Analisi sperimentale dei dati di trasporto nella catena del freddo di un'azienda della grande distribuzione

CAPITOLO 2: IMPIEGO NEL SETTORE ALIMENTARE E PER IL 
MONITORAGGIO DELLA COLD CHAIN 
 
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2 La tecnologia RFID per il monitoraggio della catena del 
freddo dei prodotti alimentari 
I prodotti alimentari si caratterizzano per la deperibilità, che viene misurata in 
termini di shelf life, essa è valutata in giorni e corrisponde alla vita utile del prodotto, 
rappresenta il tempo entro il quale il prodotto deve essere commercializzato, dalla 
realizzazione fino a quando esso non è più accettabile per il consumatore. Si differenzia 
dalla data di scadenza poiché si riferisce alla qualità del prodotto, mentre quest’ultima fa 
riferimento alla sicurezza. Al termine della shelf life un prodotto potrebbe ancora essere 
sicuro, ma la sua qualità potrebbe venire meno. Oltre alla shelf life fisica, deve essere 
tenuta in considerazione anche la shelf life commerciale, che definisce l’intervallo di 
tempo entro cui il prodotto è utilizzabile in rapporti commerciali. Tipicamente la shelf 
life commerciale per il produttore è pari a 1/3 di quella fisica, mentre i 2/3 sono a 
disposizione del distributore. Un prodotto con meno del 66% di shelf life fisica è 
commercializzabile solo in mercati secondari e a fronte di un significativo mark down. I 
prodotti deperibili hanno una shelf life ridotta e se mantenuti a temperatura ambiente 
degradano rapidamente, rendendo particolarmente importanti le problematiche di 
riduzione del lead time e di visibilità dei flussi (15).
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MONITORAGGIO DELLA COLD CHAIN 
 
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La visibilità dei flussi deve essere elevata, in modo da rilevare e controllare le 
condizioni in cui si trova il prodotto durante tutto il suo percorso nella supply chain, 
dalla produzione, allo stoccaggio, al trasporto, all’esposizione nel punto vendita. 
I fattori ambientali che possono compromettere la qualità di un prodotto alimentare 
sono per lo più tre: temperatura, umidità e composizione chimica dell’atmosfera a 
contatto con il prodotto stesso. La temperatura risulta essere la più influente e ha portato 
allo sviluppo di cold chain complesse, dove per cold chain si intende una supply chain 
nella quale si ha la necessità di mantenere il prodotto ad una particolare temperatura. 
Allo stesso modo, per cold chain management si intende il processo di pianificazione, 
gestione e controllo del flusso e dello stoccaggio di merci deperibili, dei servizi e delle 
informazioni connessi, da uno o più punti di origine ai punti di distribuzione e consumo, 
al fine di soddisfare le esigenze dei clienti (16). 
Essendo deperibile, il prodotto food è soggetto a un decadimento delle sue proprietà 
nel tempo, sia che si tratti di prodotto “vivo” che di prodotto “morto”. Nel primo caso 
(ortofrutta) l’atmosfera gioca un ruolo fondamentale poiché è presente una respirazione 
del prodotto. La temperatura deve essere assolutamente controllata, valori troppo alti 
causano un veloce decadimento del prodotto e valori troppo bassi potrebbero altresì 
danneggiare l’organismo vivente. Anche nel caso di prodotti morti (carni, latticini e 
surgelati) una temperatura di conservazione non corretta ha un impatto significativo 
sulla qualità dell’alimento, nonostante sia possibile disporre di un’atmosfera modificata 
per mantenere più a lungo le proprietà organolettiche del prodotto. Come per i prodotti 
vivi, temperature elevate velocizzano il decadimento, mentre temperature troppo basse 
potrebbero portare ad un congelamento non voluto con conseguenti modifiche della 
struttura dell’alimento. 
La possibilità di utilizzare nuove tecnologie a supporto della gestione del sistema 
distributivo rappresenta un elemento competitivo sul quale puntare per aumentare la 
qualità dei prodotti deperibili e la tecnologia RFID in particolare è uno dei più 
promettenti strumenti a supporto della gestione della cold chain. Infatti, la tecnologia 
RFID non è solo in grado di fornire informazioni riguardo all’identità del prodotto, ma 
anche informazioni sul suo stato in termini di posizione nella supply chain e della 
temperatura alla quale si trova, tutto questo in tempo reale. Esistono infatti in 
commercio soluzioni che permettono di integrare le funzionalità di identificazione 
classiche a quelle di rilevazione della temperatura, correlando tali rilevazioni ad una 
particolare unità di prodotto, verificando se esso sia stato sottoposto a valori che
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potrebbero averne compromesso l’integrità. Grazie alle rilevazioni di temperatura è 
inoltre possibile misurare le prestazioni della cold chain e degli attori che ne fanno 
parte, attraverso il calcolo di opportuni KPI (Key Performance Indicator) ed elaborando 
i dati a disposizione. 
2.1 Principali trend nel cold chain mangement 
Le esigenze del mercato stanno cambiando, la necessità di un prodotto fresco tutto 
l’anno ha aumentato la distanza media di consegna e di conseguenza la velocità di 
attraversamento della cold chain, per mantenere il più possibile inalterate le 
caratteristiche organolettiche del prodotto e i tempi di consegna al cliente finale. In 
particolare, vi sono quattro momenti in cui sono individuabili i nuovi trend in ambito di 
cold chain management (6). 
 
