Come funzionano i codici a barre

Come funzionano i codici a barre
Barcode "Fiabe di Natale" di Quia Edizioni
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di Fabio Morelli

Quelle righe nere che ci seguono dappertutto, le abbiamo viste migliaia di volte: sul latte, sulle scarpe, sul biglietto del treno, i supermercati ne sono pieni. Non c’è prodotto che possa essere acquistato senza questo codice. Vi siete mai fermati per chiedervi come funzionano quelle righe? Beh è una delle invenzioni invenzioni più silenziose  più rivoluzionarie del Novecento.

Come funzionano

Il principio è semplice: il nero assorbe la luce, il bianco la riflette. Quando passi un prodotto davanti allo scanner, un raggio laser (o una fotocamera) scorre sulle barre. Un sensore misura quanta luce torna indietro e la trasforma in una sequenza di impulsi elettrici. Dalla larghezza delle barre e degli spazi il lettore ricava dei numeri.

Nel codice europeo più diffuso, l’EAN-13, ogni cifra è disegnata con uno schema di 7 “moduli” due barre e due spazi di spessore variabile. Ai lati e al centro ci sono delle barre speciali di guardia, che servono allo scanner per capire dove si comincia e in che verso si legge.

Per questo il codice funziona anche se lo passi al contrario.

I 13 numeri non sono casuali:

  • le prime cifre indicano l’organizzazione che ha registrato il codice (per l’Italia i prefissi vanno da 80 a 83);
  • le cifre centrali identificano l’azienda e il prodotto;
  • l’ultima cifra è di controllo: serve a scoprire se lo scanner ha letto male.

La cifra di controllo si calcola così. Prendi le prime 12 cifre, somma quelle in posizione dispari, somma quelle in posizione pari moltiplicate per 3, poi aggiungi il numero che porta il totale al multiplo di 10 successivo. Per 4006381333931 viene 20 + 69 = 89, e per arrivare a 90 serve 1. Ed è proprio l’ultima cifra del codice.

La storia del codice a barre

Tutto comincia nel 1948, in Pennsylvania. Uno studente del Drexel Institute, Bernard Silver, sente per caso il presidente di una catena di supermercati chiedere a un preside dell’università se esiste un modo di leggere automaticamente le informazioni sui prodotti alla cassa. Silver ne parla all’amico Joseph Woodland. Woodland, ispirandosi al codice Morse, ha l’idea su una spiaggia di Miami: traccia punti e linee sulla sabbia, poi trascina le dita verso il basso, e i punti e le linee diventano barre sottili e spesse. Il brevetto arriva nel 1952.

Il problema è che nel 1952 non esiste la tecnologia per leggere quelle barre in modo economico. Bisogna aspettare l’invenzione del laser (1960) e dei primi computer da negozio. Nel frattempo Woodland e Silver vendono il brevetto per circa 15.000 dollari.

Negli anni Settanta l’industria americana del largo consumo decide di scegliere un formato unico. Vince il progetto di George Laurer, ingegnere IBM, ed è nato lo UPC. Per l’Europa nel 1977 nasce l’EAN, che aggiunge una cifra per accogliere più Paesi.

Il primo prodotto scansionato nella storia? Il 26 giugno 1974, in un supermercato di Troy, Ohio: un pacchetto di gomme da masticare Wrigley’s Juicy Fruit. Oggi quella confezione è conservata allo Smithsonian.

Economici, veloci, universali

Il successo dei codici a barre si spiega con tre parole: economici, veloci, universali.

  1. Costano quasi niente: basta stampare dell’inchiostro su un’etichetta;
  2. Sono rapidi e precisi: uno scanner legge in una frazione di secondo e sbaglia molto meno di una persona che digita i numeri;
  3. Sono uno standard comune: lo stesso codice è leggibile in un negozio di Roma o di Tokyo, grazie all’organizzazione internazionale GS1.

Il risultato è che oggi i codici a barre vengono letti miliardi di volte al giorno, non solo nei supermercati ma anche in magazzini, ospedali, biblioteche e aeroporti.

Cosa possono “comunicare”

Qui c’è la sorpresa: il codice a barre non contiene il prezzo, né il nome del prodotto. Contiene solo un numero, un’identità. Quando lo scanner lo legge, il computer della cassa va a cercare quel numero in un database e risponde: “Questo è un barattolo di pesto da 190 g, costa 2,49 €”. Per questo il prezzo può cambiare senza modificare l’etichetta.

Ma il mondo delle barre e dei quadratini è più ricco di quanto sembri:

I libri hanno un EAN che inizia con 978 o 979, ed è il loro ISBN trasformato in codice a barre.

