Attraverso il finanziamento ottenuto da Regione Lombardia e dal Sistema Camerale Lombardo all’interno dell’Accordo per lo sviluppo e la competitività del sistema lombardo, il gruppo di lavoro di cui MTM fa parte ha avviato le fasi di sviluppo del progetto CIRCULARFISH, a valere sul bando “Innovazione delle filiere di economia circolare in Lombardia – Fase 3”.

Il progetto ha come obiettivo quello di sviluppare un sistema acquaponico funzionale, semplice e affidabile che, attraverso la valorizzazione dei prodotti primari e secondari derivanti dalla coltura di pesci e vegetali, rispetti principi di sostenibilità ambientale ed economia circolare.

CircularFish

Beneficiario: MTM S.r.l.

Iniziativa realizzata nell’ambito dell’Asse 1 – Promuovere lo sviluppo e la competitività del sistema economico lombardo

Obiettivo: Favorire la transizione delle piccole e medie imprese lombarde verso un modello di economia circolare, la riqualificazione dei settori e delle filiere lombarde e il riposizionamento competitivo degli interi comparti rispetto ai mercati

Programma d’Azione 2020 – Accordo per lo sviluppo economico e la competitività del sistema lombardo

Descrizione progetto: Realizzazione di un impianto pilota integrato con sistemi di monitoraggio funzionali alla catena di produzione acquaponica per una transizione verso modelli di economia circolare. Valore aggiunto: progettazione e implementazione di un sistema di tracciabilità prototipale basato sulla blockchain

ELEMENTI DI INNOVAZIONE

ACQUAPONICA

Integrando la piscicoltura con la coltivazione di prodotti vegetali, la tecnica dell’acquaponica riproduce l’equilibrio fisico-naturale tra pesci e piante.

SISTEMI IoT

I sistemi di controllo IoT centralizzati aumentano l’efficienza dell’impianto poiché ne consentono un monitoraggio automatizzato.

BLOCKCHAIN

Fra i sistemi artificiali integrati, l’elemento di maggiore innovazione è costituito dal sistema di tracciabilità basato sulla blockchain.

L’INNOVAZIONE IN NUMERI

Oltre ai sistemi IoT, anche i mangimi incrementano l’efficienza dell’impianto. Di seguito, il rapporto volumetrico tra acqua nelle vasche e terreno necessario per mantenere l’equilibrio del sistema:

Nei sistemi tradizionali

Nel sistema acquaponico Circularfish

L’IMPATTO AMBIENTALE DELL’ ACQUAPONICA

L’impatto ambientale dell’impianto acquaponico risulta bassissimo da un punto di vista sia di realizzazione, sia di operatività. In linea con la core-idea della tecnica acquaponica, infatti, l’impianto si avvale di un sistema di produzione circolare in cui s’instaura un rapporto simbiotico tra pesci e piante.

In ottica di ecocircolarità, è importante evidenziare che l’impianto, essendo realizzato a partire da risorse di riciclo edili e impianti industriali dismessi, contribuisce allo smaltimento degli scarti industriali, con un notevole beneficio sull’ambiente.

Inoltre, la piattaforma di controllo automatizzato implementata nell’impianto contribuisce a ridurre sensibilmente i volumi di risorse utilizzate per la manutenzione dell’impianto stesso. A titolo esemplificativo, si può rilevare come l’automatizzazione del sistema di controllo, in combinazione con un adeguato monitoraggio dei suoi parametri ambientali, consenta di ridurre la necessità di pulizia degli impianti, che avverrà solo se strettamente necessaria. Il tutto si traduce in un importante risparmio di risorse idriche.

L’elemento di innovazione di CircularFish, tuttavia, non è costituito esclusivamente dal sistema di produzione acquaponico: difatti, Nutritech s.r.l., capofila del progetto, ha già implementato un sistema di produzione dei mangimi ittici con l’inserimento di diversi sistemi IoT per il controllo delle miscele e dei formulati. La simbiosi fra i due sistemi garantisce, in ultima analisi, la formulazione di nuovi mangimi opportunamente ingegnerizzati che utilizzino prodotti organici derivanti da sottoprocessi di altre filiere, come materie prime seconde. Infatti, a differenza degli impianti acquaponici attualmente esistenti – che non valorizzano completamente la possibilità di convergere verso un sistema di produzione circolare, poiché trascurano i sottoprodotti che si originano naturalmente dalla corretta operatività degli impianti -, il sistema progettato da CircularFish ha dimostrato il valore dei prodotti secondari del sistema: essi possono essere impiegati per alimentare direttamente gli impianti, tramite la realizzazione di mangimi che vengono reintrodotti nel sistema per alimentare i pesci nelle vasche.