Figura 2.1 – Principali processi critici nel cold chain management 
2.1.1 Produzione/processo 
Un primo aspetto da tenere in considerazione è la riduzione dell’intervallo di tempo 
che intercorre tra la raccolta del prodotto (in caso di prodotto vivo) o la 
macellazione/mungitura (nel caso di prodotto morto) ed il suo raffreddamento. 
Quest’attività si propone di ridurre la perdita dell’acqua contenuta nei prodotti (rilevante 
dal punto di vista economico) e prevenire la proliferazione dei batteri (aspetto che ha 
importanti ricadute in termini di shelf life del prodotto). È auspicabile che il 
raffreddamento avvenga in un momento diverso rispetto al suo stoccaggio intensivo, se i 
due processi avvenissero contemporaneamente, infatti, richiederebbero tempi lunghi per 
il raggiungimento della temperatura finale e il sovradimensionamento del sistema di 
immagazzinamento. Inoltre è da preferire l’utilizzo dell’aria come mezzo di 
raffreddamento, poiché è economica e polivalente, a dispetto delle sue scarse proprietà 
di scambio termico. 
2.1.2 Magazzino 
L’obiettivo in questo caso è la riduzione dei consumi energetici, che può essere 
conseguito mediante l’impego di diverse soluzioni tecniche-operative, ad esempio 
Produzione 
Processo  
Magazzino Trasporto 
Punto 
Vendita
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l’installazione di saracinesche o porte automatiche, la coibentazione dei magazzini e 
coperture esterne che proteggano dall’irraggiamento solare o lo stoccaggio del prodotto 
alla temperatura corretta in funzione della tipologia. 
Per ridurre i consumi energetici è inoltre necessario aumentare la velocità di 
carico/scarico merci, se possibile, proteggendo questa operazione con sistemi di 
isolamento termico e chiusura. Sempre riguardo alla fase di carico/scarico, è 
consigliabile dotare le banchine di spedizione/ricevimento di una camera a temperatura 
controllata, isolata dal resto del magazzino, per limitare il più possibile la dispersione 
termica. 
2.1.3 Trasporto 
Il monitoraggio della catena del freddo richiede un utilizzo appropriato del mezzo di 
trasporto in funzione della tipologia di prodotto da trasportare e l’adozione di mezzi di 
trasporto idonei. Inoltre il mezzo non deve trasmettere sollecitazioni meccaniche al 
prodotto. Un altro aspetto rilevante riguarda la distribuzione di temperatura all’interno 
del mezzo di trasporto, che si dovrebbe mantenere il più possibile omogenea, attraverso 
l’impiego di un efficiente sistema di distribuzione dell’aria refrigerata all’interno del 
vano di carico. 
Anche nella fase di trasporto è importante garantire la tracciabilità del prodotto e la 
temperatura alla quale esso si trova; tali informazioni devono essere disponibili in 
formato elettronico e quindi essere facilmente gestibili anche in tempo reale. 
2.1.4 Punto vendita 
Le best practices anche in questo caso riguardano la riduzione dei consumi 
energetici necessari per il mantenimento della catena del freddo. Il monitoraggio della 
cold chain ha un impatto diretto sul livello di servizio che può essere offerto al cliente 
finale, prestando attenzione all’igiene e alla qualità del prodotto finito. 
2.2 Strumenti a supporto del cold chain management 
Le soluzioni tecnologiche disponibili nel panorama attuale sono raggruppabili in tre 
famiglie principali: 
 Insulated package: comprendono tutte le tipologie di packaging in grado di 
mantenere un prodotto deperibile o termo-sensibile all’interno di un 
determinato range di temperatura durante la fase distributiva. Se sono dotati
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di identificativo univoco possono essere di supporto per una tracciabilità 
puntuale. 
 Indicator labels: etichette, in genere autoadesive, caratterizzate da una zona 
nella quale avviene un viraggio di colore in funzione di valori di 
