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Agosto 2021 | Viñas

Humidificación de alta presión en bodegas:

Cómo disminuir en hasta un 50% la evaporación anual del vino en barricas

En la elaboración del vino, el proceso de guarda es una etapa fundamental para conseguir las características organolépticas deseadas, permitiéndole alcanzar su máximo potencial. Este proceso de reposo y maduración en barricas de madera puede extenderse por un periodo que va desde algunos meses hasta varios años. Mientras esto ocurre, existe pérdida de volumen producto de la evaporación del vino como consecuencia de las condiciones ambientales reinantes al interior de las bodegas, en cantidades que pueden alcanzar hasta el 5 o 6% de su contenido anualmente. Esto, si consideramos barricas con un volumen promedio de 225 litros, se traduciría en 13,5 litros de vino perdidos al año por concepto de guarda en cada una de las ellas. Si esto lo multiplicamos por el número de barricas que se encuentran en la bodega, el volumen perdido nos sorprenderá.

Sebastián Johnson, Gerente General Proyectos Industriales Johnson.

Valentina Vesely, Jefa Investigación y Desarrollo Proyectos Industriales Johnson.

En respuesta a esta pérdida constante de volumen, el relleno de barricas es una actividad que se realiza de forma periódica en las bodegas de vino, recibiendo cada una de ellas, recargas de forma mensual o bimensual, dependiendo de la capacidad del personal destinado a estas labores y del tamaño de la bodega. Este fenómeno es considerado como parte natural del proceso de guarda y el volumen evaporado dependerá de las condiciones ambientales (temperatura y humedad relativa) en la guarda de las barricas.

Sebastián Johnson.

¿POR QUÉ SE EVAPORA EL VINO?

Antes de entrar de lleno en cómo disminuir la evaporación es necesario entender por qué ocurre. Este fenómeno tiene lugar debido a la diferencia de presión de vapor (PV) que hay entre el vino contenido al interior de la barrica y el ambiente externo, que correspondería a la bodega en la cual se encuentran almacenadas las barricas. Para determinar la PV de estos dos elementos se necesita conocer la temperatura y la humedad de cada uno de ellos. Luego de obtener ambas presiones de vapor estas se comparan. La humedad se desplazará desde donde hay mayor PV hacia donde hay menor PV. En general, la PV al interior de las barricas es mayor que el de la bodega en la cual se encuentran, pero la magnitud de esta diferencia variará dependiendo de la eficiencia en el manejo de la humedad y temperatura que se realice.

¿POR DÓNDE SE PIERDE EL VINO?

Para entender mejor el concepto de evaporación del vino, es importante saber que las barricas tienen un grado de permeabilidad. Es decir, no se trata de un contenedor hermético, sino que existe un cierto intercambio de gases con el ambiente debido a la porosidad de la madera. Este contacto está dado por las duelas de las barricas, que pueden tener diferentes permeabilidades, permitiendo una mayor o menor oxigenación del vino. A mayor porosidad de la madera, mayor será el intercambio gaseoso entre el interior y el exterior de la barrica.

Valentina Vesely.

¿QUÉ PROBLEMAS GENERA LA EVAPORACIÓN?

Pérdida de litros de vino por evaporación: Los volúmenes de pérdida de vino mensual son fácilmente calculables para la realidad de cada bodega, y esto se hace mediante el registro del volumen repuesto mensualmente por barrica. Así, conociendo este valor y teniendo en consideración el número de barricas almacenadas en esa bodega, se puede tener una noción muy certera del volumen total de vino que se está perdiendo anualmente en esa condición.

En la siguiente tabla se puede calcular la pérdida de vino en litros en un período de 12 meses de guarda, según el porcentaje de evaporación anual y la cantidad de barricas. Por ejemplo, si se considera un 6% de evaporación anual en una bodega con 10.000 barricas, existirá una pérdida anual de 135.000 litros por concepto de evaporación. Mediante el uso de sistemas de humidificación de alta presión bien implementados al interior de las bodegas, será posible disminuir hasta un 50% esa evaporación, recuperando en el ejemplo anterior un total de 67.500 litros de vino anuales.

