L’attività dell’acqua si scrive con una a minuscola e una w minuscola a pedice, dall’inglese water: a_w. È un numero adimensionale da 0 a 1. Spesso si esprime in percentuale, come umidità relativa di equilibrio, ERH: a_w = 0,7 corrisponde a 70 %.
L’attività dell’acqua e il contenuto d’acqua di un prodotto sono numeri diversi. Il contenuto d’acqua dice quanta acqua c’è nel prodotto in massa. L’attività dice quanto quell’acqua sia libera. Il miele contiene circa 17 % di acqua e il grano circa 14 %, ma a_w è quasi uguale per entrambi: lo zucchero trattiene l’acqua con la stessa forza dell’amido.
In un barattolo di vetro c’è una fetta di pane, e sul fondo c’è dell’acqua. Gocce azzurre salgono dall’acqua alla mollica. Attraverso le lettere a_w sul pane crescono tre colonie di muffa, da cui salgono spore. Sotto il coperchio compare e scompare una nebbia. A destra la lancetta dell’igrometro percorre la scala fino al segno rosso 0,70, da cui comincia la zona verde della muffa.
Scheda dell'unità
micologia rev. 2026-10Attività dell’acqua a_w
Grandezza adimensionale · rapporto tra la pressione di vapore sopra il campione e quella sopra acqua pura
Perché una fetta biscottata dura anni mentre il pane ammuffisce in una settimana
Metta una fetta di pane fresco in un barattolo chiuso. In cinque—sette giorni compaiono macchie verdi. Una fetta biscottata fatta con lo stesso pane resterà un anno nello stesso barattolo senza cambiare. Le spore di muffa sono su entrambi. L’unica differenza è l’acqua che possono prelevare.
La disponibilità dell’acqua si misura con l’attività dell’acqua, a_w. È la pressione di vapore dell’acqua sopra un prodotto divisa per la pressione di vapore sopra acqua pura alla stessa temperatura. Per l’acqua pura a_w = 1. Per il pane fresco è circa 0,96, per la fetta biscottata circa 0,3.
La maggior parte delle muffe ha bisogno di un’a_w non inferiore a 0,8. Le più resistenti cominciano a crescere intorno a 0,7. Sotto 0,6 non cresce quasi nulla. Per questo il grano si conserva secco, gli archivi si tengono a un’umidità dell’aria di circa 50 % e la marmellata si cuoce con molto zucchero.
01 · Definizione
pressione di vapore · isoterma · soglia di crescitaL’acqua di un prodotto può essere libera o legata. L’acqua legata è trattenuta da amido, proteine, zucchero e sale. Più forte è la presa, meno molecole d’acqua passano nell’aria sopra il prodotto. Perciò la pressione di vapore sopra il prodotto è minore di quella sopra acqua pura. Il loro rapporto è l’attività dell’acqua.
Se un prodotto rimane in un volume chiuso, l’aria sopra di esso si porta in equilibrio con esso. Allora l’umidità relativa dell’aria diventa uguale a a_w moltiplicata per 100. Si sfrutta questo: a_w si misura con un igrometro in una piccola camera sopra il campione.
Il legame tra il contenuto d’acqua di un prodotto e la sua a_w si chiama isoterma di sorbimento. Ogni materiale ha la sua. Un grano con 14 % di umidità e una carta con 8 % di umidità possono avere la stessa a_w. E per la muffa conta proprio l’a_w: decide se il fungo può prelevare l’acqua.
Quando compaiono le prime macchie
In alto c’è un barattolo di vetro con un campione: pane, grano, un libro o marmellata. Con il cursore imposti l’umidità dell’aria nel barattolo oppure, per la marmellata, la quota di zucchero. Il campione si porta a poco a poco in equilibrio con l’aria, e la sua a_w è mostrata dall’igrometro. Il tempo scorre in giorni. Tre muffe aspettano la loro soglia: l’Aspergillus xerofilo cresce da 0,70, il Penicillium da 0,80, il Mucor da 0,90. Quando a_w supera una soglia, le spore germinano e le colonie si estendono. L’azzurro indica l’acqua, il verde la muffa, il rosso le soglie. In basso ci sono tre viste. «a_w per giorno» mostra come cambia l’attività del campione e quando sono comparse le colonie. «Isoterma» mostra quanta acqua contiene il materiale a ogni a_w. «Tempo alla muffa» mostra quanti giorni si aspetta la prima colonia a diversa a_w.
Il barattolo mantiene l’umidità del pane stesso
In un barattolo chiuso il pane non ha dove cedere la sua acqua. Un po’ d’acqua passa nell’aria, e l’aria diventa presto umida come il pane, circa 95 %. Dopo il pane quasi non si secca più, e alla muffa basta l’acqua. Se si apre il barattolo o si mette accanto del gel di silice, l’aria si fa più secca e il pane cede la sua acqua. Quando la sua a_w scende sotto 0,7, la muffa smette di crescere. Così si ottiene la fetta biscottata.
