto come Living Lab, ovvero un metodo di ricerca e sviluppo human-centric dove le innovazioni ICT sono co-create, testate e valutate in un ambiente aperto, collaborativo e multi contestuale. L’IDA Lab si avvale infatti della preziosa collaborazione di docenti, ricercatori e studenti con approfondite competenze nel settore RFID, e della presenza di strumenti hardware, quali computer desktop e portatili, reader e gate RFID, smartphone Android, che permettono di testare la maggior parte delle soluzioni di auto-Identification esistenti.
  • Test bed: Per verificare sperimentalmente l’efficienza dei tag RFID in termini di percentuali di letture avvenute con successo e valutare quindi l’attendibilità delle performance evidenziate dalle caratteristiche tecniche, sono stati eseguiti dei test bed in scala nell’ambito di una sperimentazione pilota. Il primo set di sperimentazioni ha riguardato la simulazione del passaggio di un pallet in ingresso o in uscita dallo stabilimento. Due le campagne di test dedicate a questo scenario: la prima è stata condotta su 28 cassette della stessa tipologia di quelle usate da Jentu per il conferimento di materia prima, preliminarmente taggate (senza la presenza di prodotto); la seconda è stata invece effettuata su 28 cassette richiudibili, usate per la consegna degli ordini ai clienti, intenzionalmente riempite di confezioni di diversi tipi di prodotti di IV gamma. Tutti i test hanno dato il 100% delle letture.
  • Configurazione del sistema completo: Questa fase ha previsto il deploy del sistema reale direttamente negli stabilimenti produttivi di Jentu nell’ambito della configurazione pilota.

Vantaggi ed estensioni del progetto

Il sistema reingegnerizzato ha portato a una serie di vantaggi per l’azienda Jentu: gestione più accurata e automatizzata delle serre con un approccio tipico dell’agricoltura di precisione; riduzione della probabilità di errori nelle fasi di raccolta informazioni e aggiornamento del quaderno di campagna; possibilità di automatizzare il processo di sensing dei parametri ambientali di una serra senza però rinunciare all’esperienza dell’agronomo umano; ottimizzazione dei processi logistici come risorse uomo e tempi; riduzione delle percentuali di prodotto scartato durante la lavorazione per eccessivo tempo di pre-stoccaggio nella cella refrigerata post controllo materie prime; riduzione dei costi per il mantenimento della soluzione di tracciabilità; garanzia di una tracciabilità gerarchica e aggregata dei prodotti finiti a livello item (singola confezione), collo (cassetta) e pallet; garanzia di un e-Pedigree capace di garantire oltre alle informazioni associate a stoccaggio e distribuzione che caratterizzano la singola confezione dal suo imbustamento in poi, anche quelle dell’origine delle materie prime utilizzate per la realizzazione della singola confezione in termini di zona di coltivazione, trattamenti subiti; sicurezza per il consumatore finale che può in modo semplice e autonomo consultare le informazioni principali associate all’e-Pedigree della singola confezione di prodotto che sta comprando o consumando. Il sistema di tracciabilità realizzato da IDA Lab e Jentu è stato tagliato per lo scenario della filiera della IV gamma, ma è facile pensare a un’estensione del sistema anche verso altri scenari, poiché le regole di business non sono cablate all’interno dell’applicazione ma fanno uso delle più avanzate tecniche dell’ingegneria del software al fine di permetterne una rapida customizzazione. Altri settori in cui la tecnologia RFID può fornire reali vantaggi per aziende e consumatori sono quelli della distribuzione farmaceutica, del sanitario e dell’ambiente, per i quali l’IDA Lab conta già diverse esperienze sia in ambito nazionale che internazionale.

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