Etilometro

L'etilometro è uno strumento di misurazione utilizzato per determinare il valore dell'alcool, ovvero dell'etanolo contenuto nel sangue. In Italia sono omologati gli apparecchi in grado di misurare tale concentrazione attraverso l'analisi dell'aria alveolare espirata.

L'etanolo, dopo essere ingerito, viene rapidamente assorbito dallo stomaco e dall'intestino tenue e si distribuisce in tutta l'acqua corporea (che, per l'organismo umano, ammonta a circa 0,55 l/kg). La maggior parte (circa il 90%) dell’etanolo viene metabolizzato nell'organismo, mentre una piccola parte viene eliminato nelle urine, nel sudore e nell’aria espirata: il rapporto di etanolemia (concentrazione di etanolo nel sangue) e aria alveolare è relativamente costante, 80 mg di etanolo per 100 ml di sangue producono 35 µg/100ml di etanolo nell'aria espirata .

La concentrazione alcoolemica viene indicata in g/l, in modo da determinare il superamento dei limiti fissati dal codice della strada attualmente pari a 0,5 g/l.

Nascita

Nel 1954 Robert Borkenstein (1912 – 2002), un ex capitano della polizia dell'Indiana, inventò l'etilometro, cioè lo strumento che permette di misurare il livello di alcool nel sangue. Prima di esso l'alcool veniva misurata attraverso il prelievo del sangue e quindi oltre ad essere una misura invasiva, non era neanche fatta in tempo reale. Quindi l’etilometro cambiò radicalmente il modo di misurare l'alcolemia. Bisogna però dire che la sua misura, anche se molto precisa, non è assoluta, cioè varia da persona a persona a seconda di molti fattori personali come ad esempio il metabolismo o la quantità di grasso.

Principio di funzionamento

Il principio chimico che sta alla base del funzionamento di questo strumento di misura è la legge di Henry (1803): “Un gas che esercita una pressione sulla superficie di un liquido, vi entra in soluzione finché avrà raggiunto in quel liquido la stessa pressione che esercita sopra di esso”. Infatti, l’alcool contenuto nelle bevande, una volta assorbito dall’organismo, entra in circolo con il sangue e ci resta fino alla sua espulsione. Si può quindi considerare il sangue come una soluzione acquosa contenente una certa percentuale di alcool. Di conseguenza, il vapore (contenuto nell'aria che espiriamo) è in equilibrio con tale soluzione, e in particolare la percentuale di alcool registrata dall'etilometro in tale vapore è proporzionale (ma non uguale) a quella contenuta nel sangue, secondo la citata legge di Henry e la correlata legge di Raoult (1886).

L'alcool

Per poter misurare correttamente il livello di alcol, bisogna tenere in considerazione che il nostro organismo assorbe tutto l’alcol ingerito dopo circa 1 ora e che, essendo molto lento il suo metabolismo, resta in circolo per molte ore diminuendo pian piano (10 – 15 ml di alcol all’ora). La proprietà più importante dell’etanolo per cui può essere rilevato nell’espirazione umana è che quando il sangue contenente l’alcol attraversa la zona dei polmoni espelle attraverso la respirazione parte di esso, che è sempre proporzionale alla quantità presente in quel momento nel sangue. Per questo motivo analizzando la quantità di alcool etilico espulso con la respirazione si può misurare il livello di alcolemia.

Etilometro chimico

Costituito da una fiala contenente un preparato chimico che reagisce con l'etanolo contenuto nell'espirato e un palloncino necessario per catturare un'esatta quantità di espirato. Il Ministero della Salute nel 2008 ha classificato questo strumento inserendolo nella categoria dei ”preparati o composti chimici”diversa dalla categoria degli “articoli” generici, dato che la sua funzione primaria è data dalla reazione del reagente chimico contenuto al suo interno e non dalla sua forma o grandezza. Di fatto dal 2010 sono cambiati i parametri di certificazione per questo strumento, imponendo maggiore rigidità e severità a tutela della salute pubblica e per l'ambiente.

In commercio ce ne sono 2 tipi :

1) Uno contenente un reagente(Bianco)con sali naturali e biodegradabili; molto veloce e preciso metrologicamente(95%) in possesso di certificato metrologico attestante l'affidabilità.

2) Uno contenente un reagente(giallo)al dicromato di potassio(sostanza cancerogena e mutogena); in grado di dare una lettura approssimativa del tasso alcolemico.

Modalità di utilizzo

Nel modello (n.1) con reagente bianco si rimuovono i due tappi dalle estremità della fiala e si gonfia il palloncino precedentemente applicato alla sua uscita, quindi si procede alla lettura se il reagente bianco ha virato di colore. Sulla fiala sono riportati tre colori di riferimento che indicano il grado di alcolemia, pertanto è sufficiente confrontare il colore del reagente per comprendere il proprio stato alcolemico, con una approssimazione del 5%-10% rispetto al valore reale.

