Case History Patate del Fucino

ARSSA Abruzzo: RFID per la tracciabilità delle patate del Fucino
	Settore Applicativo RFID per tracciabilità e logistica del prodotto Settore di Mercato RFID per il food&beverage (patate) Tecnologia RFID Passiva in banda HF

Rivenditore

Università degli Studi dell’Aquila – www.ing.univaq.it

End User

A.R.S.S.A. – www.arssa.abruzzo.gov.it

La coltivazione della patata nel Fucino in provincia dell’Aquila copre circa 4000 ettari, pari al 30% della superficie dell’alveo dell’ex-lago prosciugato nel 1876, con una produzione annua fino a 2 milioni di quintali.
Caratteristica saliente della patata del Fucino è la sua ottima conservabilità che ne permette la commercializzazione come prodotto fresco da settembre fino a febbraio-marzo; per evitare l’inverdimento e la germogliatura, le patate sono poi conservate in contenitori di legno immagazzinati in celle buie e refrigerate a 4-5 °C.
La tracciabilità dal coltivatore fino al consumatore finale, oltre ad un obbligo di legge, è diventata una esigenza commerciale di primaria importanza, in particolar modo verso la grande distribuzione che spesso richiede l’osservanza di specifici disciplinari di coltivazione.

È questo lo scenario in cui, nell’ambito di un progetto di ricerca sulla tracciabilità agro-alimentare finanziato dalla Regione Abruzzo, l’ARSSA (Agenzia Regionale per i Servizi di Sviluppo Agricolo in Abruzzo) ha sviluppato l’applicazione RFID con la collaborazione del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica e Gestionale dell’Università degli Studi dell’Aquila, sotto la guida del Prof. Gino Cardarelli.
Dopo uno studio di fattibilità e una prima sperimentazione su un prototipo di laboratorio è stata avviata l’applicazione pilota presso un impianto di stoccaggio e confezionamento di patate della AMPP (Associazione Marsicana Produttori Patate) a San Benedetto dei Marsi (AQ): l’impianto ha una capacità di immagazzinamento di 110.000 quintali suddivisa in 11 celle, in ciascuna delle quali trovano posto circa 800 contenitori da 12 quintali.

Dalle aspettative alla soluzione

La soluzione si articola in due principali fasi operative:

1) Scarico e stoccaggio delle patate
Già in fase di stipula dei contratti di coltivazione vengono definiti i lotti, ciascuno dei quali è composto da un insieme di prodotto ed è caratterizzato da: codice prodotto, anno di coltivazione, varietà del prodotto, produttore, strada e appezzamento di coltivazione, quantità prevista e disciplinare di coltivazione.

Le patate arrivano all’impianto, direttamente dal campo di raccolta, allo stato sfuso su camion o rimorchi agricoli: ad ogni carico è assegnato un codice di consegna (documento), che rappresenta un sottoinsieme omogeneo del lotto a cui appartiene.
Durante la pesatura del carico in ingresso, i dati relativi al lotto-documento vengono scritti su un tag RFID “campione” che accompagna il mezzo alla stazione di scarico; qui viene effettuata una prima cernita meccanica del prodotto che va a riempire i contenitori in legno equipaggiati con un tag RFID.

Muletto equipaggiato con tecnologia RFID per rilevare le casse di patate

L’immagazzinamento è effettuato con carrelli a forche con capacità di carico che consente di trasportare contemporaneamente due contenitori sovrapposti.
Quando inizia lo scarico di un mezzo, il relativo tag “campione” è utilizzato per trasferire i dati, attraverso il sistema RFID installato sul carrello, al computer veicolare a bordo, evitando così di digitare i dati sul touch screen.

Letto il tag “campione”, il carrellista sceglie la fila della cella pre-assegnata in cui depositare i contenitori; per ottimizzare la posizione dei bins, è disponibile una maschera che mostra la mappa aggiornata della cella ed evidenzia le eventuali stive che già contengono lo stesso lotto.
Scelta la fila vengono automaticamente determinati stiva e livelli occupati, mentre per i contenitori successivi viene proposta la stessa fila fino al suo completamento.

I dati del lotto-documento e le coordinate dei contenitori sono scritti sui tag apposti sui contenitori, registrati sul database residente sul computer veicolare e trasferiti attraverso rete wireless al server che gestisce l’applicazione.
Il database del computer veicolare viene automaticamente sincronizzato con quello del server quando viene avviata l’applicazione o quando il carrello rientra da zone in ombra a quelle coperte dalla rete.

2) Prelievo e Confezionamento delle patate
In fase di confezionamento, sulla base delle caratteristiche di prodotto richieste dai clienti, vengono generati gli ordini di prelievo andando a ricercare i contenitori di un lotto-documento che soddisfa le caratteristiche richieste; detti ordini di prelievo, definiti sul server, vengono trasmessi al carrello.

