Sono adatti alla trasmissione di informazioni grazie alla loro ampia capacità di archiviazione dei dati e al rapido accesso alle informazioni stesse sulla tracciabilità, valutazione della qualità degli alimenti confezionati, prevenzione della contraffazione e azioni di promozione. Gli ostacoli da superare riguardano il basso interesse dei consumatori, gli elevati costi tecnici, i costi marginali e il sovraccarico di informazioni.
Produttori e consumatori sono sempre più consapevoli che l’asimmetria informativa può portare a potenziali rischi per la sicurezza alimentare e l’integrità della filiera alimentare. Le tradizionali etichette cartacee, a causa delle loro dimensioni limitate, non sono in grado di realizzare la trasmissione di una grande quantità di informazioni. Il codice Quick Response (QR), essendo una delle tecnologie digitali più versatili e di successo commerciale, fornisce un approccio fattibile per collegare l’alimento alle informazioni digitali rilevanti. I codici QR per imballaggi alimentari sono adatti alla trasmissione di informazioni grazie alla loro ampia capacità di archiviazione dei dati e al rapido accesso alle informazioni stesse. Inoltre, hanno buone prestazioni in termini di tracciabilità, valutazione della qualità, anticontraffazione e marketing. Considerati i limiti, la combinazione flessibile con altre tecnologie complementari è il filone di sviluppo per massimizzare l’utilizzo del codice QR in futuro all’interno della filiera alimentare.
Rispetto ai codici a barre 1D che memorizzano informazioni solo da una dimensione, i codici a barre 2D possono memorizzare informazioni in direzione orizzontale e verticale, il che consente di includere più caratteri. Uno dei codici 2D più utilizzati è il codice Quick Response (QR), un simbolo a matrice quadrata bidimensionale con celle costituite da diversi piccoli quadrati bianchi e neri disposti secondo uno schema a griglia.
I codici QR sono costituiti da modelli di ricerca, modelli di allineamento, modelli di temporizzazione e regione di codifica. Tre modelli di ricerca negli angoli in alto a sinistra, in alto a destra e in basso a sinistra vengono utilizzati per il rilevamento della posizione e consentono il rilevamento dei codici QR in tutte le direzioni (360°). I modelli di allineamento vengono utilizzati per correggere la distorsione dei codici QR, in particolare per correggere la distorsione non lineare. I modelli di temporizzazione, costituiti da moduli bianchi e neri alternati tra due qualsiasi dei modelli di rilevamento della posizione, sono identificati per la coordinata centrale di ciascuna cella nei codici QR. La regione di codifica contiene moduli che rappresentano dati, parole in codice di correzione degli errori e informazioni sulla versione e sul formato. I codici QR hanno 40 versioni in totale. Versioni diverse di codici QR hanno dimensioni diverse, numeri diversi di moduli e livelli di correzione degli errori. La dimensione minima dei moduli è 21×21 e la massima è 177×177. Inoltre, i codici QR sono ancora accessibili anche se il 7%, 15%, 25% o 30% dell’immagine del codice manca, è danneggiata o contiene informazioni errate. I codici QR possono essere utilizzati per diversi materiali di confezioni alimentari, inclusi cartoni, contenitori metallici, cartone, carta, vetro e plastica, e per alimenti in lotti, come cartoni, cartone ondulato e scatole di cartone.
Il codice QR è stato inventato da un’azienda giapponese nel 1994 inizialmente per tracciare parti nella produzione di veicoli e ha iniziato a essere applicato all’industria alimentare dopo che l’integrità dei sistemi di sicurezza alimentare è stata minacciata dall’encefalopatia spongiforme bovina. All’inizio del XXI secolo, il codice QR ha iniziato a sostituire le tradizionali etichette ed è stato ampiamente utilizzato nel settore alimentare. La popolarità dei codici QR sugli imballaggi alimentari è aumentata rapidamente con la crescita degli utenti di smartphone. Sempre più consumatori prestano attenzione ai codici QR sulle confezioni degli alimenti. La minaccia della diffusione della pandemia di Covid-19 alla sicurezza alimentare ha portato a una maggiore attenzione dei consumatori verso le informazioni sugli alimenti, nonché al loro interesse per i codici QR che fungono da strumento per la trasmissione delle informazioni. Questo perché i codici QR possono essere collegati alla risorsa di rete, la cui capacità può contenere tutte le informazioni necessarie per i consumatori, tra cui nutrizione, sicurezza alimentare, biotecnologia nella produzione alimentare, informazioni sugli allergeni e certificazione Halal. I codici QR forniscono informazioni preziose per l’analisi della filiera. Ciò può portare a miglioramenti operativi, identificazione delle tendenze e ottimizzazione dei processi per garantire qualità e sicurezza nel tempo.
