El conocimiento de la permeabilidad al oxígeno de los tanques de envejecimiento o almacenamiento del vino es de gran interés en enología, ya que los procesos de maduración y estabilización del color requieren de la colaboración del oxígeno. La búsqueda de materiales alternativos a la madera utilizada en las barricas de crianza o la necesidad de obtener vinos más centrados en la fruta que en la madera ha puesto en el mercado depósitos de diferentes tipos de materiales tanto nuevos, como la vuelta a materiales abandonados hace años. El uso de materiales sintéticos para la construcción de estos tanques, que microoxigenan el vino ya que son permeables al oxígeno atmosférico, aún disuade a muchas bodegas europeas por su temor a dañar la percepción de los consumidores, que ven el envejecimiento como un proceso natural tradicional, aunque aceptan avances técnicos si es necesario. En comparación con los materiales sintéticos, principalmente el polietileno de alta densidad (HDPE) o el polidimetilsiloxano (PDMS), los llamados materiales naturales son una alternativa interesante.[1] Se pueden dividir en dos clases: los que se producen sobre la base de una formulación de diferentes componentes naturales como cerámica (Qvevri, terracota o loza), arcilla y hormigón (considerado como material natural), y, por otro lado, piedra cuya composición no es modificable y depende de su origen. Existe una importante demanda en el sector vitivinícola de información sobre el comportamiento de estos materiales con respecto al oxígeno atmosférico, ya que los datos ofrecidos por los fabricantes son contradictorios y no están respaldados por ninguna evidencia científica. En este artículo se detallan los principales resultados de los trabajos desarrollados en UVaMOX, que han sido publicados recientemente analizando la permeabilidad al oxígeno diferentes materiales

Prueba de permeación de oxígeno

Cuando se mide la permeación del oxígeno en un material es habitual realizar la prueba midiendo en seco que, aunque sirve para caracterizar el material desde la perspectiva física, está lejos de ofrecer valores que reflejen la realidad cuando se usan en bodega. Con esta idea, en un primer momento se estudió el flujo de oxígeno atmosférico que atraviesa el material seco, midiendo la variación en la presión parcial de oxígeno en la cámara de medición a lo largo del tiempo. Como ya se ha destacado, esta prueba no refleja el comportamiento del material que al ser poroso se moja en contacto con el vino en el depósito. Así, a continuación, se realizaron pruebas con el material húmedo, acondicionado durante 7 días en contacto con el vino modelo. Aunque esta situación es bastante cercana a la realidad no refleja completamente la situación real de uso de un depósito fabricado de ese material, pero permite hacer una comparación del comportamiento del material (seco vs. húmedo) con algún dato publicado de otros materiales. Cuando el material se ve afectado por la infiltración de un líquido que modifica su contenido de humedad o por la presencia de agua libre en su porosidad, su comportamiento se modifica sustancialmente como en el caso de la madera. [31,32,36] Esta situación llevó a proponer una nueva estrategia de medición para la caracterización de este tipo de materiales comúnmente utilizados en la construcción de recipientes de maduración y/o almacenamiento de vinos, que se infiltran fácilmente con el vino con el que están en contacto, como es el caso del barro cocido y el hormigón. El método propuesto se recoge en la patente WO2012107625A1.[23] Representa la situación más cercana a la realidad que sería realizar la medida de la tasa de permeación de O2 del material en contacto con vino, pero la gran avidez del vino por el oxígeno hace que si se utilizase vino real sería difícil cuantificar el oxígeno que ha permeado por el material, porque rápidamente es consumido por el vino. El ensayo se realizó con un vino modelo (H2O-EtOH 12,5% v/v y pH=3,5 con ácido tartárico) libre de oxígeno, lo que permitió medir la acumulación del oxígeno disuelto en el vino modelo a lo largo del tiempo.