02 · Conversione
umidità dell’aria · alimenti · soglie dei microbiDall’attività dell’acqua al contenuto d’acqua di un materiale
Inserisca a_w, l’umidità relativa dell’aria o la pressione di vapore. La prima scheda mostra la pressione di vapore, il contenuto d’acqua di pane, grano e carta a questa a_w e quali microbi possono crescere. La seconda raccoglie la a_w di alimenti e oggetti comuni. La terza dà le soglie di crescita dei microbi.
L’a_w stessa cambia poco con la temperatura. Ma raffreddandosi, l’aria vicino a una parete fredda può raggiungere il punto di rugiada. Allora l’acqua si deposita sul vetro del barattolo o sulla parete di un archivio, e lì a_w è uguale a uno. Perciò le cose umide non vanno messe contro una parete fredda.
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04 · Strumenti di misura
camera con sensore · specchio raffreddato · misuratore di umidità · loggerL’attività dell’acqua si misura nell’aria sopra il campione
Analizzatore dell’attività dell’acqua
Il campione si mette in una capsula di plastica e si fa scorrere in una piccola camera chiusa. In pochi minuti l’aria nella camera si porta in equilibrio con il campione. Un sensore capacitivo misura l’umidità dell’aria e un termometro la temperatura. Lo strumento mostra l’a_w e la temperatura a cui è stata rilevata. Il metodo è descritto nella norma ISO 18787.
Specchio raffreddato
Sopra il campione c’è un piccolo specchio, raffreddato da una cella di Peltier. Un raggio di luce si riflette dallo specchio in un fotorivelatore. Quando sullo specchio si forma la rugiada, il raggio riflesso si indebolisce e lo strumento memorizza la temperatura dello specchio, il punto di rugiada. Dal punto di rugiada e dalla temperatura del campione si calcolano la pressione di vapore e a_w. È il metodo più preciso, fino a ±0,003.
Misuratore di umidità del grano
In un silo non si misura a_w ma l’umidità del grano. Il grano si versa in una cella tra due piastre e lo strumento ne misura la capacità elettrica, che l’acqua cambia molto. Con l’isoterma l’umidità si converte in a_w. Per il frumento, 14 % di umidità corrispondono a un’a_w di circa 0,7 a 20 °C, perciò il grano si essicca fino a 13—14 %.
Logger in un archivio
La carta da sola quasi non ammuffisce finché l’aria intorno è asciutta. In archivi e biblioteche sugli scaffali si mettono piccoli logger che ogni ora registrano umidità e temperatura. Se l’umidità dell’aria resta a lungo sopra 65—70 %, la carta si porta alla stessa a_w e sui dorsi compaiono macchie. I depositi mantengono un’umidità di circa 45—55 %.
05 · Regole di scrittura
frazione di uno · temperatura · differenza dall’umiditàa_w si scrive come frazione di uno e con la temperatura
L’attività dell’acqua si scrive come un numero da 0 a 1 con due o tre cifre decimali, senza unità. Accanto si indica la temperatura a cui è stata misurata. Il contenuto d’acqua di un prodotto si scrive a parte e in percentuale, con l’indicazione se riferito alla massa umida o secca.
L’attività è una frazione di uno, mentre 72 % è già l’umidità relativa dell’aria in equilibrio. «0,72 %» confonde le due notazioni. 14 % è l’umidità del grano, non la sua attività. La soglia 0,70 si riferisce all’a_w, non all’umidità del materiale. Lo strumento non dà cinque cifre decimali. E l’umidità dell’aria senza temperatura è incompleta: raffreddandosi, la stessa aria può formare rugiada.
06 · Unità vicine
micologia · pressione · soluzioneL’attività dell’acqua è il rapporto di due pressioni di vapore, perciò il suo vicino più prossimo è il pascal. Zucchero e sale la abbassano attraverso la concentrazione di una soluzione, che si misura in moli per litro. La velocità con cui cresce la muffa quando ha acqua a sufficienza è mostrata dalla scheda sulla crescita del micelio.
Pressione di vapore: 3169 Pa sopra l’acqua a 25 °C.
MPiù forte è lo sciroppo, più bassa è l’a_w.
K_rVelocità della colonia quando l’acqua basta.
07 · Sezione storica
archivio · dall’igrometro a capello a ISO 18787Come si è capito che ai microbi non importa l’acqua ma la sua attività
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a_w ha senso solo all’equilibrio
Un capello umano si allunga quando l’aria si fa umida e si accorcia quando si secca. Su questo si basa l’igrometro di de Saussure del 1783: un capello è teso da una piccola molla e, tramite una leva, fa ruotare una lancetta. Mostra l’umidità dell’aria, non quella del prodotto. Ma se un prodotto sta a lungo accanto in un volume chiuso, i due numeri coincidono.
La parola chiave è «a lungo». Il pane fresco appena messo in una stanza asciutta cede acqua, e l’aria sulla sua superficie è più umida di quella della stanza. Finché lo scambio dura, l’a_w è diversa sulla crosta e al centro della mollica. Perciò la norma richiede di attendere l’equilibrio e di mantenere costante la temperatura.
A destra si vede che cosa accade senza equilibrio. La lancetta del sensore salta prima all’umidità della stanza e solo dopo si avvicina lentamente all’a_w del campione. Si registra il valore a cui si ferma.
Le sette unità di base del SI
Catalogo delle grandezze
Micologia e acqua · 12 schede
Una goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.
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