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CIENCIA Y TECNOLOGÍA OTROS ARTÍCULOS CIENTÍFICOS  

Oxígeno y barrica. Estado actual del conocimiento

María del Álamo e Ignacio Nevares
UVaMOX. ETS Ingenierías Agrarias
Universidad de Valladolid. Palencia
www.uvamox.es; www.oxygenandwine.com

La elección de la barrica que mejor se adecua al vino elaborado es una tarea muy importante para el enólogo. Habitualmente la elección del tipo de roble, grado de tostado o tipo de barrica se realiza en base a criterios subjetivos, como la experiencia previa con los vinos de otras añadas y el consejo del tonelero o de otros enólogos. Existen muchos trabajos sobre la descripción de las características aromáticas y gustativas de las barricas fabricadas con maderas de diferentes orígenes y con distintos grados de tostado. Sin embargo, apenas existen trabajos sobre la cantidad de oxígeno que dejan pasar esas barricas hacia el vino y que por tanto, una vez construida la barrica definirá el proceso de envejecimiento.

Durante muchos años se ha constatado que efectivamente el oxígeno entra dentro de la barrica, aspecto ya descrito en los trabajos de Ribereau-Gayon en 1933 (Ribereau-Gayon, 1933) hasta los últimos trabajos de Vivas et al. en 1997 (Vivas & Glories, 1997). Siendo este ultimo trabajo el único que realiza la medida de la cantidad de oxígeno que entra en la barrica por cada uno de sus posibles puntos de ingreso, y en él se analizan únicamente dos barricas.

Este trabajo es una revisión de los resultados obtenidos por diferentes autores centrados en el estudio de los mecanismos relativos al oxígeno que se producen en la barrica durante el proceso de envejecimiento. Todos ellos intentan dar respuesta a diferentes preguntas que definen el proceso de envejecimiento: ¿cuánto oxígeno entra en la barrica? ¿Cómo entra el oxígeno en la barrica? ¿Qué fenómenos se producen?

¿Cuánto oxígeno entra en una barrica?

La barrica de roble es un recipiente permeable al oxígeno, característica que define los procesos de envejecimiento que se realizan en ella. Ribereau Gayon en 1931 (Ribereau-Gayon, 1933) estimó la entrada de oxígeno dentro de la barrica mediante la medida de la formación de SO4-2 en barricas llenas de una solución acuosa con 200 mg/L de SO2

2HSO3- + O2 + 2H2O → 2SO4-2 + 2H3O+

determinó que la cantidad de oxígeno que entra en una barrica cerrada herméticamente varía de 15 a 20 mL/L.año, mientras que en barricas abiertas se estimaron diferentes niveles según la época del año, desde 0,7 mL de oxígeno/L.año en primavera hasta 3,3 mL/L.año en otoño. Posteriormente, Frolov-Bagree (1951) constató la disminución de la entrada de oxígeno con el número de usos de la barrica, algo que se vio corroborado con los resultados obtenidos por Prillinger (1965): un nivel de 40 mL/1.er año, 30 mL/2.º año y posteriormente de 2,7 a 8 mL/L.año. Estos autores indican que la mayor parte del oxígeno disponible en el vino envejecido en barricas, se debe a los procesos de oxigenación previos que haya sufrido en la vinificación (bombeos, trasiegos, rellenos…).

Singleton en 1995 (Singleton, 1995) indicó que el oxígeno entra dentro de la barrica por la madera seca, y no por la húmeda. Este autor describe que, si la madera está húmeda, impregnada de vino, entonces no entra oxígeno hacia el vino (fig. 1).

 

Figura_1

Figura 1: Simulación de la entrada de oxígeno por la madera seca y la madera húmeda de las duelas (modificado de Singleton, 1995)


Posteriormente, Vivas y Glories entre 1993 y 1995 (Vivas, 1995; Vivas & Glories, 1993), realizaron una serie de trabajos sobre los niveles de oxígeno disuelto (OD) en el vino guardado en barrica. Encontrando que en barricas nuevas el vino contiene 0,3 mg/L de oxígeno disuelto y en barricas usadas 0,1 mg/L como máximo, hecho que achacaron a la colmatación de la madera por la materia colorante y sales de tartrato. También pusieron de manifiesto que la cantidad de OD del vino en el interior de la barrica variaba en función del punto de medida respecto de la distancia al tapón, siendo para todas las barricas estudiadas (1, 3 y 4 años) menor de 0,2 mg/L al medir en el fondo de la barrica y de 0,8 mg/L si se mide a 10 cm del tapón.

