Le Misurazioni Afrometriche
Per misurazioni afrometriche si intende la misurazione fisica della sovrapressione di anidride carbonica, cioè della pressione al di sopra di quella atmosferica (considerata questa a valore 0, come da disposizioni in sede CEE) eseguita mediante l’inserimento di un manometro nella “camera d’aria” sovrastante un vino sovrasaturo di questo gas in bottiglia chiusa, o in autoclave (vino spumante, o frizzante che sia), quando alla prescelta temperatura di lettura sussista equilibrio barico definitivo fra detta camera d’aria e vino. Una misurazione eseguita pertanto in un momento che presupponga tale equilibrio non soddisfatto potrà esclusivamente interessare contingenti speculazioni di ricerca, ma non potrà assolutamente assurgere a dato definitivo nella identificazione analitica di un prodotto imbottigliato. I divari possono difatti essere fortissimi, anche dell’ordine del 100% nei due sensi.
Due sono i fattori principali che entrano in gioco in questa determinazione: le variazioni di pressione gassosa in funzione delle variazioni termiche e l’inerzia del vino sovrasaturo in gas nel cedere quest’ultimo alla camera d’aria del recipiente che ermeticamente lo contiene. Se la nostra bottiglia o l’autoclave contenessero solo gas, il problema sarebbe di soluzione elementare: in mancanza di inerzie nell’equilibramento del sistema liquido-gas, rimarrebbero le sole variazioni bariche susseguenti alle variazioni termiche; una tale ipotetica bottiglia ad esempio potrebbe essere quindi impunemente e celermente portata ad es. da una temperatura di conservazione di + 10°C ai +20°C che le disposizioni legali impongono all’atto della determinazione afrometrica, e la rispondenza sarebbe rapida, perfettamente ripetibile ed inconfutabile. Trattandosi invece di un sistema vino-gas le cose un pochino si complicano, pure restando al modestissimo livello di una comprensione anche intuitiva.
E di comune acquisizione ormai presso gli spumantisti che, nel classico caso della inattivazione termica dello spumante in bottiglia, il manometro segni una “risposta” barica nettamente in ritardo sulle variazioni termiche che la bottiglia sta sopportando; ritardo tanto evidente che, al momento della flessione termica a fine fase di massimo riscaldamento (nel caso della inattivazione in bottiglia) si osserva addirittura il fenomeno, che a prima vista può sembrare assurdo, di un aumentare della pressione in corrispondenza del diminuire della temperatura del sistema vino-gas. Chiara spiegazione di ciò la già citata inerzia del vino nel cedere gas alla “camera d’aria”, cessione che comunque deve avvenire fino all’inevitabile equilibrio finale, purché però si conceda un tempo adeguato a che questo equilibrio possa essere raggiunto.
La stessa cosa naturalmente avviene nei tempi immediatamente successivi alla tappatura di uno spumante, nel qual caso dalla pressione 0 iniziale della camera d’aria (la bottiglia difatti rimane per un pur breve tempo stappata, nel percorso dell’imbottigliatrice alla tappatrice) si raggiungono ad es. 3 atm finali solo ad equilibrio raggiunto, dopo cioè alcuni giorni di sosta in ambiente rigorosamente termostatizzato, a bottiglia in piedi, senza agitazione alcuna.
Tale tempo, in nostre precedenti esperienze così condotte su vino spumante, è risultato dell’ordine di una settimana (2,6 atm circa dopo le prime 24 ore). Prima logica deduzione da quanto sopra: una corretta lettura afrometrica (in un campione proveniente da una temperatura sensibilmente discosta da quella della lettura), a bottiglia non agitata, può essere effettuata solo dopo una sua sosta in bagno termostatico (ai +20°C prescritti legalmente) che si protragga per non meno di una settimana. E qui è tempo finalmente di inserire il nuovo concetto, quello cioè dell’agitazione della bottiglia.
La lunga settimana or ora proposta, deve la propria giustificazione al fatto che la superficie di scambio vino-camera d’aria in una bottiglia lasciata ferma è molto limitata e costituisce un valido freno al raggiungimento dell’equilibrio barico fra i due fattori del sistema, freno che, sommandosi alla costituzionale e citata inerzia del vino a cedere gas, porta come risultato alla suddetta settimana. Ora, se noi possiamo con qualche artificio aumentare notevolmente, enormemente, questa superficie di scambio, è intuitivo che anche il tempo di raggiungimento dell’equilibrio enormemente così si riduce.