Le applicazioni
I codici QR, come identità univoca per ciascun prodotto alimentare, sono stati utilizzati per tracciare gli alimenti lungo l’intera filiera alimentare. Il codice QR viene assegnato automaticamente sulla confezione e abbinato a un codice ID univoco di questo prodotto nei database. Una volta recuperati i dati sui prodotti alimentari, le informazioni critiche sulla tracciabilità dei prodotti possono essere mostrate ai consumatori.
I codici QR possono essere utilizzati anche nella valutazione della qualità. I codici QR realizzati da alcune sostanze chimiche speciali possono essere utilizzati come sensore sensibile alla volatilità per trasmettere informazioni sulla qualità degli alimenti confezionati attraverso cambiamenti di colore.
Possono essere utilizzati anche nel monitoraggio della qualità degli alimenti che producono sostanze volatili quando l’imballaggio sigillato è intatto. Le sostanze chimiche presenti nei codici QR attaccati al rivestimento interno della confezione reagiscono chimicamente alle sostanze volatili alcaline e/o acide presenti all'interno della confezione, che sono associate al deterioramento degli alimenti, come l’ammoniaca, per presentare distinti cambiamenti di colore dovuti alle interazioni intermolecolari. Il colore dei codici QR cambia nel tempo e la sua immagine può essere catturata dalla fotocamera di uno smartphone ed elaborata dal software integrato per estrarre i parametri del colore, inclusi i valori rosso, verde e blu (RGB) dopo aver calibrato il codice QR colore dell’immagine per ridurre l’influenza delle condizioni di illuminazione sulla percezione del colore. I dati RGB dei codici QR vengono elaborati per confrontarli con i grafico standard per una stima quantitativa accurata della qualità dell’alimento, che costituisce un segnale esplicito per i consumatori. Attualmente, i sensori colorimetrici abilitati al codice QR sono ancora in fase di ricerca e non sono ancora stati ampiamente utilizzati a livello commerciale. La ricerca futura dovrà concentrarsi sull’identificazione delle sostanze volatili caratteristiche nei diversi alimenti e sui corrispondenti coloranti rilevabili, sull’ottimizzazione del processo di fabbricazione dei sensori abilitati al codice QR per migliorarne la sensibilità e la producibilità, ed esplorando ulteriormente le caratteristiche dei sensori abilitati al codice QR, tra cui il loro periodo di validità e l’intervallo di concentrazione target di gas volatile.
Le possibili applicazioni dei codici QR non finiscono qui, ma includono anche la rilevazione di possibili contraffazioni. Un codice di autenticazione univoco per ciascun prodotto alimentare, collegato a un codice QR sulla confezione alimentare, viene divulgato online nel sistema di autenticazione e disponibile ai consumatori. Questi possono confrontare il codice di autenticazione e il modello corrispondente acquisito scansionando il codice QR dell’alimento con quello divulgato online per l’autentificazione. Il codice QR e i suoi collegamenti sono spesso di pubblico accesso e visibili a tutti, e copiarli sulla confezione di alimenti autentici e incollarli su quella dei prodotti alimentari contraffatti è abbastanza semplice. L’analisi delle informazioni spazio-temporali dei consumatori che scansionano i codici QR può essere utilizzata per rilevare alimenti contraffatti con codici QR copiati illegalmente. Le informazioni sui consumatori che scansionano i codici QR, inclusi ID, ora di scansione, posizione di scansione, modello di smartphone dello scanner, numero di scansioni, ora dell'ultima scansione, etc, vengono registrate nel database del sistema di scansione. L’alimento autentico, il suo imballaggio e i codici QR vengono considerati con le stesse informazioni spazio-temporali in assenza di contraffazione. Le anomalie nei tempi di scansione o nella localizzazione del codice QR possono essere un segnale per avvisare l’azienda che l’alimento corrispondente potrebbe essere contraffatto.