Barro cocido

Este trabajo recopila los resultados de dos tipos de loza. Por un lado, se estudió el comportamiento de permeación de oxígeno de tinajas utilizadas para la fermentación, almacenamiento y crianza de vinos en diferentes regiones españolas, que han sido recuperadas y actualmente utilizadas en diferentes bodegas (en nuestro caso bodega Prado Reyen Burgos) (Figura1).

Figura 1 a) Tinajas en la bodega Prado Rey (Burgos, España) y b) probetas sin recubrir en bruto; c) probetas recubiertas con 85% de colofonía + 15% de cera de abejas; d) probetas recubiertas con 85% de cera de abejas + 15% de aceite de almendras y e) detalle de la composición de la pared del recipiente

 

Estas tinajas eran habitualmente muy porosas y muchas de ellas permeables al vino, lo que requería que su interior estuviera recubierto con algún impermeabilizante natural, siendo muy común el empleo de la cera de abejas para evitar la filtración del vino. En el marco del proyecto Glovalmavin, se analizaron tres piezas tomadas de una tinaja que se rompió durante su recuperación, una de las cuales fue estudiada como referencia, sin tratamiento alguno (EC), y las otras dos piezas recibieron diferentes tratamientos impermeabilizantes aplicados a su lado interno en contacto con vino. El primero de ellos, el tratamiento a) estaba formulado en base a un 85% de cera de abeja + 15% de aceite de almendras (en adelante cera de abeja-Ebee) y el segundo, el tratamiento b) una mezcla con un 85% de colofonía + 15% de cera de abejas (en adelante colofonía-Ecol). La colofonía es la fracción sólida de resina fresca obtenida de los pinos después del calentamiento para vaporizar los componentes volátiles de los terpenos líquidos. El tratamiento se aplicó al interior de las paredes de la tinaja en caliente, utilizando un cepillo y calor para garantizar que el producto se infiltrara adecuadamente en la tinaja.

Además de estas tinajas españolas, en un ensayo diferente se probaron piezas de tinajas conocidas como Qvevri que son vasijas de barro grandes (800-3500 litros), parecidas a ánforas, sin asas y originarias de Georgia, en el Cáucaso, que datan de aproximadamente 6.000 a.C. Se utilizan para la fermentación y almacenamiento de vino, a menudo enterradas bajo el nivel del suelo o colocadas en el suelo de grandes bodegas, puede variar en tamaño hasta <10 000 litros. Las muestras que se analizaron en el marco de la colaboración con el Qvevri Project, provienen de diferentes lugares de Georgia: Vardisubani cerca de Telavi (Kaheti); Samegrelo y Abhkazia (Makatubani) (Figura 2; en adelante muestras VNT, SAM E y ABK, respectivamente).

Figura 2 a) Vasijas Qvevri georgianas; b) regiones de origen de las cerámicas analizadas, Georgia. Piezas de vasijas y especímenes extraídos para las pruebas c) Vardisubani cerca de Telavi (Kaheti); d) Abhkazia (Makatubani), y e) Samegrelo

 

Los resultados de la primera prueba en seco de las muestras de tinajas españolas no tratadas mostraron valores de OTR (Oxygen Transmision Rate = Tasa de transmisión de oxígeno) muy altos (Tabla 1),

Tabla 1 Tasa de transmisión de oxígeno (OTR) de las muestras de barro españolas y georgianas (Qvevri) ensayadas con diferentes tratamientos de recubrimiento (valores en x104 cm3/ m2•día)

 

incluso más altos que los de las muestras cerámicas georgianas, posiblemente debido al menor espesor de las primeras. Por otro lado, las muestras de tinaja con tratamiento de cera de abeja y colofonía mostraron resultados OTR mucho más bajos, demostrando el efecto barrera producido por el recubrimiento, incluso con el material seco. Cuando las muestras se analizaron en modo húmedo, el OTR disminuyó considerablemente. Aunque los datos OTR medidos en modo húmedo parecen indicar que los valores más bajos se obtuvieron con las piezas EC, es necesario destacar que esto ocurre porque muchas de las piezas ensayadas estaban completamente empapadas de tal manera que todo el espesor de la cerámica estaba con toda su porosidad inundada de vino modelo. La difusión de oxígeno desde el exterior se ralentizó por completo y el vino modelo en esas piezas estaba mojando su cara exterior. Esto indica que sin el tratamiento de recubrimiento adecuado el recipiente perdería parte del líquido, aunque solo sea por evaporación, provocando un efecto de enfriamiento buscado en otro tipo de recipientes porosos como el botijo.

