Autori: Dr. Jean-Paul Rodrigue e Dr. Theo Notteboom

La catena del freddo coinvolge il trasporto di prodotti sensibili alla temperatura lungo una catena di fornitura attraverso metodi di imballaggio termico e refrigerato e la pianificazione logistica per proteggere l’integrità di queste spedizioni.

Mentre la globalizzazione ha reso la distanza relativa tra regioni del mondo molto più piccola, la separazione fisica di queste stesse regioni è ancora una realtà molto importante. Maggiore è la separazione fisica, maggiore è la probabilità che le merci possano essere danneggiate in una delle complesse operazioni di trasporto coinvolte. Alcune merci possono essere danneggiate dagli urti, mentre le variazioni di temperatura indebite possono danneggiarne altre. Per una serie di merci etichettate come deperibili, in particolare gli alimenti (prodotti), la loro qualità si degrada con il tempo poiché mantengono reazioni chimiche, il cui tasso può essere per lo più mitigato con temperature più basse. Ci vuole tempo e coordinazione per spostare una spedizione in modo efficiente, e ogni ritardo può avere conseguenze negative, soprattutto se questo carico è deperibile. Per garantire che il carico non venga danneggiato o compromesso durante questo processo, le aziende dell’industria farmaceutica, medica e alimentare fanno sempre più affidamento sulla catena del freddo.

La catena del freddo comporta il trasporto di prodotti sensibili alla temperatura lungo una catena di approvvigionamento attraverso metodi di imballaggio termico e refrigerato e la pianificazione logistica per proteggere l’integrità di queste spedizioni. Ci sono diversi mezzi con cui i prodotti della catena del freddo possono essere trasportati, tra cui camion e vagoni ferroviari refrigerati, navi da carico refrigerate, reefers e cargo aerei.

La catena del freddo è quindi una scienza, una tecnologia e un processo. È una scienza perché richiede una comprensione dei processi chimici e biologici legati alla deperibilità. È una tecnologia perché si basa su mezzi fisici per assicurare condizioni di temperatura appropriate lungo la catena del freddo. È un processo in quanto bisogna eseguire una serie di compiti per preparare, conservare, trasportare e monitorare i prodotti sensibili alla temperatura. I principali elementi di una catena del freddo coinvolgono:

• Sistemi di raffreddamento. Portare i prodotti come il cibo alla temperatura appropriata per la lavorazione, lo stoccaggio e il trasporto.
• Stoccaggio a freddo. Fornire strutture per lo stoccaggio di merci per un periodo di tempo, in attesa di essere spedite a un mercato lontano, in un luogo intermedio per la lavorazione e la distribuzione, e vicino al mercato per la distribuzione.
• Trasporto a freddo. Avere a disposizione mezzi di trasporto per spostare le merci mantenendo condizioni di temperatura e umidità stabili e proteggendo la loro integrità.
• Lavorazione e distribuzione a freddo. Fornire strutture per la trasformazione e il trattamento delle merci e garantire le condizioni sanitarie. Consolidare e deconsolidare i carichi (casse, scatole, pallet) per la distribuzione.

Dal punto di vista dello sviluppo economico, la catena del freddo permette a molte economie in via di sviluppo di prendere parte al mercato globale dei prodotti deperibili sia come produttori che come consumatori. La crescita del reddito è associata a una maggiore propensione al consumo di frutta, verdura, pesce e prodotti a base di carne. L’aumento dei livelli di reddito è associato a un cambiamento nella dieta con, tra l’altro, una crescente domanda di frutta fresca e di prodotti alimentari di valore superiore come carne e pesce. Le persone con uno status socioeconomico più elevato sono più propense a consumare verdura e frutta, soprattutto fresca, non solo in quantità maggiori ma anche in una maggiore varietà. I consumatori con un crescente potere d’acquisto si sono preoccupati di un’alimentazione sana. Pertanto i produttori e i rivenditori hanno risposto con una serie di frutti freschi esotici provenienti da tutto il mondo.