Estos mismos investigadores continuaron sus estudios y en 1997 analizaron diferentes barricas estableciendo que la cantidad de oxígeno que entra en barricas nuevas de Limousin es de 19,5 ± 1,5 mg/L.año y en barricas del centro de Francia es de 28 ± 1 mg/L.año, mientras que en barricas del centro de Francia usadas con 5 vinos, la tasa es de 10 ± 1,4 mg/L.año. Además también encontraron que si se emplea para el cierre de la barrica un tapón de madera la cantidad varía de 8 mg/L.año (con el tapón encima) a 36 mg/L.año (con el tapón de lado), y si se usa tapón de silicona (habitualmente genera un cierre hermético) la cantidad es mayor, hasta de 45 mg/L.año. Además en este trabajo, tras valorar la tasa de transferencia de oxígeno que entra en dos barricas nuevas de grano muy fino durante 6 meses, establecieron que el 21 % entraba por el tapón, el 63 % por las uniones entre duelas y el 16 % por la propia madera.

La cantidad de oxígeno que permea por la madera, depende del grano y grosor de la madera, y también de las condiciones de humedad en las que se encuentre. Estas son las principales conclusiones de los trabajos realizados por Vivas et al. en 2003 (Vivas, Debèda, Ménil, Vivas de Gaulejac & Nonier, 2003). Evidencian que la madera seca es mucho más porosa que la madera húmeda, del orden de 20 a 100 veces más según su grado de humedad (fig. 2).

 

Figura 2

Figura 2: Efecto de la humedad en la permeabilidad al oxígeno de la madera de roble. Nivel de oxígeno que entra en muestras de madera de 2 mm almacenadas bajo diferentes condiciones
(Fuente: Modificado de Vivas et al. 2003)


Por otro lado, constataron que cuanto mayor es el grosor de la madera menor tasa de transferencia de oxígeno. Así, mientras que una madera seca de 16 mm de grosor permea menos de 50 mg/L en 50 horas, si el grosor es de 2 mm se alcanzan más de 20 g/L en el mismo tiempo. En sus experimentos, también demostraron que la madera de grano fino es mucho más porosa que la madera de grano grueso (fig. 3).

Figura 3

Figura 3: Efecto del espesor de la duela y del grano de la madera en la permeabilidad al oxígeno de la madera de roble. (Fuente: Modificado de Vivas et al. 2003)


Al mismo tiempo otros autores (Kelly & Wollan, 2003) postularon que la madera actúa como una membrana semipermeable a los gases y que por ello, la cantidad de oxígeno que difunde se puede calcular atendiendo a la ley de Fick (dV/dt= K.d[V]/dx). El flujo de gas dependerá de la permeabilidad de la madera, de la diferencia de concentración entre el interior y el exterior de la madera y del espesor de la misma.

¿Cómo entra el oxígeno en la barrica?

Dentro de la barrica se producen una serie de fenómenos que determinan la mayor o menor entrada de oxígeno. Cuando la barrica está llena se produce una leve evaporación de agua y alcohol, proceso que puede dar lugar a un vacío de unos 120 mbar por término medio siempre y cuando la barrica está herméticamente cerrada. Estos aspectos han sido constatados por diferentes autores desde 1933 hasta nuestros días.

  • La evaporación de agua y alcohol ha sido estimada en valores de 1 a 9% anual (Ribereau-Gayon, 1933), 10% anual (Peterson, 1976), del 2 al 7% anual (Singleton, 1995), del 1% al 5% (Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre & Hanocq, 1998b; Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre, Micaleff & Sarris, 1994), del 7% (Feuillat, Perrin & Keller, 1994). Por otro lado, en el mismo sentido del proceso de evaporación (desde el vino, del interior hacia el exterior de la barrica), se produce la impregnación de la madera que va aumentando su humedad.
  • En una barrica herméticamente cerrada, cuando la cinética de evaporación del líquido es superior a la de entrada de gases, se genera un vacío dentro de la barrica. Peterson (Peterson, 1976) midió el vacío que se generaba durante un período de 30 meses en 6 barricas diferentes encontrando que en algunos casos no se generaba vacío y en otros éste alcanzaba hasta 175 mbar (fig. 4). Niveles semejantes encontraron Moutounet et al. (Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre & Hanocq, 1998b) tras el análisis de 6 barricas durante 6 meses (fig. 5). Estos autores concluyen que la generación del vacío dentro de la barrica no depende del origen de la madera, ni del número de usos que haya tenido. Por lo tanto, se puede decir que el vacío depende principalmente de si la barrica está cerrada herméticamente o no. Este vacío puede provocar modificaciones en el volumen de la barrica por compresión de los intersticios de las uniones entre duelas y por la curvatura de los fondos. Estas microdeformaciones fueron cuantificadas por Moutounet et al. (Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre & Hanocq, 1998b). Cuando la barrica no aguanta más la deformación, entonces empieza a aumentar el volumen del espacio libre en la parte superior de la barrica provocado por una evaporación del líquido muy superior a la entrada de gases.
Figura 4

Figura 4: Vacío medido dentro de diferentes barricas durante 30 meses. (Fuente: Datos de Peterson 1976)



Figura 5

Figura 5: Vacío medido dentro de diferentes barricas durante 6 meses. (Fuente: Adaptado de Moutounet et al. 1998).