Los resultados de los ensayos realizados a las piezas Qvevri mostraron coeficientes de permeabilidad variables en muestras de diferentes regiones, siendo las más altas las de cerámica de origen VNT. Cabe recordar que el coeficiente de permeabilidad es una característica del material, independientemente del espesor de la pieza. Al realizar mediciones de permeación en muestras de las vasijas Qvevri con un espesor determinado, el flujo de oxígeno atmosférico a través de la pared del recipiente aún difería, a pesar de que el espesor de la pared del recipiente era mayor. Así los trozos de vasija VNT que eran casi un 40% más gruesas que las muestras de las tinajas SAME y ABK, mantuvieron las diferencias de OTR.

Cuando las muestras Qvevri se humedecieron con vino modelo por el lado que sería la cara interior del recipiente, se observó una fuerte caída de los valores de OTR (Tabla 1). La entrada de O2 disminuyó como era de esperar, ya que es un material poroso. Si las vasijas se utilizaran en su estado original, la absorción de líquido las haría completamente inapropiadas para almacenar vino, ya que en algunas piezas el líquido gotearía hacia el exterior de la vasija. Mientras que en las piezas de la tinaja española ya se sabía que no siempre son impermeables a los líquidos y se estudiaron los dos recubrimientos interiores ya descritos, en el caso de las piezas georgianas estos no estaban definidos. Para estudiar el efecto de un posible recubrimiento interior tradicional, las piezas Qvevri se secaron en un horno hasta peso constante, y luego se les aplicó cera de abeja pura en caliente, en diferentes fases acumulativas y se constató que la cantidad de cera (g/cm2) sí afectó a la permeabilidad al oxígeno del material. La Figura 3 muestra la disminución de la OTR de los tres tipos de vasija de las diferentes regiones georgianas analizadas en función de la cantidad de cera aplicada.

Figura 3 Evolución del OTR en las piezas de Qvevri de diferentes regiones en función del recubrimiento de cera de abeja

 

Esta disminución varió entre los tres tipos de piezas, dependiendo de las propiedades físicas de la cerámica. Así, la cerámica de las vasijas VNT, aunque la más densa, inicialmente ganó menos peso de cera en promedio durante los tratamientos. Sin embargo, después de varios días de tratamiento acumuló más cera a pesar de que tenía la porosidad más baja debido a su mayor densidad. A pesar de ello, la única muestra de ABK presentó la mayor caída en OTR, y así, al ser el material más denso, recibió menos cera y en consecuencia presentó la menor variación en OTR en sucesivos tratamientos con cera. Los sucesivos tratamientos con cera en muestras SAME permitieron una disminución de su OTR. Las muestras de vasija VNT con mayor espesor y menor densidad probablemente podrían acumular más cera y así disminuir su OTR.

 

Cerámica tipo gres

Para este trabajo, se obtuvieron muestras de gres de las dimensiones necesarias y de tres permeabilidades nominales diferentes, sinterizadas a diferentes temperaturas (muestras Gres 1, Gres 2 y Gres 3) de un reconocido fabricante de depósitos para enología (Clayver S.r.l., Savona, Italia) (Figura 4).