Nel modello (n.2) al dicromato di potassio(giallo) si rimuovono i due tappi dalle estremità della fiala o si comprimono le estremità a secondo del modello utilizzato, si gonfia il palloncino totalmente (1 litro di aria), quindi si svuota, inserendo il lato della fiala nella valvola del pallone, (dove precedentemente si è soffiato), si schiaccia il palloncino con entrambe le mani, per permettere all'espirato di attraversare la fiala e quindi si procede alla lettura. Sulla fiala sono riportati uno o più segni di demarcazione che indicano approssimativamente la concentrazione alcolica del livello alla quale essa è stata tarata.

Reazione chimica

Gli etilometri con preparato chimico, si distinguono dal reagente che contengono: - Al dicromato di potassio e senza dicromato di potassio(coperto da brevetto recente). L’ etilometro(2) con reagente al DiCromato di Potassio, Acido Solforico, silice amorfa: - Attraverso una ossido-riduzione si ottiene Solfato di Cromo, Solfato di Potassio, Acido Acetico e Acqua. Quindi l'etanolo (un alcol) subisce un'ossidazione diventando acido acetico (un acido carbossilico) e il cromo si riduce da +6 a +3.(sostanza considerata pericolosa) . La caratteristica che permette di misurare la quantità di alcool è la variazione di colore che subisce il reagente. Infatti il Potassio DiCromato è di colore giallo–arancio mentre il Solfato di Cromo è di colore verde–blu. Da questa variazione si rileva la quantità di etanolo presente perché, ovviamente, più etanolo è presente nel palloncino, più questo reagirà con i sali facendo reagire il Potassio DiCromato, causando una colorazione più intensa.

Nell'etilometro(1) senza dicromato di potassio, la colorazione va dal bianco(senza alcool) al rosa e fino all'amaranto in presenza di una alta percentuale di alcool(etanolo).

Certificazione ed etichettatura =

E’ importante ai fini della certificazione e dell’etichettatura del prodotto, annotare che la Commissione Europea Reach nel 2009 ha inserito questo test nella categoria dei "preparati" chimici,(in quanto il dicromato di potassio contenuto bella fiala dell'etilometro è considerato una sostanza altamente cancerogena e mutogena,(CR.46-49 di Classe 1 e 2), limitandone l'uso al pubblico se il contenuto del dicromato di potassio supera lo 0,09.%(<0,1%) rispetto al peso del suo reagente(e non più rispetto al peso della fiala). Considerando che dopo l'uso questo strumento viene gettato nell'ambiente "aperto" senza protezione per il reagente, non è più possibile considerare l'influenza del suo contenitore nel calcolo del rapporto peso/volume e pertanto la soglia di contenuto pericoloso data dalla somma della quantità dicromato di potassio assieme all'acido solfgorico, si alza notevolmente. Per una comprensione più facile di questo calcolo come esempio potremmo dire che il rapporto di un sostanza dentro una fiala di vetro e molto inferiore se fosse dentro una fiala di metallo e meglio concludendo, il rapporto di pericolosità/richio( CR=0,1% )avrà un valore molto più alto prendendo in esame il solo peso del reagente rispetto al peso della sostanze pericolose in esso contenute,come indicato dalle nuova direttiva e dal Ministero della Salute. I prodotti che superano i coefficienti di rischio hanno obblighi di etichettatura e devono riportare chiaramente sulla confezione la descrizione della sostanza che contribuisce al rischio d'uso ed in questo caso tali prodotti non possono essere venduti ad un pubblico profano. Sicurezza ed affidabilità metrologica: Altro importante aspetto da considerare nell'uso di un etilometro chimico è la precisione metrologica, che arriva al 95% nelle fiale senza cromo ed appena al 70% in quelle con dicromato di potassio. È inevitabile la considerazione che ne deriva: Per testare un livello alcolemico è consigliabile utilizzare etilometri che attestano la precisione metrologica attraverso un certificato metrologico emesso da un Organismo Autorizzato dal Ministero.

Etilometro elettronico

Etilometro elettronico

Composto da un corpo macchina, un boccaglio e un display. Il funzionamento dell’etilometro elettronico a differenza di quello chimico non utilizza nessun sale o reazione chimica per la misura, ma si avvale di sensori di gas che rilevano la presenza di alcool. L’utilizzo di questa apparecchiatura non si differenzia tanto da quello dell’etilometro chimico, il concetto è sempre quello di soffiare in un contenitore, però in questo caso si soffia direttamente sul sensore attraverso il boccaglio. In più prima di effettuare la misurazione si deve attendere un periodo di tempo per far sì che il sensore si riscaldi e funzioni correttamente. La lettura del valore avviene tramite il display che riporta l’esatto valore.