LA TECNOLOGIA BLOCKCHAIN

La blockchain è una sorta di libro mastro digitale che sfrutta Internet per rilasciare un nuovo modello di database, distribuito e blindato. L’innovazione tecnologica di questa forma di registrazione, infatti, elimina il modello improntato su una gestione centralizzata.

COME FUNZIONA LA BLOCKCHAIN

L’esempio emblematico sono i bitcoin. Nel caso della criptovaluta, ogni blocco contiene un certo numero di transazioni ed è connesso a un altro attraverso una rete punto a punto (peer to peer) che, a sua volta, si collega a un protocollo di convalida per ogni nuovo blocco che si va aggiungere alla catena. Ogni nodo (ovvero un computer connesso alla rete) riceve una copia della blockchain, che viene scaricata in modalità automatica.
Nella concatenazione dei blocchi (blockchain), dunque, ogni nuovo blocco è costituito da un gruppo di transazioni più recenti, che vengono registrate e aggiunte in ordine cronologico: questo consente agli operatori di mercato di tenere traccia delle transazioni in valuta digitale senza che sia necessario consultare un registro centrale.
Ogni blocco, dunque, contiene un puntatore che lo collega al blocco precedente e condivide il registro di tutte le informazioni che sono state validate dal sistema. Quello che rende la tecnologia blockchain così sicura è il fatto che i dati presenti in un blocco non possono essere alterati retroattivamente senza che a cascata non vengano modificati tutti i blocchi successivi, il che necessiterebbe il consenso della maggioranza della rete. Dunque, dal momento che la tecnologia blockchain si basa su un registro digitale aperto e distribuito delle transazioni, basato sul consenso tra i partecipanti alla rete, ne deriva che il sistema risulterà incorruttibile, a meno da non riuscire a corrompere l’intero network.

BLOCKCHAIN E SMARTAGRIFOOD

La Blockchain può dare risposte assolutamente innovative anche sul piano della creazione di un rivoluzionario sistema di tracciabilità capace di impostare un modello quantitativo e qualitativo delle informazioni condivise lungo la supply chain del food. Una possibilità che mette la Blockchain al servizio della supply chain, al fine di disporre di nuovi strumenti in grado di garantire la migliore tracciabilità alimentare, nella prospettiva di assicurare nuovi livelli di sicurezza alimentare e food safety.

Declinata secondo un nuovo concetto di trust, la Blockchain è applicabile alla filiera del food – e in particolare alla filiera del fishing. La filiera del pesce, già ampiamente permeata da fenomeni di illegalità, presenta delle zone d’ombra che non sono in grado di garantire ai produttori, ai retailer e ai consumatori la qualità e l’affidabilità di tutti i passaggi. In altre parole, il vero tema è quello di stabilire una situazione di Fiducia, di Trust, che dia chiare garanzie a tutti gli attori della filiera in merito non solo alla qualità del lavoro svolto, ma anche al rispetto delle regole e dei diritti di tutte le imprese e di tutti coloro che direttamente e indirettamente lavorano a questa filiera.

Ed è proprio sul tema della fiducia che si colloca la soluzione basata sulla blockchain sviluppata dai partner e collaboratori di progetto. In particolare, la società MTM, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria (DI) dell’Università degli Studi di Palermo e la sede di Reggio Calabria dell’Istituto di Fisiologia Clinica (IFC) del CNR, ha sviluppato un sistema di tracciabilità basato sulla blockchain, che consente di certificare l’intera filiera produttiva, a garanzia sia della qualità del prodotto, sia della sicurezza del consumatore. Il meccanismo della validazione dei blocchi basato sul mining, che sta alla base della tecnologia blockchain, è infatti in grado di garantire la veridicità e l’immutabilità dei dati immagazzinati in un registro (ledger) distribuito, attraverso una funzione crittografica di hash. L’immutabilità di questo registro digitale – condiviso e distribuito – è data proprio dal fatto che ogni “blocco” della catena contiene l’hash-code (codice univoco) della catena precedente: ciò significa che non è possibile modificare alcun blocco senza cambiare l’intera catena.