Figura 4 a) Vasija de arcilla de 250L y b) pieza extraída para su análisis donde se puede observar la estructura cerámica del material; c) Análisis SEM de diferentes piezas a tres temperaturas de sinterización 1028 °C, 1115 °C y 1127 °C, respectivamente (imágenes proporcionadas por Clayver, Savona, Italia)

 

La producción de gres con diferentes temperaturas de sinterización permite obtener piezas de diferente densidad de cocción que determinan la porosidad abierta y proporcionan a la cerámica una permeabilidad diferente al vapor de agua.[48] En el análisis de la permeación de O2, el coeficiente de permeación disminuyó con la densidad de cocción (Tabla 2),

Tabla 2 OTR (cm3/ m2•día) de las muestras de gres (Clayver S.r.l., Savona, Italia) (n = 2)

 

reduciendo la difusión y, como resultado, se puede obtener piedra arcillosa de diferentes propiedades OTR sin cambiar el espesor de la pieza ni modificar estructuralmente el material o su comportamiento frente el O2 atmosférico (Figura 5).

Figura 5 Variación de las propiedades de permeabilidad en función de la densidad en piezas de arcilla

 

Dada la baja absorción de líquidos notificada por el fabricante,[48] el material se probó en las condiciones de medición más cercanas a la situación real, en contacto con el vino modelo. Se observó que el comportamiento de las piezas con diferente densidad fue muy similar al obtenido en las pruebas en estado seco (Tabla 2), aunque los valores absolutos obtenidos fueron mucho menores. Esto demuestra que la medición en condiciones similares a las de uso real es necesaria para cuantificar el OTR del material. La baja absorción de agua indica que funciona con una tasa de oxigenación constante durante el tiempo de envejecimiento, lo que diferencia este material del funcionamiento dinámico de la madera de roble en barricas.[33] Los depósitos Clayver han sido evaluados en trabajos anteriores encontrándose tasas de OTR de 12,96 mg/L·año;[1] por lo tanto, sería muy posible fabricar recipientes con la mitad de las tasas actuales.

Hormigón

Desde hace unos años los depósitos de hormigón micro vibrado han vuelto como una alternativa a los clásicos depósitos de inoxidable. Mientras que algunos fabricantes aseguran que son completamente impermeables al O2 atmosférico, otros fabricantes defienden su capacidad de oxigenar el vino sin ofrecer cifras concretas, ya que probablemente no lo han medido. En este contexto y gracias a la colaboración de dos importantes bodegas españolas, en este artículo se presentan los resultados del estudio de diferentes bloques de hormigón construidos utilizando la formulación y el procedimiento habituales. El primer hormigón ensayado procede del fabricante de los depósitos de hormigón de Bodegas Ramón Bilbao en Haro, España (C-RB) (Figura 6),mientras que el segundo fue proporcionado por DVTec-vinicole (C-DVTec; Saint-Laurent-des-Arbres, Francia)(Figura 7), fabricante de los depósitos de la bodega Vega Sicilia en Valbuena de Duero, España.

Figura 6 Vista de a) bloques de hormigón fabricados con el hormigón analizado (Bodegas Ramón Bilbao, España), b) vista de un bloque de hormigón, y c) muestras seleccionadas para el análisis y d) otras piezas similares pero tratadas con epoxi en su interior

 

Figura 7 a y b) las piezas extraídas para el análisis junto a los bloques de hormigón suministrados, c) Vista de los depósitos de hormigón de la bodega Vega Sicilia (fabricante DVTec, Francia)

 