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Da una prospettiva geografica, la catena del freddo ha i seguenti impatti:

• Globale. Specializzazione delle funzioni agricole che permette il trasporto di prodotti alimentari sensibili alla temperatura verso mercati lontani. Permette la distribuzione di vaccini e altri prodotti farmaceutici o biologici da singole grandi strutture a qualsiasi mercato nel mondo.
• Regionale. Può sostenere la specializzazione della produzione e le economie di scala nella distribuzione. Questo potrebbe coinvolgere grandi magazzini frigoriferi che servono i mercati alimentari regionali o laboratori specializzati che scambiano componenti sensibili alla temperatura.
• Locale. Distribuzione tempestiva al consumatore finale di prodotti deperibili, vale a dire negozi di alimentari e ristoranti.

Alcune catene di fornitura nazionali o transnazionali possono richiedere solo una modalità di trasporto, ma molte volte le spedizioni via terra sono solo un collegamento in una combinazione di modalità di trasporto. Questo rende i trasferimenti intermodali critici per la catena del freddo. Le spedizioni intermodali usano tipicamente container refrigerati da 40 piedi che sono in grado di contenere fino a 26 tonnellate di cibo. Il container rende i periodi di carico e scarico più brevi e meno suscettibili di danni sia al container che al suo carico. Gli ambienti in questi container sono controllati elettronicamente collegandosi a un generatore o a una fonte di energia sulla nave o sul camion, così come ai terminali e ai centri di distribuzione. L’efficienza della logistica della catena del freddo ha permesso il consolidamento delle strutture di stoccaggio del freddo per servire grandi aree di mercato.

L’emergere della logistica della catena del freddo

Dagli anni ’50, i fornitori di logistica di terze parti hanno cominciato ad emergere e ad istituire nuovi metodi per il trasporto delle materie prime della catena del freddo globale. Prima della loro comparsa, i processi della catena del freddo erano per lo più gestiti in casa dal produttore o dal distributore. Negli Stati Uniti, le restrizioni della Food and Drug Administration e le misure di responsabilità sulla stabilità della catena del freddo hanno spinto molte di queste aziende ad affidarsi a corrieri specializzati piuttosto che rivedere completamente le loro strutture della catena del freddo.

La specializzazione ha portato molte aziende non solo ad affidarsi ai principali fornitori di servizi di spedizione come United Parcel Service (UPS) e FedEx, ma anche ad un’industria più focalizzata che ha sviluppato una competenza logistica di nicchia intorno alla spedizione di prodotti sensibili alla temperatura. Il potenziale di comprendere le regole locali, le dogane e le condizioni ambientali, così come una stima della lunghezza e del tempo di un percorso di distribuzione, li rende un fattore importante nel commercio globale. Di conseguenza, l’industria logistica sta sperimentando un crescente livello di specializzazione e segmentazione della spedizione della catena del freddo in diversi mercati potenziali di nicchia all’interno delle catene di fornitura globali. Interi nuovi segmenti dell’industria della distribuzione sono stati molto attivi nel trarre vantaggio dal duplice sviluppo dell’estensione spaziale delle catene di rifornimento sostenuta dalla globalizzazione e dalla significativa varietà di merci in circolazione.

La dipendenza dalla catena del freddo continua a guadagnare importanza. All’interno dell’industria farmaceutica, per esempio, i test, la produzione e la circolazione dei farmaci dipendono fortemente dal trasferimento controllato e senza compromessi delle spedizioni. Una gran parte dei prodotti farmaceutici che si muovono lungo la catena del freddo è in fase di sperimentazione o sviluppo. La ricerca clinica e le prove sono una parte importante dell’industria che costa milioni di dollari, ma che sperimenta anche un tasso di fallimento di circa l’80%. Circa il 10% dei farmaci sono sensibili alla temperatura. Se queste spedizioni dovessero subire un’esposizione imprevista a vari livelli di temperatura, corrono il rischio di diventare inefficaci o addirittura dannosi per i pazienti.