La blockchain, infine, non ha bisogno di alcuna autorità di fiducia esterna o interna per garantire l’integrità e l’autenticità dei dati: è il sistema stesso a far da garante, perché non è possibile a nessuno alterare le informazioni nella catena. Questo perché esse non sono memorizzate da una singola entità, ma sono replicate lungo un’intera rete di computer. In ultima analisi, il valore della tecnologia blockchain deriva proprio dalla sicurezza distribuita del sistema.

I VANTAGGI DELLA BLOCKCHAIN

AFFIDABILITÀ

Non essendo governata dal centro, ma controllata parzialmente da tutti i partecipanti diretti dell’intera catena, la blockchain diventa un sistema meno centralizzato, meno governabile, e allo stesso tempo molto più sicuro e affidabile.

TRASPARENZA

Il decentramento va di pari passo con la trasparenza assoluta dei dati: Il registro, infatti, può essere consultato, rimanendo comunque immodificabile, da chiunque sia dentro il sistema.

CONVENIENZA

Effettuare transazioni attraverso la blockchain è conveniente per tutti i partecipanti, in quanto vengono meno interlocutori di terze parti, necessari in tutte le transazioni convenzionali che avvengono tra due o più parti.

SOLIDITÀ

Le informazioni già inserite nella blockchain non possono essere modificate in alcun modo. In questo modo le informazioni contenute nella blockchain sono tutte più solide e attendibili, proprio per il fatto che non si possono alterare e quindi restano così come sono state inserite la prima volta.

IRREVOCABILITÀ

Con la blockchain è possibile effettuare transazioni irrevocabili, e allo stesso tempo più facilmente tracciabili. In questo modo si garantisce che le transazioni siano definitive, senza alcuna possibilità di essere modificate o annullate.

DIGITALITÀ

Grazie alla digitalizzazione, il consumatore non dovrà necessariamente fidarsi di cosa legge sulle confezioni. Con il suo smartphone potrà leggere la storia del prodotto inquadrando il QR code che contiene il certificato della tracciabilità di filiera

I PARTNER

Nutri-tech S.r.l.

NUTRI-TECH S.r.l, capofila di progetto, è un’impresa che sorge in terra mantovana e che si occupa della progettazione, produzione e vendita di pre-miscele nutrizionali e mangimi complementari per tutte le specie animali: suini e bovini, bufalini e ovicaprini, avicoli e conigli, pesci e animali da compagnia.
Le attività progettuali di Nutri-Tech, nel corso degli ultimi anni, stanno esplorando in particolar modo il settore dell’acquacoltura, a cui la società sta contribuendo attraverso il miglioramento delle tecniche di produzione di acquaponica, con l’obiettivo di massimizzare i volumi e la qualità dei prodotti offerti, salvaguardando in ugual misura l’ambiente attraverso l’utilizzo di approcci eco sostenibili.

MTM S.r.l.

MTM s.r.l. è un ente privato di ricerca specializzato nel campo delle biotecnologie, in particolare nello sviluppo di modelli matematico-statistici e nell’elaborazione di use cases per i settori biotech, pharma, IT e agroalimentare.
Il suo team di ricercatori è in particolar modo specializzato nella ricerca, progettazione e sviluppo di applicativi destinati all’IoT, a cui la società ricorre per la realizzazione di sistemi di controllo automatico altamente innovativi. A tal proposito, nel progetto CircularFish la società si impegna nella ricerca di soluzioni sensoristiche per il monitoraggio degli impianti d’acquacoltura e d’acquaponica, con l’obiettivo di incrementare la qualità delle acque e delle specie destinate ad uso alimentare.

SNJ Media Studio S.r.l.

SNJ Media Studio s.r.l. opera nel settore dell’Information Technology e della Comunicazione Digitale.
Il team di sviluppatori dell’azienda è altamente specializzato ad offrire servizi per ciascuno di questi ambiti, ed è particolarmente attivo – in ambito progettuale – nella progettazione e nel successivo sviluppo di software e app.
All’interno del progetto CircularFish, SNJ Media studio gestisce lo sviluppo dei software necessari all’implementazione della piattaforma di controllo. Si occupa, pertanto, degli applicativi che acquisiscono ed elaborano i dati dai sensori utilizzati, offrendoli in output attraverso un’interfaccia grafica realizzata ad hoc per il progetto.

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