Estas muestras se analizaron en el modo seco, primero sin tratamiento alguno y después de ser franqueadas de acuerdo con el tratamiento de tartarizado recomendado por los fabricantes. Además, las piezas tartarizadas se analizaron en modo húmedo y bajo las condiciones habituales de uso, con vino modelo. Con el fin de analizar el papel que puede tener el tratamiento con epoxi que muchas veces se aplica al hormigón, en el OTR, se analizó un bloque recubierto por su cara interior con epoxi, procedente del fabricante de los depósitos de hormigón de Bodegas Ramón Bilbao. El grosor de los bloques de hormigón estudiados fue similar al utilizado en la fabricación de los depósitos. Es interesante destacar que los estudios encontrados que analizan la permeabilidad del hormigón a los gases,[22,45] siguen métodos de ensayo que utilizan una diferencia de presión de O2 gas de 1 bar entre ambos lados de la muestra de hormigón,[20,49-52] situación que se rige por la ley de Darcy. Esto es difícilmente comparable a la difusión de oxígeno, que se rige por la Ley de Fick y que es la que se produce durante el almacenamiento de vinos en este tipo de depósitos. Al medir la caracterización del hormigón seco C-RB como material, se puede afirmar que la tartarización, lejos de afectarlo negativamente, no disminuye la capacidad de permeación de oxígeno del material (Tabla 3).

Tabla 3 Principales resultados de permeación (OTR en cm3/m2∙día) de las muestras ensayadas extraídas de bloques de hormigón suministrados por Bodegas Ramón Bilbao (C-RB) (n = 8) y DVTec-vinicole (C-DVtec) (n=7)

 

Por el contrario, las piezas de hormigón C-DVTec probadas en modo seco mostraron valores de OTR de varios órdenes de magnitud inferiores a las piezas de hormigón C-RB (Tabla 3). Esto muestra que la composición del hormigón, tanto la proporción como el tipo de cemento y agregados, determinan su permeabilidad al gas y varían con cada fabricante. Eso ha sido probado y demostrado en estudios previos,[53,54] que a pesar de que se utilizaron diferentes metodologías, permiten hacer comparaciones. Las propiedades de las piezas de hormigón C-DVTec se vieron muy afectadas por el tratamiento de tartarizado, lo que podría explicarse por el hecho de que se trata de un hormigón de menor densidad y más porosidad, por lo que presumiblemente habría permitido que el ácido tartárico penetrara más en la cara tratada.

Cuando las piezas C-DVTec se humedecieron, su OTR disminuyó claramente en modo húmedo y en modo de contacto líquido (Tabla 3). Cuando las piezas de hormigón sin tratar se humedecieron durante 7 días en contacto con el vino modelo y luego se midieron nuevamente, se encontró una gran disminución de OTR, como cabría esperar de un material muy poroso. Esto se mitigó un poco cuando se trató con ácido tartárico, aunque la reducción fue aún importante. Aunque este tipo de pruebas nos permite reflejar el comportamiento de los materiales que se mojan y aumentan su contenido de agua o vino como es nuestro caso, en realidad no representa situaciones reales de uso. Por este motivo, y gracias a la prueba de medición con vino modelo y a la capacidad del equipo para medir la presión parcial de oxígeno tanto en gas como en líquido, se realizaron mediciones en las condiciones habituales de uso (tratadas con ácido tartárico y en contacto con un vino modelo) sobre ambos tipos de hormigón. El OTR en estas condiciones disminuyó significativamente en ambos tipos. Las piezas C-DVTec presentaron coeficientes de permeabilidad similares a los de las piezas C-RB (Figura 8).

Figura 8 Variación de las propiedades de permeabilidad en modo de contacto con el líquido (ácido tartárico acondicionado para el hormigón)

 

Así, la heterogeneidad de la composición de las piezas ensayadas (Figura 6c y 7b) mostró que el porcentaje de áridos y grava marcaba tanto la permeabilidad como el OTR, y una mezcla más o menos homogénea de los componentes del hormigón explicaría la variación en los resultados. Por lo tanto, la caracterización de muestras de pequeño diámetro, como era el caso, requería de un número suficiente de muestras para garantizar la correcta caracterización del material.

Granito

Existen en el mercado diferentes propuestas que usan rocas naturales, en particular el granito, para construir depósitos o incluso barricas. El granito es una roca plutónica ígnea formada esencialmente por minerales de feldespato, cuarzo, mica y anfíbol que se encuentran en diferentes proporciones. Las diferencias fundamentales entre estas rocas se basan en el tamaño de los cristales, la textura, las condiciones de su formación con la temperatura como causa principal, y que son características de cada zona y posición dentro del yacimiento.