E questo artificio non è che la semplice agitazione la quale, frazionando il volume “monolitico” della camera d’aria in un numero incredibilmente elevato di bolle gassose, porta ad un provvisoriamente enorme aumento della superficie di contatto gas-vino, da cui l’ovvia accelerazione nella cessione di anidride carbonica all’atmosfera confinata della bottiglia, con raggiungimento quanto mai rapido dell’invocato equilibrio. E strano come sussista nell’inconscio di alcuni l’assurdo “principio fisico”, per cui agitando una bottiglia di liquido sovrasaturo in gas venga a formarsi una certa qual sovrapressione provvisoria nella sua camera d’aria: la camera d’aria cioè diverrebbe provvisoriamente squilibrata in eccesso rispetto al liquido.
Concetto tranquillamente errato in quanto come si è già detto tale illusorio fenomeno va visto sotto un aspetto totalmente diverso: il barista che agita il sifone dell’acqua di seltz, o lo scherzoso studente che agita violentemente la bottiglia di spumante appena stappata e richiusa col dito, non fanno altro che accelerare il raggiungimento del nuovo equilibrio che un precedente prelevamento di acqua di seltz nel primo caso e la stappatura della bottiglia nel secondo caso avevano annullato.
Lo sforzo del … dito sulla bottiglia, che subito viene avvertito dopo lo scuotimento non è dovuto quindi alla suddetta fantomatica sovrapressione, ma ad un rapido ritorno ad un livello barico molto prossimo a quello precedente la stappatura. Lo stesso sforzo sarebbe avvertibile, naturalmente in linea del tutto teorica, se il nostro giovanotto potesse mantenere il suo dito in quella posizione per qualche giorno senza aver scosso la bottiglia. Naturalmente tutto ciò vale in assenza di qualsiasi variazione termica poiché, è ovvio, se per l’agitazione si impugna saldamente e lungamente il collo della bottiglia, il calore della mano non rimane senza effetto sulle condizioni bariche della camera d’aria interna.
Per giungere a delle conclusioni pratiche, una violenta agitazione (con tranquilla esclusione di variazioni termiche inducibili alla bottiglia) che si protragga per un tempo di 2-3 minuti porta il sistema vino-gas a raggiungere immediatamente quello stesso equilibrio che in condizioni di riposo richiederebbe la suddetta settimana.
A conferma poi che l’agitazione è un semplice acceleratore di equilibrio e non un ipotetico surpressore sta il fatto che l’agitazione stessa può essere praticamente usata per diminuire un valore barico letto al manometro, quando il sistema vino-gas sia indirizzato verso una finale riduzione di pressione (ad es. in uscita da una fase di inattivazione termica con pressioni al manometro molto elevate, è facile controllare come nella camera d’aria della bottiglia che si sta raffreddando diminuisca più rapidamente la pressione se la bottiglia stessa sia sottoposta ad agitazione che se lasciata a riposo: del gas della camera d’aria si ridiscioglie qui, attraverso l’aumento della superficie di scambio che così si genera, con maggiore rapidità nel vino che si sta raffreddando).
A corollario di ciò, nostre precedenti esperienze hanno dimostrato che i tempi di riequilibramento barico, per la diminuzione di temperatura in un vino raffreddato dopo i livelli termici di inattivazione sono, in bottiglie non agitate, molto più lunghi che nel caso della fase di aumento termico delle stesse, talché anche dopo alcune settimane non si ritorna ancora ai livelli barici di partenza, naturalmente a ritorno avvenuto alla temperatura iniziale pre-riscaldamento. In conclusione a questa piuttosto lunga premessa esponiamo infine le manualità che consideriamo più idonee per una più corretta lettura dell’afrometro, facendo base ad es. sull’apparecchio di cui alla figura sottostante .
L’apparecchio è costituito, da un manometro A montato su di un corpo centrale entro il quale scorre, in senso verticale, un’asta B portante ad un estremo la punta elicoidale C (ed all’altro la manopola di manovra D per la rotazione della punta stessa), asta guarnita da un premistoppa per la tenuta ermetica, regolabile quest’ultimo dal tappo filettato E.
Il corpo centrale termina in basso con la testa a guarnizione elastica F la quale va strettamente contenuta contro il tappo della bottiglia da sottoporre a misurazione, a mezzo della rotazione della campanella G impegnata sulla filettatura dello stesso corpo centrale H. La campanella stessa termina con un particolare morsetto, dotato di molle antagoniste di apertura e ampliamente regolabile nella sua chiusura a mezzo della vite I.