Semiconduttori e sensori

Tutti i semiconduttori e sensori, hanno una durata limitata e sono delicatissimi: risentono dell'umidità, dell'inquinamento, e si saturano con l'uso.Pertanto è bene sempre controllare le dichiarazioni all'uso prima di affidare la propria vita ad uno strumento se non certificato metrologicamente e per l'affidabilità nel tempo. I sensori usati nell’etilometro sono del tipo a semiconduttore, cioè utilizzano un semiconduttore come elemento sensibile per la rilevazione. Il semiconduttore usato di solito negli etilometri è l'Ossido di Stagno che fa parte dell’elemento sensibile. I sensori sono composti al loro interno da una piccola piastrina di ceramica sulla quale si trovano un elemento sensibile e uno riscaldante. L'elemento sensibile è costituito da un sottile strato di piccolissimi granuli di biossido di stagno o di altri ossidi di elementi di transizione come zinco, tungsteno, molibdeno. L'elemento riscaldante è, invece, un normale resistore che serve esclusivamente per portare alla temperatura di funzionamento il sensore. Il semiconduttore reagisce con l’aria mettendo in comune degli elettroni, causando la formazione di una barriera di potenziale, cioè una tensione che si oppone al passaggio di elettroni. In condizione normale, ad esempio con solo ossigeno, questa barriera è molto alta, ma con la presenza di un gas riducente, nel nostro caso l’etanolo, l’ossigeno reagendo con esso non reagisce con il semiconduttore e quindi si ha una diminuzione della barriera. Da questo di deduce che l’elemento sensibile ha una resistenza inversamente proporzionale alla quantità di gas riducente, in altre parole più etanolo è presente nel fiato minore sarà la barriera di potenziale.

Specifiche per le forze dell'ordine

Tutti gli etilometro usati dalle Forze dell’Ordine devono avere per legge delle determinate caratteristiche, che sono:

• Campo di misurazione: misurazione alcolemia nel sangue compreso tra 0,20 e 3,00 grammi
• Esattezza misurazione: l’errore della misurazione non deve superare lo 0,05 ‰
• Indicazione stato di attesa: devono indicare quando sono pronti ad effettuare la misurazione tramite un led o un segnale acustico
• Indicazione nullità misurazione: devono indicare tramite segnale ottico o acustico se la misurazione non è stata effettuata correttamente (volume aria espirata).
• Indicazione risultato misurazione: deve essere visualizzata su un display in grammi di alcool per chilogrammo di peso corporeo, con due cifre dopo la virgola.
• Azzeramento: dopo la misurazione si deve portare a zero automaticamente.
• Fattore di conversione: deve essere utilizzato un fattore di conversione pari a 2 000 l/kg per la conversione di tasso di alcolemia nell’aria espirata misurato in tasso di alcolemia nel sangue.
• Volume, durata e potenza espirazione:

il volume deve essere compreso tra 1,2 e 1,5 litri

l'aria deve essere espirata per non più di 15 secondi

la potenza non deve superare i 0,2 W

Burocrazia e calcolo tasso alcolemico

• La prima legge italiana che permette l’uso dell’etilometro è il decreto legge 285 art. 186 del 30 aprile 1992. Da quel momento in avanti le Forze dell’Ordine hanno usato sempre maggiormente questo strumento.
• Il limite di tasso alcolemico per il guidatore in Italia è fissato a 0,00 g/l per i neopatentati (coloro che possiedono la patente da meno di tre anni) e 0,50 g/l per gli altri guidatori. Se si supera questa soglia, le sanzioni sono molto pesanti e variano a seconda della fascia in cui rientra lo stato di ebbrezza accertato dall'etilometro (tra 0,51 e 0,79; tra 0,80 e 1,49; oppure oltre 1,5 g/l). La prima soglia, ovvero una guida in stato di ebbrezza tra lo 0,5 e gli 0,8 g/l, non costituisce reato a differenza delle successive 2 soglie; questo per effetto della riforma del codice della strada del 29 luglio 2010. L'ammenda parte da 500 e arriva fino 6.000 euro, inoltre sono previsti l'arresto fino a un anno e la sospensione della patente di guida fino a 2 anni e, in alcuni casi, anche la confisca del veicolo. Le pene si aggravano qualora il conducente in stato di ebbrezza abbia provocato un incidente stradale, anche di lievissima entità.
• È possibile calcolare in modo approssimativo il proprio tasso di alcolemia, basta usare questa formula dove

Ga = Grado alcolico della bevanda

V = volume della bevanda ingerito (in ml)

P = peso corporeo (in kg)

K = coefficiente di diffusione

Quest’ultimo varia a seconda del sesso: M = 0,73; F = 0,66

$Tasso\ alcolico\ [g/l] = \frac{Ga\times V \times 0,008\times 1,055}{P \times K}$

dove la costante 1,055 è il peso specifico del sangue.

• Un altro fattore che influenza il tasso alcolemico è la presenza di tessuto adiposo (grasso). Infatti si è notato che negli individui più grassi, a parità di alcool ingerito e di peso corporeo hanno un livello di alcolemia maggiore rispetto ad uno più magro. Questo perché il grasso occupa spazio e quindi si ha meno acqua in corpo e l’alcol quindi è più concentrato.
• Alcuni sostengono che mangiando una mentina si possa eludere il controllo dell'etilometro. Tuttavia questa credenza non ha alcun fondamento scientifico, e diversi esperimenti indipendenti hanno dimostrato l'inefficacia di questo metodo, che molto probabilmente è da considerarsi una leggenda metropolitana.

Voci correlate

• Alcolismo
• Esotossicosi
• Ubriachezza
• Sospensione della patente di guida

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Collegamenti esterni

• Principi di funzionamento dei sensori di Alcool Etilico

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