En este trabajo se estudiaron bloques de roca granítica procedentes de dos yacimientos españoles en la Cordillera Ibérica, de la zona Ibérica Central y de la de Galicia, siete de granito claro (G-clear) y ocho de muestras oscuras (G-dark), color en función del contenido de mica del tipo biotita negra (Figura 9).

Figura 9 a) Vista de un depósito de granito en la bodega Mar de Frades (Meis, Pontevedra, España); b) bloque de granito perforado, y c) piezas de granito de las dos procedencias ensayadas donde se observa la diferencia en su composición, especialmente en mica del tipo biotita negra

 

Las muestras de granito tenían las mismas dimensiones que las de hormigón, presentaban una densidad mayor que las de cerámica lo que probablemente afectaba a su permeabilidad ya que la porosidad era menor. Ambos tipos de granito, aunque diferentes, tenían valores de densidad muy cercanos entre sí. El granito presentaba valores de propiedades físicas con una consistencia superior a la de los materiales formulados como el barro cocido o el gres. El coeficiente de permeabilidad del granito (2,79-28,2·10-11m3∙m/m2∙s∙Pa) fue dos órdenes de magnitud mayor que el del gres de Clayver (1,04-2,21·10-13m3∙m/m2∙s∙Pa) y muy inferior al del hormigón C-RB (6,58-7,24·10-8 m3∙m/m2∙s∙Pa). El granito como roca plutónica ígnea enfriada lentamente a partir de altas temperaturas (entre 1215-1260°C) a alta presión y la arcilla cocida y sinterizada a temperaturas entre 1085-1127 °C y enfriada lentamente, son comparables, ya que el material de las tinajas se ha cocido a temperaturas más bajas y el hormigón no es un material cocido. El granito es una opción habitual para albergar combustibles nucleares gastados en depósitos geológicos profundos por su baja permeabilidad a los gases. En estudios realizados con granito en geología se ha postulado que también puede reducir y amortiguar la entrada de oxígeno en aguas muy oxigenadas,[56] por lo que, aunque no se ha calculado experimentalmente, podría ser la explicación de los bajos valores de OTR obtenidos en ambos tipos de granito, especialmente en las medidas en modo de contacto líquido (Tabla 4).

Tabla 4 Resultados de permeación: OTR (cm3/m2∙día) y coeficiente de permeabilidad (m3∙m/m2∙s∙Pa) de las piezas de granito ensayadas

 

Las diferencias encontradas para ambos tipos de granito no son estadísticamente significativas, aunque otros estudios establecieron que, cuando se disponía de una mayor cantidad de biotita, la penetración de oxígeno era ligeramente menor.[57]

 

Comparación de materiales para la construcción de depósitos para vino

La caracterización de estos materiales permite una extrapolación de su comportamiento cuando se usan en la fabricación de depósitos y envases para enología, y una predicción de su rendimiento potencial en condiciones reales de uso en la bodega. Para ello se han utilizado los datos obtenidos en los ensayos de vino modelo, tanto en los dos tipos de hormigón (C-RB y C-DVTec) tartarizados como en los dos tipos de granito ensayados. Las mediciones obtenidas en el modelo de vino se transformaron, considerando la solubilidad del oxígeno en agua, y se estimó la relación entre la superficie externa de los depósitos y el volumen de vino contenido en depósitos de distintas formas geométricas. Para ello, se consultó a diferentes fabricantes y se determinó la relación superficie (m2)/volumen de vino (L) para cada forma y tamaño de depósito. Los resultados obtenidos del OTR de estos materiales se aplicaron para espesores de pared del depósito de 10 cm, aunque cada fabricante puede variar tanto el espesor como la formulación del hormigón. En el caso del granito, al ser el único producto realmente natural analizado, cada bloque de roca tendrá características diferentes en función de su origen y de la situación de la pieza en el yacimiento. Solamente en el caso del gres se utilizó el espesor proporcionado por el fabricante.

