Blockchain sostenibile per la filiera ceramica

Tracciabilità, architetture low-energy e integrazione di filiera

La trasformazione digitale delle filiere industriali sta assumendo un ruolo sempre più centrale nel percorso di transizione ecologica. Nel settore ceramico, caratterizzato da processi complessi, consumi energetici rilevanti e requisiti crescenti di trasparenza, la digitalizzazione non riguarda soltanto l’efficienza operativa. Diventa uno strumento strategico per la misurazione, la verifica e la certificazione dei processi.

In questo contesto, la blockchain viene progressivamente adottata come infrastruttura di “fiducia” basata su meccanismi di validazione e certificazione del dato. È in grado di supportare la tracciabilità delle informazioni lungo la filiera, garantendo integrità, verificabilità e coerenza nel tempo. Non si tratta di introdurre una tecnologia fine a sé stessa, ma di integrare un livello digitale che dialoghi con i processi industriali esistenti, rendendo i dati di processo affidabili, condivisibili e verificabili. Questo approccio risponde a esigenze concrete di sostenibilità, governance e conformità normativa.
In questa prospettiva, le interazioni tra il digitale e le filiere produttive stanno avanzando con soluzioni e ricerche innovative per il settore dei materiali ceramici. I progetti finanziati CCS4CER e BLOCH4MAT con i fondi PR FESR 2021-2027 della Regione Emilia-Romagna “Decarbonizzazione, economia circolare e digitalizzazione nell’industria ceramica “, sono esemplificativi dell’attenzione alla tematica posta non solo da Regione Emilia-Romagna ed Italia ma anche dalla comunità internazionale.

Il progetto BLOCH4MAT nella filiera ceramica

Il progetto BLOCH4MAT si inserisce in questo scenario come iniziativa di ricerca e sperimentazione orientata all’applicazione della blockchain in ambito industriale e nel settore delle costruzioni. Il focus è sulla filiera dei materiali ceramici. L’obiettivo è quello di sviluppare un modello di tracciabilità digitale capace di supportare processi produttivi reali. Questo modello si integra con sistemi di monitoraggio, piattaforme di gestione e modelli di economia circolare.

All’interno del progetto, la blockchain è parte di un ecosistema più ampio che comprende raccolta dati, analisi, certificazione e condivisione delle informazioni tra gli attori della filiera. Questo approccio consente di affrontare in modo strutturato temi quali l’affidabilità del dato, la sostenibilità dell’infrastruttura digitale e la preparazione a futuri requisiti normativi.

In questo quadro, una volta chiariti il contesto e gli obiettivi del progetto, diventa centrale comprendere come l’infrastruttura blockchain sia stata progettata per rispondere in modo concreto ai vincoli industriali e di sostenibilità della filiera ceramica.

Architettura blockchain low-energy per applicazioni di filiera

L’olivina è un minerale noto non solo per la stabilità della sua struttura cristallina, ma anche per la sua capacità di reagire con l’anidride carbonica attraverso processi di carbonatazione naturale, contribuendo nel tempo alla riduzione della CO₂ mediante trasformazioni chimiche stabili. Tale comportamento è reso possibile dalla sua struttura atomica, organizzata in un reticolo ordinato e interconnesso, in cui i singoli elementi operano come nodi all’interno di un sistema coerente.

Figura 1: Analogia concettuale tra la struttura cristallina dell’olivina e l’architettura di una blockchain: in entrambi i casi, la stabilità del sistema deriva dalle relazioni tra i nodi e dall’organizzazione complessiva della rete. Autore: Matteo arch. Maggioni

Pur appartenendo a domini completamente diversi, questo tipo di organizzazione strutturale può richiamare, per analogia concettuale, l’architettura di una blockchain. In entrambi i casi, non è il singolo elemento a determinare le proprietà del sistema, ma la relazione tra i nodi, la distribuzione delle funzioni e la stabilità garantita dall’insieme della struttura.

Applicata alla filiera dei materiali ceramici, laterizi e compositi, la blockchain non agisce ovviamente come un sistema di assorbimento diretto della CO₂, ma come un’infrastruttura digitale che, grazie alla sua architettura decentralizzata e alla certificazione dei dati di processo, contribuisce indirettamente alla riduzione delle emissioni. Questo avviene attraverso l’ottimizzazione dei flussi informativi, la riduzione delle inefficienze, duplicazioni e asimmetrie informative miglioramento dell’efficienza complessiva del sistema produttivo, anche in presenza di un “lavoro”, inteso come energia scambiata tra processi e attori della filiera.