temperatura, tempo o tempo/temperatura. Questi indicatori permettono, 
attraverso un semplice controllo visivo, di rilevare il mancato rispetto di un 
determinato livello di temperatura o di un livello di temperatura per un dato 
intervallo di tempo, sia in positivo sia in negativo. Questo tipo di dispositivi 
vengono utilizzati nel settore agroalimentare e in quello farmaceutico. 
 Data logger e sistemi RFID: sono tutti quei dispositivi in grado di 
memorizzare dati di tempo e temperatura. Queste soluzioni permettono non 
solo di individuare il superamento di un livello di soglia, ma di ricostruire la 
storia termica del prodotto attraverso la memorizzazione di coppie di dati 
tempo/temperatura lungo tutta la cold chain. Alcune soluzioni RFID offrono 
anche la possibilità di scambiare informazioni i tempo reale via radio, 
automatizzando l’operazione di trasferimento dati. 
Le diverse soluzioni tecnologiche descritte si differenziano per costi e funzionalità, e 
per ogni contesto applicativo si dovrà adottare la soluzione più consona. Le 
caratteristiche richieste ad un sistema per la gestione della cold chain sono 
sinteticamente riportate di seguito. 
 ID (identificazione): il dispositivo può fornire o meno un’identificazione 
univoca del prodotto. 
 Temperatura: il dispositivo può non essere in grado di rilevare la 
temperatura dell’ambiente, può rilevare escursioni al di sotto o al di sopra di 
una soglia prestabilita (limite), oppure rilevare in maniera puntuale la 
temperatura dell’ambiente in cui si trova (valore). 
 Tempo: il dispositivo può essere in grado di fornire l’intervallo temporale 
intercorso dal momento della sua attivazione, oppure no. 
 Posizione: il dispositivo può essere utilizzato per una localizzazione 
automatica e univoca della sua posizione spaziale oppure non essere in grado 
di fornire questa funzionalità. 
 Controllo: le informazioni possono essere trasferite a sistema informativo in 
predefiniti punti della cold chain chiamati traching point (check point),
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oppure il dispositivo può comunicare con il sistema informativo aziendale in 
ogni istante temporale e in ogni punto della cold chain (real time). 
 Lettura: può essere manuale o automatica. La lettura è manuale se le 
informazioni sono traferite al sistema informativo attraverso l’intervento di 
un operatore, e dà luogo ad operazioni che richiedono tempo (time 
consuming). La lettura automatica è, invece, utilizzata quando il dispositivo 
è in grado di comunicare con il sistema informativo in modo autonomo, non 
richiedendo l’intervento di un operatore umano. 
Nella Tabella 2.1, vengono riassunte le prestazioni dei più comuni dispositivi a 
supporto della cold chain relativamente alle caratteristiche appena analizzate. 
Successivamente si procederà ad una breve descrizione dei singoli dispositivi citati. 
Tabella 2.3 – Caratteristiche degli strumenti a supporto del cold chain management 
Dispositivo ID Temperatura Tempo Posizione Controllo Lettura 
Barcode Si No No No Check point Manuale 
Tag RFID UHF 
passivo 
Si No No No Check point Automatica 
Indicator label di 
temperatura 
No Limite No No Chech point Manuale 
Indicator label di 
tempo 
No No Si No Check point Manuale 
Indicator label di 
tempo e 
temperatura 
Si Limite Si No Check point Manuale 
USB data logger No Valore Si No Check point Manuale 
HF RFID data 
logger 
Si Valore Si No Check point Manuale 
UHF RFID data 
logger 
Si Valore Si No Check point Automatica 
Active RFID data 
logger 
Si Valore Si Si Real time Automatica
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2.2.1 Barcode 
Il barcode o codice a barre presenta performance molto basse, poiché fornisce 
soltanto la funzione di identificazione del prodotto monitorato. 
 