  • La composición del gas de este espacio de cabeza en el interior de la barrica es variable en función del tipo de cierre que tenga la barrica. En general, este espacio se empobrece en O2 y se enriquece en CO2 (Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre & Hanocq, 1998b; Ribereau-Gayon, 1933) debido a la rápida de transferencia de oxígeno y el citado espacio de cabeza.

Figura 6

Figura 6: Microdeformaciones de la barrica, curvatura de los fondos


En resumen, se puede decir que la barrica es un recipiente en el que se produce la evaporación de agua y etanol dependiendo de la naturaleza de la madera (origen, usos, tipo de vino, precipitaciones tartáricas…) y de las condiciones ambientales de la bodega. La pérdida de volumen que varía de 300 a 600 mL puede provocar un vacío de hasta 175 mBar en el interior de la barrica. Al romperse el vacío o abrir la barrica, en la parte superior de la barrica se genera un espacio de gas cuya composición cambia, ya que por un lado entra aire con un 21 % de oxígeno que es consumido por el vino (bajando la concentración de O2 a un 9-5 %), lo que hace que este espacio se enriquezca en CO2. El equilibrio, entre la fase gas y la superficie del vino de este espacio, se alcanza en 3 semanas, a partir de las cuales todas las pérdidas por evaporación se reemplazan por aire (21 % O2). Esta entrada de oxígeno es la que define la tasa de transferencia de oxígeno de la barrica (OTR, de oxygen transfer rate) y que ha sido estimada por diferentes autores en valores desde 10 a 45 mg/L.año (Vivas & Glories, 1997, Moutounet, Mazauric, Saint-Pierre & Hanocq, 1998a, 1998b Ercoli & Cavini, 2008; Kelly & Wollan, 2003, del Alamo & Nevares, 2011).

Figura 7

Figura 7: Tasa de transferencia de oxígeno (OTR) de diferentes barricas. En azul, la dosis en mg/L.año; en verde, la dosis en mg/L.mes. 1: Vivas 1997; 2: Giovani y Cavini 2008; 3: Kelly 2003; 4: Moutounet 1998


La variabilidad de resultados nos indica que el OTR de cada barrica varía en función no solo de las características propias de la barrica, sino que también depende de las condiciones ambientales y de guarda. Todo ello define la tasa de transferencia de oxígeno de cada barrica, propiedad crucial y determinante en los procesos que va a sufrir el vino en la crianza en barrica. Su conocimiento debería estar al alcance del enólogo, que además de estar interesado en las características gustativas que la barrica va a transferir al vino (potencial aromático y tánico de la barrica) debería conocer la mayor o menor rapidez con la que van a evolucionar sus vinos en esas barricas. Este aspecto viene determinado por la mayor o menor oxigenación que permita cada barrica.

Agradecimientos

Los autores agradecen la financiación de la Junta de Castilla y León (proyecto referencia VA086A11-2) y del Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto referencia AGL2011-26931).


Bibliografía

Del Alamo, M.; Nevares, I.: «La transferencia de oxígeno en las barricas de roble hacia el vino. Actualización del estado del arte». Ponencia Invitada. XIII Congreso Latinoamericano de Viticultura y Enología, Santiago, Chile, noviembre 2011.

Ercoli, G.; Cavini, F.: «Ossigeno e legni alternativi alla barrique». En Ossigeno e Vino. Florència, 2008: 105-17.

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Moutounet, M.; Mazauric, J.P.; Saint-Pierre, B.; Hanocq, J.F.: «Gaseous Exchange in Wines Stored in Barrel». Journal des Sciences et Techniques de la Tonnellerie 1998a; 4. 131-45.

Moutounet, M.; Mazauric, J.P.; Saint-Pierre, B.; Hanocq, J.F.: Gaseous exchange in wines stored in barrels. Journal des Sciences et Techniques de la Tonnellerie 1998 (4); 131-145: 115-29.

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Ribereau-Gayon, J.: Contribution à l’étude des oxydations et réductions dans les vins.Burdeus: Universiat de Burdeus, 1933.

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[28.06.12]