Con tale morsetto tutta la gamma dei diametri di collo delle bottiglie può trovare solido ancoraggio per le manovre di serraggio della testa a guarnizione contro il tappo. Completa l’apparecchio il piccolo sfiato a rubinetto L per un primo scarico della camera gassosa, di cui più oltre. L’apparecchio è adatto per tappi-corona metallici, per tappi di sughero e certi tappi di plastica. Ove si ritenga di aver fatto raggiungere all’intera bottiglia il livello termico prescritto dei +20°C (il campione può essere confluito al banco d’analisi provenendo da temperature inferiori o superiori a questo dato), per il quale scopo è chiaro il vantaggio di bagni termostatici, si può per prima cosa applicare l’apparecchio alla bottiglia stessa.
A tale proposito, se si tratta di tappo – corona basta curare una efficiente e decisa aderenza della guarnizione elastica in gomma dell’apparecchio, avvitandolo contro il tappo stesso; se si tratta di tappi di sughero ancorati con gabbietta, o di tappi di plastica così pure ancorati, bisognerà togliere preliminarmente la gabbietta, in modo da asportare il cappellotto della stessa, a scanso di perdite di pressione fra la faccia interna del cappellotto e la testa del tappo una volta che quest’ultimo sia stato forato; se si tratta di tappi di sughero legati a spago (tipo Prosecco, per intenderci) o con un cavallotto che comunque determini una sella in testa al tappo, è ovvio che l’intera testa del tappo andrà tagliata a raso-collo della bottiglia: in questa zona pertanto la guarnizione di gomma potrà infine ermeticamente aderire; se si tratta di tappi misti, sughero – plastica ad es., o plastica a più pezzi accostati, senza un sicuro collante, bisognerà far fede sul “sensaccio” del tecnico analista per cercare di tagliare o di togliere quanto possa costituire punto di perdita gassosa prima della costipazione della guarnizione dell’apparecchio.
Una volta assicuratici della chiusura a fondo del rubinettino laterale di sfiato, nonché della dosata compressione del premistoppa posto subito sotto la manopola del perforatore (non troppo altrimenti l’astina non scorre; non troppo poco altrimenti vi possono essere fughe di gas) e controllata la chiusura a fondo del morsetto della campanella di adattamento alla “bague” della bottiglia, si può procedere alla perforazione del tappo (la punta è in questo apparecchio prevista di notevole diametro, 5 mm, onde evitare l’immediata richiusura che un foro di minor diametro subirebbe in tappi di sughero, per l’elasticità tipica di questo materiale data la precedente compressione predisposta ad opera del morsetto stesso della tappatrice, con impedimento al passaggio del gas dalla camera d’aria al manometro).
A perforazione avvenuta, la lancetta del manometro si porterà immediatamente ad un dato valore, il quale peraltro potrebbe corrispondere al reale solo nel poco probabile caso di provenienza del campione da lungo, casuale soggiorno a+20°C, o da soggiorno sia pur breve a tale temperatura però con sufficienti casuali agitazioni.
A tale punto è comunque senz’altro consigliabile il citato energico sbattimento, per ripetuti vivaci capovolgimenti, al quale corrisponde rapidamente uno spostamento della lancetta sul valore definitivo, dal quale valore essa non derogherà più neppure se l’agitazione sarà prolungata per parecchie ore. Naturalmente, a garanzia di invariabilità termica sarà opportuno non toccare direttamente con le mani lo strumento o la bottiglia durante l’operazione, valendosi di un canovaccio che funga da coibente fra il livello termico delle mani e quello del campione stesso.
Una piccola parentesi: ad ennesima conferma del fatto che l’agitazione non è che un acceleratore per il raggiungimento dell’equilibrio, è possibile fare qui un semplice esperimento. Se ad es. a punta non affondata nella camera d’aria leggessimo, dopo lo sbattimento, il valore stabile di 3 atm, e dopo di ciò ve la spingessimo a fondo nell’interno, tale valore, per il volume occupato dalla punta stessa, salirebbe ad es. a 3,1 atm (valore variabile a seconda del rapporto volumetrico fra camera d’aria e liquido). Una seconda sufficiente agitazione riporterebbe subito ad un valore praticamente uguale alle 3 atm iniziali la pressione della camera d’aria, per riassorbimento del lieve eccesso di pressione dovuto all’introduzione a fondo della punta stessa. E il momento ora di parlare dell’effetto che deriva alla misurazione dall’intervento dei volumi (vuoti o pieni) che costituiscono la parte attiva dello strumento.