La mappa delle celle risulta particolarmente utile in questa fase, poiché consente, da un lato, di scegliere i lotti più facilmente accessibili che rispondono alle caratteristiche richieste dai clienti e, dall’altro, di guidare i carrellisti nel prelievo.
Al momento del prelievo viene verificata la rispondenza dei dati letti dai tag con quelli ricevuti dal server e i contenitori prelevati sono eliminati dalla mappa.
I contenitori selezionati sono trasportati alla linea di lavaggio, cernita manuale e confezionamento, mentre i dati del lotto-documento sono trasferiti al computer che gestisce la stampa on line delle etichette, con codice a barre, automaticamente applicate su ogni confezione di peso adeguato per il consumo finale.

Una specifica procedura consente inoltre di tenere aggiornate le mappe delle celle anche quando i contenitori vengono spostati temporaneamente o stabilmente. Tali spostamenti sono necessari per prelevare i contenitori non direttamente accessibili; alla fine della campagna di raccolta, infatti, il grado di riempimento delle celle risulta molto elevato: solo gli ultimi contenitori inseriti sono accessibili.

Particolare del reader RFID HF MR200 all’interno della cabina muletto

Nella fase sperimentale dell’applicazione RFID i principali problemi riscontrati erano legati alla posizione delle antenne ed al loro collegamento con il controller: le due antenne sono collocate al centro delle forche (per motivi di ingombro e per poter operare con contenitori di diversa larghezza) e il più in basso possibile (per evitare che l’antenna superiore urti il soffitto quando si deve prelevare solo l’ultimo contenitore della stiva).
L’antenna inferiore si trova così ad operare circondata da notevoli masse metalliche, inoltre nel campo delle antenne vengono a trovarsi diversi chiodi di assemblaggio dei contenitori. La combinazione di questi fattori, mentre non ha creato problemi in fase di lettura da entrambe le antenne, rendeva poco affidabile la scrittura da quella inferiore: dopo una taratura sul campo delle antenne, però, questo limite è stato superato, poiché non si sono più rilevati errori in fase di scrittura.

Benefici

Iniziata la sperimentazione ai primi di agosto 2007, in concomitanza con l’inizio della campagna di raccolta, il progetto RFID si è protratto fino al termine delle operazioni di confezionamento del prodotto immagazzinato (febbraio-marzo 2008), ottenendo da subito risultati positivi: oltre a garantire una tracciabilità certificabile, l’RFID apporta infatti significativi vantaggi nella gestione del magazzino e degli ordini di confezionamento.

Contenitore di patate: all’altezza del scritta “AMPP” è visibile il tag RFID bianco

I benefici immediatamente tangibili riguardano la semplificazione di tutte le operazioni riguardanti la gestione dei contenitori.
Nel passato infatti per garantire la tracciabilità delle patate del Fucino viene attaccata su ogni contenitore, in fase di riempimento, un’etichetta, stampata al momento della pesatura in ingresso, con in chiaro le informazioni relative al lotto-documento del prodotto contenuto; in fase di prelievo dei contenitori per il confezionamento viene fatto un controllo, solo visivo, della corrispondenza dei dati sull’etichetta con quelli dell’ordine in lavorazione.
Un simile sistema di tracciabilità è però esposto a possibili errori umani; inoltre non lasciando traccia delle operazioni e dei controlli eseguiti rende difficile, in caso di contenzioso, dimostrare eventuali responsabilità a monte.

Il sistema RFID implementato garantisce l’assenza di involontari errori umani e mantiene memoria di tutte le operazioni effettuate sul singolo contenitore univocamente identificato dal codice seriale del tag ad esso attaccato.

La scelta della tecnologia RFID, rispetto a quella dei codici a barre, è legata a diversi fattori: la presenza di polvere e di elevata umidità, la quantità di informazioni scrivibili direttamente dal carrello in fase di prelievo, la possibilità di numerosi riutilizzi dei tag permanentemente attaccati al contenitori.

Fattore non secondario è poi la possibilità di estendere l’applicazione anche ad altri prodotti ortofrutticoli – quali insalata, radicchio, finocchi, sedano, carote – coltivati nel Fucino e spesso lavorati negli stessi impianti delle patate. Per questi prodotti i contenitori, in materiale plastico, sono riempiti direttamente sul campo: la quantità di polvere o di fango che li ricopre rende praticamente impossibile l’uso di sistemi basati su codici a barre.

Architettura RFID

Muletto ospitante le antenne RFID

Il sistema RFID nel Fucino opera alla frequenza 13.56 MHz (HF), standard ISO 15693.
In particolare, i carrelli sono stati equipaggiati con due antenne RFID HF ISC310/310 montate sulle forche in modo da risultare centrate rispetto ai tag di due contenitori sovrapposti; le antenne sono collegate attraverso uno splitter ad un controller industriale mid range MR200 montato sotto il tettuccio della cabina e collegato ad un computer veicolare con schermo touch screen.

Un altro controller ISC MR101A, con una Paddle Antenna A140/140, è collegato al computer installato nell’ufficio della bascula per la pesatura dei mezzi di trasporto.

I tag apposti nell’impianto di San Benedetto dei Marsi sono in PVC, formato Credit Card, con memoria 1Kbit.

Press Release

• Confezionamento su misura del cliente – Logistica Più, settembre 2009