Figura 2.2 – Esempio di codice a barre 
2.2.2 Tag RFID UHF passivi 
Un tag RFID UHF passivo presenta, oltre alla funzionalità di identificazione vista 
per il barcode, la possibilità di comunicare in modo automatico con il sistema 
informativo aziendale, grazie alla possibilità di effettuare le letture a distanza. 
 
Figura 2.3 – Esempio di tag RFID UHF passivo 
2.2.3 Indicator labels di temperatura 
Questi dispositivi sono in grado di rilevare un’escursione termica al di sopra o al di 
sotto di un determinato limite. L’esempio applicativo che meglio descrive la loro 
precisione è quello del monitoraggio della cold chain delle sacche di sangue, per le quali 
l’accuratezza della misurazione di temperatura è di ±0,5°C. L’etichetta autoadesiva, 
attivata dall’operatore, presenta una zona sensibile alla temperatura; nel caso in cui il 
valore di temperatura rilevato superi il valore di soglia, l’indicator label reagisce con un 
viraggio irreversibile del colore, che rende evidente la rottura della cold chain in uno o 
più punti. 
 
Figura 2.4 – Esempio di indicator label di temperatura
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MONITORAGGIO DELLA COLD CHAIN 
 
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2.2.4 Indicator labels di tempo 
I dispositivi di questo tipo sono in grado di mostrare l’intervallo di tempo trascorso 
dall’attivazione del dispositivo, grazie alla diffusione capillare di un fluido in una 
matrice bianca. L’attivazione avviene da parte dell’operatore, rompendo il contenitore 
contenente il fluido colorato che si inizia a diffondere nell’etichetta fornendo una traccia 
visiva del tempo trascorso. 
 
Figura 2.5 – Esempio di indicator label di tempo 
2.2.5 Indicator labels di tempo e temperatura 
La temperatura e il tempo potrebbero non essere sufficienti, se presi singolarmente, 
per determinare la qualità del prodotto alimentare, che può essere funzione combinata 
delle due grandezze. 
Un indicator label di tempo e temperatura è in grado di misurare l’effetto combinato 
del tempo e della temperatura: contiene dei microrganismi che sono in grado di simulare 
la degradazione dell’alimento una volta attivati, rendendo opaca l’etichetta e illeggibile 
il barcode (si tratta infatti di un’etichetta in origine trasparente apposta sul barcode). 
Quindi, in condizioni ambientali non idonee per l’alimento, il prodotto non potrà più 
essere identificato e dovrà essere eliminato dalla supply chain. 
 
Figura 2.6 – Esempio di indicator label di tempo e temperatura