Senza scendere a controlli esasperati, che esulerebbero dallo spirito stesso della determinazione analitica così eseguibile, possiamo calcolare che, a punta fermata al confine della camera d’aria, senza la sua introduzione a fondo “a fine corsa”, il volume vuoto dello strumento improvvisamente a disposizione della camera d’aria sia dell’ordine di 4 ml. Ciò in una tipica camera d’aria di 37 ml che di solito rappresenta quella presente in una bottiglia di spumante da 750 ml, corrisponde a circa un 10% del volume della camera stessa.
Ne consegue che all’attimo della formazione del pertugio fra la camera d’aria della bottiglia e la cavità dello strumento, la camera d’aria stessa subirà una riduzione di pressione pari al suddetto 10% (da 3,0 atm ad es. essa scenderà a 2,7 atm). Se però tale squilibrio verrà subito annullato dall’agitazione, i suddetti 4 ml di maggior volume a disposizione andranno suddivisi non più per la sola camera d’aria, bensì per l’intera bottiglia; il che corrisponderebbe ad un aumento volumetrico percentuale (cioè sui 750 ml previsti) dello 0,5% circa, con una flessione della pressione dalle 3,0 atm ipotizzate alle del tutto teoriche 2,985 atm, flessione indubbiamente inferiore ad un pur lieve errore d’analisi e della quale ci sembra più che giustificato il non tenere alcun conto.
Se però potesse, in menti portate alla ricerca “spietata” dell’esattezza, sussistere qualche dubbio sull’alterno gioco dei vuoti della camera dello strumento coi pieni della punta che può entrare a fondo nella camera d’aria, viene allora in soccorso il citato rubinettino di sfiato che in un sol colpo annulla aumenti e diminuzioni bariche che siano, e prelude, dopo il suo immediato riserraggio, al solito energico sbattimento. La pressione che così si leggerà sarà al netto di tali influenze ed affetta solamente da un nuovo fattore, e cioè: poiché l’apertura dello sfiato porterà istantaneamente la pressione della camera d’aria a 0, si dovrà tener conto del valore volumetrico percentuale di tale camera rispetto a quello del vino e così calcolarla come esempio:
– Spumante a 3 atm;
– Capacità bottiglia 750 ml;
– Camera d’aria 37 ml pari a circa il 5% dell’intero volume;
– Pressione residua a sfiato e riserraggio avvenuti, pari a 2,85 atm, valore questo che si identifica appunto col 95% residuo della pressione sussistente prima dello sfiato.
In tale caso dunque il valore letto andrà aumentato del 5% onde ottenere il valore reale primigenio.
Ad ogni buon conto, siamo del parere che la manovra di sfiato e riserraggio non sia di grande utilità, in quanto anche senza tali dettagli operativi si possono raggiungere valori di effettiva e reale corrispondenza con il valore esatto.
Riassumendo dunque:
1) Portare la bottiglia campione a+20°C.
2) Applicare adeguatamente lo strumento.
3) Agitare vivacemente per 2 – 3 minuti senza riscaldare la bottiglia.
4) Leggere il dato, che sarà così definitivo.
Di vivo interesse infine, limitatamente all’impiego per spumanti “champenois”, è l’afrometro Breda, di cui alla figura. Come si può notare, si tratta di uno strumento applicabile alla bottiglia “champenoise” al momento dell’imbottigliamento, in sostituzione del tappo. Esso porta delle guarnizioni per la buona tenuta del serraggio a vite (ed un volume metallico interno corrispondente all’ingombro del tappo di sughero), ed oltre al manometro porta anche un termometro, quanto mai utile in varie circostanze, esso pure mantenuto da apposite guarnizioni. L’apparecchio è ideale per seguire l’evoluzione della rifermentazione, ed in particolare quando si vogliano seguire variazioni di pressione in funzione di variazioni termiche allo spumante (naturalmente a bottiglia agitata), anche per preparare delle tabelle pratiche di corrispondenza fra i due parametri.
In seguito si riporta una tabella approntata a cura dell’O.I.V. (Office International de la Vigne ed du Vin) utilizzabile nel caso di letture afrometriche eseguite a temperature diverse da +20°C.
In commercio esiste un afrometro elettronico di nuova concezione per la misura della CO2.
Si utilizza la tecnologia laser per fornire la pressione totale ed il contenuto di CO2 all’interno delle bottiglie di vino senza forare o togliere il tappo.
Il sensore utilizza il passaggio di un raggio laser attraverso lo spazio di testa di una bottiglia per misurare, tramite la spettroscopia di assorbimento, la pressione totale dovuta a tutti i gas presenti all’interno della bottiglia e la pressione relativa dovuta alla sola CO2 presente nel collo della bottiglia.