In tutte le catene di fornitura di cui si occupa, la logistica della catena del freddo favorisce livelli più alti di integrazione poiché il mantenimento dell’integrità della temperatura richiede un livello più alto di controllo di tutti i processi coinvolti. Può persino incitare i fornitori terzi di logistica ad acquisire elementi della catena di approvvigionamento in cui il tempo e altri fattori di prestazione sono i più importanti, anche l’agricoltura. Questo può comportare l’acquisizione di aziende agricole di prodotti (ad esempio aranceti) per garantire l’affidabilità delle forniture. Il controllo della temperatura nella spedizione di prodotti alimentari è una componente dell’industria che ha continuato a crescere in relazione al commercio internazionale. Poiché un numero crescente di paesi concentra la propria economia di esportazione sulla produzione di cibo e prodotti, la necessità di mantenere questi prodotti freschi per lunghi periodi di tempo è diventata sempre più importante per ragioni commerciali e sanitarie. La catena del freddo è anche una questione di salute pubblica, poiché il trasporto adeguato di prodotti alimentari riduce la probabilità di contaminazione batterica, microbica e fungina della spedizione. Inoltre, la capacità di trasportare merci mediche su lunghe distanze permette risposte più efficaci ai problemi sanitari (ad esempio la distribuzione di vaccini).

Fornire ambienti a temperatura controllata

Il successo delle industrie che si affidano alla catena del freddo si basa sul sapere come spedire un prodotto con un controllo della temperatura adatto alle circostanze della spedizione. Le operazioni della catena del freddo sono sostanzialmente migliorate negli ultimi decenni, e l’industria può rispondere all’esigenza di una vasta gamma di prodotti. Prodotti diversi richiedono il mantenimento di diversi livelli di temperatura per garantire la loro integrità durante tutta la catena di trasporto. L’industria ha risposto con la definizione di standard di temperatura che soddisfano la maggior parte dei prodotti. Gli standard di temperatura più comuni sono “banana” (13 °C), “chill” (2 °C), “frozen” (-18 °C) e “deep-frozen” (-29 °C), ognuno legato a specifici gruppi di prodotti. Rimanere all’interno di questo intervallo di temperatura è vitale per l’integrità di una spedizione lungo la catena di approvvigionamento e, per i prodotti deperibili, permette di garantire una durata di conservazione ottimale. Qualsiasi divergenza può provocare danni irrevocabili e costosi; un prodotto può semplicemente perdere qualsiasi valore di mercato o utilità.

Essere in grado di assicurare che una spedizione rimanga all’interno di un intervallo di temperatura per un lungo periodo di tempo dipende in gran parte dal tipo di contenitore usato e dal metodo di refrigerazione. Circa il 20% di tutta l’energia consumata nella logistica della catena del freddo riguarda la refrigerazione del carico. Fattori come la durata del transito, le dimensioni della spedizione e le temperature ambientali o esterne sono importanti per decidere quale tipo di imballaggio è necessario e il relativo livello di consumo energetico. Possono andare da piccole scatole isolate che richiedono ghiaccio secco o gel, a container rotanti, fino a un reefer da 53 piedi, che ha la sua unità di refrigerazione alimentata. Le principali tecnologie della catena del freddo nel fornire un ambiente a temperatura controllata durante il trasporto comprendono:

• Ghiaccio secco. L’anidride carbonica solida è di circa -80°C ed è capace di mantenere una spedizione congelata per un lungo periodo di tempo. È particolarmente utilizzato per la spedizione di prodotti farmaceutici, merci pericolose e prodotti alimentari e nei dispositivi di carico unitario refrigerati per il trasporto aereo. Il ghiaccio secco non si scioglie. Invece, sublima quando entra in contatto con l’aria.
• Confezioni di gel. Gran parte delle spedizioni farmaceutiche e medicinali sono classificate come prodotti refrigerati, il che significa che devono essere conservati in un intervallo di temperatura compreso tra 2 e 8°C. Il metodo standard per fornire questa temperatura è quello di utilizzare confezioni di gel o pacchetti che contengono sostanze che cambiano fase e che possono passare da solido a liquido e viceversa per controllare un ambiente. A seconda dei requisiti di spedizione, questi pacchetti possono iniziare in uno stato congelato o refrigerato. Durante il processo di transito, si sciolgono in liquidi, mentre allo stesso tempo catturano l’energia di fuga e mantengono una temperatura interna.
• Piastre eutettiche. Sono anche conosciute come “piastre fredde”. Il principio è simile agli impacchi di gel. Invece, le piastre sono riempite con un liquido e possono essere riutilizzate molte volte. Le piastre eutettiche hanno una vasta gamma di applicazioni, come il mantenimento delle temperature fredde per le unità refrigerate. Possono anche essere usate nei veicoli di consegna per mantenere la temperatura costante per brevi periodi di tempo, un processo che può essere adatto per consegne in aree sensibili al rumore o per consegne notturne.
• Azoto liquido. Una sostanza particolarmente fredda, di circa -196°C, usata per mantenere i pacchetti congelati per un lungo periodo di tempo e utilizzata principalmente per trasportare carichi biologici come tessuti e organi. È considerato una sostanza pericolosa ai fini del trasporto.
• Piumini. Pezzi isolati che sono collocati sopra o intorno al carico per agire come un cuscinetto nelle variazioni di temperatura e per mantenere la temperatura relativamente costante. Così, la merce congelata rimarrà congelata per un periodo di tempo più lungo, spesso abbastanza lungo da non giustificare l’uso di dispositivi di refrigerazione più costosi. I piumini possono anche essere usati per mantenere le merci sensibili alla temperatura a temperatura ambiente mentre le condizioni esterne possono variare sostanzialmente (per esempio durante l’estate o l’inverno).
• Reefers. Il nome generico per un’unità di trasporto a temperatura controllata, che può essere un furgone, un piccolo camion, un semirimorchio o un container ISO standard. Queste unità, che sono isolate, sono appositamente progettate per consentire la circolazione dell’aria a temperatura controllata mantenuta da un impianto di refrigerazione collegato e indipendente. Un reefer è quindi in grado di mantenere la temperatura del carico fresca e persino calda. Il termine reefer si applica sempre più spesso ai container ISO refrigerati da quaranta piedi, la cui dimensione dominante è quella di 40 piedi high-cube (45R1 è il codice della dimensione e del tipo).

Il magazzino frigorifero è il più usato nella logistica della catena del freddo. Può variare da una singola stanza a temperatura controllata che serve un singolo utente e funzione a un grande centro di distribuzione dedicato che serve più utenti e funzioni. Ci sono anche esempi puntuali, come la conversione delle miniere in strutture di stoccaggio del freddo.

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Operazioni della catena del freddo

Muovere una spedizione attraverso la catena di approvvigionamento senza subire battute d’arresto o anomalie di temperatura richiede l’istituzione di un processo logistico completo per mantenere l’integrità della spedizione. Questo processo riguarda diverse fasi che vanno dalla preparazione delle spedizioni alla verifica finale dell’integrità della spedizione al punto di consegna:

• Preparazione della spedizione. Quando si sposta un prodotto sensibile alla temperatura, è fondamentale innanzitutto valutarne le caratteristiche. Una questione chiave riguarda il condizionamento della temperatura e l’imballaggio della spedizione, che dovrebbe essere già alla temperatura desiderata. I dispositivi della catena del freddo sono comunemente progettati per mantenere la temperatura costante, ma non per portare una spedizione a questa temperatura, quindi non sarebbero in grado di funzionare adeguatamente se una spedizione non è preparata e condizionata. Una notevole eccezione riguarda le banane, che vengono trasportate intorno a una temperatura di 13o Celsius, per le quali è possibile utilizzare un reefer per raffreddare la spedizione. Altre preoccupazioni includono la destinazione della spedizione e le condizioni climatiche di quelle regioni, come ad esempio se la spedizione sarà esposta a freddo o caldo estremo lungo il percorso di trasporto. L’uso di un reefer con la propria unità di alimentazione di solito attenua queste preoccupazioni. Anche l’unità di carico che trasporta il carico sensibile alla temperatura deve essere preparata. Per esempio, un container refrigerato deve essere pulito a vapore per eliminare il rischio di contaminazione batterica e portato alle condizioni specificate dallo spedizioniere, cioè temperatura e umidità. Un’altra questione riguarda il controllo atmosferico, che consiste nel mantenere livelli appropriati di ossigeno e anidride carbonica, aiutando a controllare (ritardare) la maturazione. Questo controllo può applicarsi all’intero trasporto (reefer), ma comunemente comporta l’avvolgimento dei prodotti in sacchetti di polietilene, che controlla la permeazione dei gas durante il trasporto.
• Scelta modale. Diversi fattori chiave giocano sul modo in cui la spedizione sarà spostata. La distanza tra l’origine e la destinazione finale (che spesso include una serie di località intermedie), le dimensioni e il peso della spedizione, l’ambiente a temperatura esterna richiesto e qualsiasi restrizione temporale (deperibilità) del prodotto influenzano le opzioni di trasporto disponibili. Le brevi distanze possono essere gestite con un furgone o un camion, mentre un viaggio più lungo può richiedere un aereo o una nave container. In questo caso, il rapporto costo/perforabilità diventa un fattore nella scelta modale.
• Procedure doganali. Se la merce attraversa i confini, le procedure doganali possono diventare molto importanti, dato che i prodotti della catena del freddo tendono ad essere sensibili al tempo e più soggetti ad ispezioni rispetto alle merci normali (ad esempio prodotti, farmaci e campioni biologici). La difficoltà di questo compito varia a seconda della nazione (o del blocco economico) e della porta d’ingresso, poiché ci sono variazioni nelle procedure e nei ritardi. Un problema comune riguarda l’ispezione sanitaria che può richiedere la fumigazione. Le questioni doganali sono comunemente identificate come le più cruciali per stabilire catene del freddo internazionali affidabili.
• L'”ultimo miglio”. L’ultima fase è la consegna effettiva della spedizione a destinazione, che nella logistica è spesso conosciuta come “ultimo miglio”. Le considerazioni chiave quando si organizza una consegna finale riguardano non solo la destinazione, ma la tempistica della consegna, in modo che la manodopera critica e lo spazio di magazzino siano disponibili. Camion e furgoni, i principali mezzi di trasporto per questa fase, devono soddisfare le specifiche necessarie per trasferire la spedizione della catena del freddo. Poiché molte consegne di prodotti della catena del freddo, in particolare i generi alimentari, avvengono in un ambiente urbano, sono ostacolate dalla congestione e dalle difficoltà di parcheggio. È importante anche il trasferimento finale della spedizione nelle strutture di stoccaggio a freddo, poiché c’è il rischio di una violazione dell’integrità e di danni a merci fragili come i prodotti.
• Integrità e garanzia di qualità. Dopo che la spedizione è stata consegnata, e i dispositivi di registrazione della temperatura o le anomalie di temperatura conosciute devono essere registrate e rese note. Questa è la fase del processo logistico che crea fiducia e responsabilità, in particolare se si incorre in responsabilità per una spedizione danneggiata. Se si verificano problemi o anomalie che compromettono una spedizione, si deve fare uno sforzo per identificare la fonte e trovare azioni correttive. Questo è particolarmente rilevante per l’alto valore delle merci della catena del freddo. Mentre un carico standard di container può avere un valore compreso tra 50.000 e 100.000 dollari, un carico reefer può raggiungere 1 milione di dollari. Nel caso dei prodotti farmaceutici, il valore del carico può raggiungere i 50 milioni di dollari.

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Quindi, l’impostazione e il funzionamento delle catene del freddo dipendono dalle catene di fornitura interessate, poiché ogni unità di carico da trasportare ha diversi requisiti in termini di ubicazione, domanda, livello di concentrazione, integrità del carico e integrità del trasporto. A causa dei compiti aggiuntivi coinvolti, così come l’energia richiesta per l’unità di refrigerazione, i costi di trasporto per i prodotti della catena del freddo sono molto più alti delle merci normali. Il continuo aumento degli standard di vita e la specializzazione economica rimarranno importanti driver per gli anni a venire nella crescente domanda di merci deperibili e nella logistica della catena del freddo che supporta il loro trasporto.

Temi correlati

• Catene del valore e trasporto merci
• Logistica e distribuzione merci
• La logistica dei sistemi alimentari globali
• Globalizzazione e commercio internazionale
• La containerizzazione delle merci
• Catene del freddo portuale (PEMP – Link esterno)

Bibliografia

• Coyle, W. W. Hall, and N. Ballenger (2001) “Transportation Technology and The Rising Share of U.S. Perishable Food Trade”, Economic Research Service/USDA, Changing Structure of Global Food Consumption and Trade / WRS-01-1.
• Rees, J. (2013) Refrigeration Nation: A History of Ice, Appliances, and Enterprise in America, Johns Hopkins University Press.