Cuadro 1. Cálculo anual de pérdida de vino (en litros) por evaporación en su guarda.

Sobre oxigenación del vino: La porosidad de las barricas permite la microoxigenación del vino almacenado en su interior, fenómeno necesario para su maduración. Sin embargo, ambientes con altas temperaturas y baja humedad relativa incrementarán la evaporación del vino desde la barrica hacia el ambiente, aumentando de esta manera el volumen de aire al interior de la barrica. Esto generará en el vino un efecto indeseado, pasando de la microoxigenación a la sobre oxigenación, activando y acelerando de esta manera procesos microbiológicos que causarán en el vino un deterioro irreversible.

Incremento del uso de recursos: Una alta evaporación en las barricas implica un incremento en la cantidad y frecuencia de las labores de relleno. Este aumento impactará directamente las jornadas hombre y jornadas de maquinaria que se necesiten para llevar a cabo esta labor.

HERRAMIENTAS PARA DISMINUIR LA EVAPORACIÓN

Para mitigar la influencia de las condiciones ambientales exteriores sobre el vino y su calidad, se han desarrollado estrategias que buscan disminuir las altas temperaturas provenientes del exterior en los meses calurosos, y aumentar la humedad relativa durante todo el año. Una de ellas ha sido construir bodegas de vino subterráneas, a la antigua usanza. Bajo la superficie del suelo, la oscilación térmica será menor, la humedad relativa será mayor y las temperaturas no superarán un cierto nivel, permitiendo un ambiente óptimo para la evolución del vino durante la guarda.

Cuando las bodegas se encuentran sobre la superficie del suelo, que en Chile es lo habitual, los sistemas de climatización y de humidificación han demostrado tener excelentes resultados, tanto en la disminución de la evaporación del vino como sobre la temperatura del vino, evitando que se alcancen niveles que generarán un deterioro del vino.

Humidificación de una sala de barricas en una bodega de vinos.

Los sistemas de humidificación de alta presión han demostrado su utilidad al disminuir en un 50% la evaporación anual del vino. Sin embargo, la falta de control operativo o las malas prácticas pueden echar por el suelo cualquier esfuerzo, pues el sólo hecho de tener un sistema de humidificación no garantiza buenos resultados. El correcto uso de ellos en la cantidad y forma, y la objetivación del proceso mediante la medición constante de los parámetros, sí. Y ese es, precisamente, uno de los grandes problemas asociados: asumir que basta con tener instalado un equipo de humidificación, sin evaluar su correcto funcionamiento.

Igualar la PV: Con la humidificación, lo que se busca es hacer lo más similar posible la presión de vapor de la bodega con la presión de vapor que hay en el interior de la barrica. Cuando la diferencia entre ambas presiones de vapor es cero o cercana a cero, se podría afirmar que matemáticamente no habrá evaporación, y esto se puede conseguir mediante el manejo de la temperatura ambiental al interior de la bodega y de su humedad relativa.

Data logger en barrica.

Manejo de temperatura y humedad en bodegas: En general los enólogos consideran que la temperatura adecuada para la guarda del vino en barricas es del orden de los 13 a 15°. Una determinada temperatura ambiental puede lograr características positivas o negativas en la calidad del vino, pero también puede generar una mayor o menor evaporación. La humidificación, junto con incrementar la humedad relativa del ambiente, cumple también una función de climatizador, controlando los excesos de temperatura en el ambiente.