Nel contesto della filiera ceramica, la progettazione di un’infrastruttura blockchain richiede un approccio fortemente orientato all’industria. A differenza di altri ambiti digitali, la tecnologia deve integrarsi con processi fisici continui, impianti produttivi, sistemi di monitoraggio e piattaforme già operative nel contempo deve essere adattiva a seconda dei molteplici attori che abitano la filiera; deve garantire affidabilità, sostenibilità ed equilibrio tra prestazioni e consumi.

La blockchain viene quindi adottata come livello infrastrutturale di certificazione. È progettata per supportare la tracciabilità dei processi e la verifica dei dati lungo l’intera filiera.

Criteri di selezione dell’infrastruttura

La scelta tecnologica non è avvenuta per adesione a una piattaforma predefinita. Si è basata su una valutazione comparativa fondata su indicatori misurabili. In particolare, sono stati considerati:

• consumo energetico per transazione;
• throughput e scalabilità;
• modello di validazione e governance;
• integrazione con sistemi IoT e ambienti industriali;
• maturità tecnologica e affidabilità dell’ecosistema.

Questo approccio ha consentito di individuare soluzioni blockchain low-energy. Queste sono adatte a un utilizzo continuativo e coerenti con gli obiettivi di sostenibilità della filiera.

Figura 2: Criteri di selezione di un’infrastruttura blockchain per la filiera industriale, basati su indicatori tecnici misurabili quali consumo energetico per transazione, throughput e scalabilità, modello di validazione e governance, integrazione con sistemi IoT e ambienti industriali, e maturità tecnologica dell’ecosistema. Autore: Matteo Maggioni

Uno degli aspetti centrali valutati riguarda il meccanismo di consenso. In un contesto industriale, la priorità non è la competizione computazionale, ma la validazione affidabile e tempestiva degli eventi di processo e transazionali.

Per questo motivo, sono stati privilegiati meccanismi alternativi al Proof of Work. Questi sono caratterizzati da ridotti consumi energetici, finalizzazione certa delle transazioni e modelli di validazione compatibili con reti permissioned. Tali soluzioni consentono di garantire sicurezza e integrità del dato, riducendo in modo significativo l’impatto ambientale dell’infrastruttura.

Gestione sostenibile del dato: on-chain e off-chain

Un ulteriore elemento chiave riguarda la gestione dei dati generati lungo la filiera. La registrazione completa delle informazioni direttamente on-chain risulterebbe inefficiente e poco sostenibile.

L’architettura adottata prevede quindi una separazione funzionale:

• i dati di processo, ambientali e produttivi vengono archiviati in sistemi off-chain;
• sulla blockchain vengono registrati esclusivamente hash crittografici e metadati di certificazione.

Questo modello consente di mantenere immutabilità e verificabilità del dato. Riduce al contempo costi operativi e consumo energetico.

La blockchain si inserisce in un ecosistema più ampio che comprende sensori IoT ed elementi mediatori. I dispositivi di campo raccolgono informazioni su consumi, condizioni ambientali e flussi produttivi. Queste vengono pre-elaborate localmente prima di essere aggregate e certificate.

Questo approccio consente di ridurre il traffico di rete, migliorare la resilienza del sistema e aumentare la scalabilità complessiva dell’infrastruttura.

Valore per le imprese di filiera

Dal punto di vista delle imprese e degli stakeholder, l’adozione di un’architettura blockchain progettata secondo questi criteri consente di disporre di una tracciabilità dei processi realmente verificabile, aumentando al tempo stesso l’affidabilità dei dati ambientali e produttivi lungo la filiera.

Figura 3: Valore dell’architettura blockchain per le imprese sostenibili: tracciabilità dei processi verificabile, supporto alla compliance normativa, miglioramento delle performance ambientali e incremento dell’efficienza operativa lungo la filiera. Autore: Matteo Maggioni

Questo approccio supporta in modo concreto l’implementazione di modelli di economia circolare e permette alle organizzazioni di prepararsi in maniera strutturata ai futuri requisiti normativi, inclusi i sistemi di digital product passport.

La blockchain assume così il ruolo di infrastruttura tecnologica abilitante, integrata e sostenibile, a supporto della competitività della filiera ceramica.