I codici QR possono servire come forme di marketing promozionale digitale nella vendita al dettaglio. Nello specifico, possono essere utilizzati per un rafforzamento dell’immagine del marchio, per la fornitura di servizi di intrattenimento, la condivisione di metodi di cottura e l’assegnazione di premi. Ad esempio, Coca-Cola ha progettato una tazza con codici QR collegati al sito web del World Wildlife Fund (WWF) dove i consumatori possono donare alla causa per salvare l’orso polare. Per ogni dollaro donato dai consumatori, la società Coca-Cola si è impegnata a corrispondere tale donazione fino a 1 milione di dollari.
Limiti e sfide
Sebbene i possibili utilizzi dei codici QR siano oggetto di studi, esistono ancora alcune sfide che ne impediscono la piena diffusione. La scarsa disponibilità dei consumatori a scansionare i codici QR è dovuta principalmente al fatto che la maggior parte di essi non è consapevole della loro utilità. Attualmente, i fattori tradizionali, come gusto, marca e prezzo, sono ancora dominanti nella scelta alimentare dei consumatori e le informazioni legate ai codici QR non vengono prese in considerazione. La creazione, la stampa e l’incollaggio di codici QR sono considerate operazioni a basso costo e facili da usare; sono necessari solo un computer/generatore di codici, una stampante di codici QR e tag. Tuttavia, per la tracciabilità degli alimenti, l’alto costo di costruzione e gestione di un sistema di tracciabilità degli alimenti o di acquisto del diritto di utilizzare la piattaforma di tracciabilità commerciale può essere il fattore principale che influenza le PMI nei confronti dei codici QR utilizzati nella tracciabilità degli alimenti.
Altro fattore limitante è il costo marginale elevato. Quando i consumatori scansionano i codici QR per ispezionare attentamente i prodotti e le opzioni di prezzo, devono dedicare maggiore tempo alla spesa. Questo perché devono completare alcune azioni complesse, come inserire manualmente un lungo codice di tracciabilità sulla piattaforma collegata ai codici QR, per ottenere maggiori informazioni sugli alimenti. Alcuni ricercatori hanno dimostrato che “non avere molto tempo per scansionare durante lo shopping” è uno dei motivi principali della limitazione della scansione da parte dei consumatori.
Anche il sovraccarico di informazioni può essere un problema. Dopo aver scansionato i codici QR, i consumatori si trovano di fronte a informazioni sul prodotto più dettagliate e complesse. Lo scopo dei consumatori quando scansionano i codici QR sulle confezioni alimentari è spesso eterogeneo e una sfida fondamentale è garantire che la maggior parte dei consumatori possa trovare le informazioni corrette in breve tempo altrimenti difficilmente ripeteranno l’esperienza in futuro. Pertanto, una delle sfide per le aziende alimentari sarà quella di evitare il sovraccarico di informazioni e garantire l’efficienza della ricerca di queste da parte dei consumatori.
Conclusioni
Il codice QR è una tecnologia promettente che ha un buon potenziale nella trasmissione delle informazioni. Sugli imballaggi alimentari ha molte applicazioni pratiche, quali la fornitura di informazioni sulla tracciabilità degli alimenti per i consumatori, la valutazione accurata della qualità degli alimenti in confezioni sigillate, la prevenzione della contraffazione e la promozione del marketing. Le implementazioni dei codici QR negli imballaggi alimentari stanno aumentando a un ritmo elevato, ma le applicazioni reali sono ancora limitate a causa di vari ostacoli, tra cui le basse richieste dei consumatori, gli elevati costi tecnici, i costi marginali e il sovraccarico di informazioni.
di Stefania Milanello, esperta in impianti alimentari e divulgatrice scientifica