La humidificación es un proceso que se puede medir, desde el volumen de agua que emana desde cada boquilla de difusión, hasta la cantidad de humedad relativa que se busca generar en un determinado ambiente. Por lo tanto, es preciso entender que la humidificación tiene una forma de aplicarse y tiene que lograr algunos objetivos, como alcanzar de forma homogénea entre un 75 a 85% de humedad en el interior de las bodegas. Estos fines son primero ambientales, y cuando son alcanzados, por añadidura vienen los efectos secundarios como la reducción en la evaporación del vino. Por este motivo, el correcto uso de los equipos y el diseño de la instalación son puntos centrales en esta temática. Un error en ello traerá consecuencias directas en el efecto que se espera conseguir con el equipo. Por ejemplo, una bodega de 5.000 barricas necesitará una cantidad distinta de difusores de humedad que una que contenga 10.000.

Manejo operativo:

  1. a) Hermeticidad de las bodegas y manejo de puertas

No hay que olvidar que la humedad se produce muy fácil, pero se pierde más fácil aún. Muchas bodegas de vino en Chile carecen de una adecuada hermeticidad, por lo cual existe una alta probabilidad de que la humedad que se genere en el interior se pierda con mayor facilidad. Esto se evidencia, por ejemplo, al observar que muchas bodegas de guarda cuentan con puertas de gran tamaño. Estos amplios accesos permiten el fácil ingreso de maquinaria de todo tipo, sin embargo, presentan un problema grave, y es que pueden pasar varias horas del día completamente abiertas. Es importante tener en consideración también que cualquier intervención en términos de manejo de temperatura o humedad relativa que se haga al interior, tendrá un efecto menor si las puertas permanecen abiertas, pues habrá flujo entre el interior y el exterior tanto de humedad como de temperatura. Por eso se debe hacer un uso responsable y consciente de su apertura y cierre.

  1. b) Capacitación encargados de bodegas.

Como la humedad relativa puede medirse, mediante el uso de un higrómetro —instrumento para medir la humedad del aire— se podría observar cómo disminuye la humedad generada por un equipo de humidificación al interior de una bodega al mantener las puertas abiertas. Capacitar e involucrar a los trabajadores en el proceso de guarda tendrá un rol importante en disminuir la evaporación del vino. De esta manera, se pueden enseñar los efectos que generan las distintas variables y se pueden evitar manejos indeseados.

Una buena práctica es generar la trazabilidad de las variables en el tiempo que transcurra la guarda, que tienen relación con aportar a la calidad final del vino. Entre estas mediciones están la temperatura del vino, temperatura ambiental, humedad relativa ambiental, volumen rellenado en las barricas y el tiempo que transcurre entre un relleno y otro. Estas mediciones deben ser periódicas y en lo posible utilizando sensores de medición continua con registrador de datos. Esta información nos podrá ayudar a conocer si las condiciones de guarda fueron las óptimas para la calidad del vino.

Relleno de barricas.

EN RESUMEN: LOGROS DE UNA ADECUADA HUMIDIFICACIÓN

Considerando que el vino almacenado en barricas sufre una evaporación anual que puede llegar hasta el 6%, se concluye que este porcentaje efectivamente se puede disminuir hasta la mitad con el uso de humidificadores de alta presión. La humidificación al interior de una bodega reducirá las pérdidas de volumen de vino producto de la evaporación a través del control de la temperatura ambiental y la humedad relativa. Además, estos sistemas tienen un rol importante en dos variables claves en el proceso de guarda del vino, que son la temperatura y la oxigenación. Primero, permiten evitar que la temperatura del vino llegue a niveles que puedan causar un deterioro irreversible. Y, segundo, la humidificación disminuye las pérdidas de volumen de vino, lo que reduce el riesgo de sobre oxigenación del vino con las consecuencias que esto conlleva. Por último, esta reducción en la evaporación disminuirá la mano de obra requerida para el manejo relacionado con el relleno de barricas, pues permitirá espaciar temporalmente este manejo.

Figura 1. Evolución de la temperatura ambiental a lo largo de la temporada al interior de una bodega de vino sin sistema de humidificación (SH) y con sistema de humidificación (CH) entre los meses de noviembre y abril.