Le riviste possono avere un codice con un piccolo “addendum” a 2 o 5 cifre per indicare il numero dell’uscita.

Le spedizioni usano codici come il Code 128, che può contenere lettere e numeri, per tracciare un pacco.

I codici 2D, come il QR code (inventato in Giappone nel 1994 per seguire i pezzi nelle fabbriche di auto) e il DataMatrix dei farmaci, sono “bidimensionali”: leggono sia in orizzontale sia in verticale e possono contenere indirizzi web, testi o dati interi.

codice barre
Foto di Loveandi Official

Curiosità

Vediamo alcune curiosità e leggende urbane sul codice a barre.

Il cerchio che sbavava

Nel 1948, Norman Joseph Woodland e Bernard Silver disegnarono il primo prototipo di codice a barre tracciando righe sulla sabbia a Miami Beach, ispirandosi al codice Morse (allungando i punti e le linee). Il loro primo brevetto (concesso nel 1952) prevedeva proprio un sistema a cerchi concentrici, noto come “occhio di bue” (bullseye). Il vantaggio teorico era che il lettore ottico poteva scansionarlo da qualsiasi angolazione o direzione, rendendo il posizionamento dei prodotti alle casse estremamente rapido.

Quando negli anni ’60 e ’70 si cercò di commercializzare il sistema per i supermercati, la stampa ad alta velocità dell’epoca rivelò forti limiti. Le presse tipografiche alimentavano la carta lungo un asse e l’inchiostro tendeva a sbavare nella direzione di scorrimento della stampa. Su un cerchio, qualsiasi sbavatura alterava l’spessore delle linee curve rendendo il codice del tutto illeggibile ai lettore laser. Passando alle barre rettangolari e parallele orientate nella direzione di stampa, le eventuali sbavature dell’inchiostro allungavano leggermente le righe senza modificarne lo spessore o la distanza relativa, garantendo una lettura perfetta.

Il numero della Bestia

A partire dalla fine degli anni ’70 e per tutti gli anni ’80 (con l’introduzione capillare del sistema UPC negli USA ed EAN in Europa), ambienti complottisti e fondamentalisti religiosi fecero circolare la teoria che il codice a barre fosse il “Marchio della Bestia” citato nel libro dell’Apocalisse (13:16-18).

Il malinteso nasce dalla struttura dei codici UPC/EAN, che contengono tre coppie di linee sottili più lunghe delle altre (situate all’inizio, al centro e alla fine del codice), chiamate barre di guardia o di sincronizzazione. Casualmente, nel pattern di codifica dell’UPC, la combinazione di barra-spazio-barra che compone le guardie ha visivamente la stessa struttura del numero 6. Tuttavia, dal punto di vista informatico si tratta unicamente di demarcatori tecnici necessari al lettore laser per capire dove inizia e finisce la scansione e determinare la velocità di scorrimento. Non c’è alcun riferimento numerico reale al 666, ma le proteste portarono effettivamente alcune persone e piccoli commercianti a boicottare i prodotti con codice a barre.

Un riconoscimento tardivo

Nel 1992, il presidente degli Stati Uniti George H. W. Bush conferì a N. Joseph Woodland la National Medal of Technology and Innovation (la più alta onorificenza americana per il progresso tecnologico) per la sua invenzione.

Woodland e Silver vendettero il loro brevetto originale nel 1962 alla Philco (poi passata a RCA) per circa 15.000 dollari dell’epoca, ben prima che la tecnologia diventasse uno standard globale (lo standard UPC adottato nel 1973 fu una variante rettangolare sviluppata da George Laurer in IBM, dove lavorava anche lo stesso Woodland). Woodland non diventò miliardario dalle royalty dirette del codice a barre, ma lavorò per decenni come ingegnere in IBM, ricevendo infine il pieno riconoscimento storico e istituzionale per la sua brillante intuizione.

Il codice che non sa dove sei nato

I primi due o tre cifre di un codice a barre EAN/GS1 (ad esempio l’intervallo 800–839 per l’Italia) rappresentano il prefisso dell’organizzazione nazionale GS1 presso la quale l’azienda titolare del marchio ha registrato e ottenuto i propri codici.

Il prefisso non certifica in alcun modo il Paese di origine o di produzione materiale del bene. Un’azienda italiana che fa produrre e confezionare un biscotto o un capo d’abbigliamento interamente all’estero utilizzerà comunque il codice con prefisso italiano (80-83) se registrata presso GS1 Italia. Al contrario, una multinazionale estera che produce uno stabilimento in Italia utilizzerà il codice assegnato dalla filiale del suo Paese d’origine.

Alla prossima spesa, guarda bene quelle righe: dietro c’è una storia di sabbia, laser e chewing gum.

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