Figura 2. Evolución de la humedad relativa del ambiente a lo largo de la temporada al interior de una bodega de vino sin sistema de humidificación (SH) y con sistema de humidificación (CH) entre los meses de noviembre y abril.

ESTUDIOS: EFECTO DE LA HUMIDIFICACIÓN SOBRE LA EVAPORACIÓN DEL VINO

Al comparar distintas variables ambientales al interior de una bodega de guarda de vino con un sistema de humidificación en su interior y en una bodega con manejo tradicional, sin este sistema, entre los meses de noviembre y abril (periodo de tiempo en el cual que se alcanzan las mayores temperaturas y las menores humedades relativas en la zona central de Chile), se observó una disminución permanente de la temperatura ambiental, consiguiendo el sistema de humidificación reducir en a lo menos 2°C la temperatura promedio, mientras que la temperatura máxima se vio reducida en 3°C (Figura 1). De esta forma, se observó que el sistema de humidificación logró mantener al interior de la bodega una temperatura promedio menor a 17°C, cuando bajo condiciones normales sin humidificación la temperatura promedio registrada fue cercana a 19°C.

Figura 3. Evolución del déficit de presión de vapor (DPV) a lo largo de la temporada al interior de una bodega de vino sin sistema de humidificación (SH) y con sistema de humidificación (CH) entre los meses de noviembre y abril. Mientras más bajo sea el DPV menor es la evaporación.

Del mismo modo, la humedad relativa se vio afectada positivamente por el sistema de humidificación (Figura 2), logrando, en consecuencia, modificar el déficit de presión de vapor (DPV) que, como se puede observar en la figura 3, se mantuvo permanentemente bajo 1 kPa, acercándose a 0 en prolongados periodos de tiempo. Sin sistema de humidificación, en cambio, en el mismo periodo de tiempo, el DPV observado presentó una alta variabilidad, fluctuando sus valores entre 0 y 1,6 kPa.

Figura 4. Evolución de la temperatura del vino al interior de las barricas a lo largo de la temporada, en una bodega de vino sin sistema de humidificación (SH) y con sistema de humidificación (CH).

La temperatura del vino, factor de alta relevancia en su calidad final, se vio reducida con el uso de sistema de humidificación al interior de la bodega (figura 4), observándose un mayor efecto durante los meses de enero, febrero y marzo. Del mismo modo, la oscilación térmica entre el día y la noche fue menor en el vino contenido al interior de barricas ubicadas en una bodega con sistema de humidificación al comparar con barricas en una bodega sin este manejo. Específicamente, se pudo observar una disminución de más de 3°C en la temperatura máxima registrada en el vino mediante el uso de sistemas de humidificación.

Figura 5. Volumen de vino repuesto por barrica de forma mensual, expresado en términos porcentuales respecto del volumen total de la barrica, en barricas almacenadas en una bodega sin sistema de humidificación (SH) y en una bodega con sistema de humidificación (CH).

Para determinar la pérdida de volumen de vino por evaporación en cada bodega, se evaluó el volumen repuesto en cada barrica de forma mensual. El análisis de estos datos determinó que, promediando los meses de enero, febrero, marzo y abril (figura 5), las barricas ubicadas en la bodega con sistema de humidificación perdieron menos del 50% del volumen de vino, que aquellas ubicadas en la bodega sin sistema de humidificación. La mayor diferencia en los volúmenes repuestos se observó en el mes de febrero, en el cual se repuso un 0,6% del volumen total en las barricas de la bodega sin humidificación, mientras que en aquellas barricas ubicadas en la bodega con sistema de humidificación la cantidad repuesta fue de un 0,2% del volumen total de las barricas.

Como conclusión, durante los meses de enero hasta abril, mediante el uso de un sistema de humidificación al interior de una bodega de guarda de vino, se consiguió reducir en un 50% la pérdida de volumen de vino por evaporación.