Figura 10 Variación de la OTR media mensual (mg/L/mes) en tanques de hormigón acondicionados con ácido tartárico para la OTR media medida en modo de contacto con el líquido (equivalente a las condiciones reales de trabajo), y para tanques de granito basados en especificaciones dimensionales de tanques comerciales y diferentes formas. No se tuvo en cuenta la posible contribución de los distintos elementos (válvulas, tapas, etc.) de un tanque a la OTR. Las líneas punteadas se refieren a la media ± DS

 

La Figura 10 presenta la comparación de los diferentes OTR, expresados en mg/L-mes, para depósitos de diferentes volúmenes fabricados con cada uno de los materiales medidos bajo condiciones de uso (hormigón y granito). Todos ellos ofrecen condiciones que los hacen muy interesantes para la maduración de vinos terminados o para su crianza, con o sin madera, ya que presentaron valores de OTR superiores a los de las barricas. Es importante tener en cuenta que el OTR de una barrica es el promedio del OTR anual, que es dinámico tal y como se demostró hace tiempo.[32,33] Además, si se añaden productos alternativos a la barrica (astillas, tablones..), para la maduración de vinos en estos recipientes, habría que tener en cuenta también el oxígeno suministrado por la propia madera, si lo hubiera. Por ejemplo, si se busca un aporte de oxígeno similar al de una barrica, se debe utilizar un hormigón con un OTR bajo (en el rango inferior de los hormigones estudiados) independientemente del volumen del tanque, como se puede ver en la Figura 10. Por lo tanto, el factor tamaño no parece ser limitante en el caso delos tanques de hormigón. El tipo de hormigón marcará claramente la diferencia en la evolución del vino, ya que al comparar ambos tipos de hormigón en depósitos tartarizados y sin la aplicación de epoxis o tratamientos externos para evitar ensuciamientos o para decoración comunes en este tipo de depósitos, el OTR de un hormigón ha resultado ser el triple que el del otro. Claramente, las afirmaciones de algunos fabricantes de tanques de hormigón de que el OTR de sus tanques es insignificante deben ignorarse, a menos que hayan sido tratados con recubrimientos específicos para reducir el OTR al mínimo.

En lo que respecta a los envases de granito, el factor forma no es limitante, aunque sí lo son el grosor y la veta de roca con la que están construidos. Parece ser un material interesante para la construcción de depósitos de vino con cierta microoxigenación como defienden algunos fabricantes, que, aunque no se ha cuantificado, es más que probable. Si se hace una aproximación con los valores de OTR medio obtenidos de ambos tipos de granito en los ensayos con vino modelo, y se aplica la relación superficie/volumen a los depósitos de granito comercializados en forma cilíndrica, o a las barricas de granito de diferentes volúmenes, se puede observar que se encuentran dentro de la tendencia general de todos estos depósitos permeables (Figura 10). Los valores de OTR obtenidos para ambos tipos de granito (tabla 4), aunque son del mismo orden que los de hormigón tartarizado (tabla 3), su valor medio está por debajo del OTR medio del hormigón. Por esta razón, tienen valores OTR más bajos para volúmenes similares (Figura 10). En general, para los envases de pequeño volumen, todos los materiales estudiados proporcionan un OTR superior al valor medio anual de las barricas. Esto no significa que en los primeros momentos los valores ofrecidos por las barricas puedan ser superiores a los de los depósitos de materiales naturales permeables, aunque posteriormente las barricas puedan bajar drásticamente su OTR.[34] En cuanto a los envases construidos con gres, que es el material más tecnificado porque tanto su composición como el proceso de sinterización son controlables, se ha encontrado que su OTR puede ser controlado. Por último, los envases antiguos construidos con barro cocido tienen el inconveniente de requerir, en su mayor parte, tratamientos de impermeabilización para evitar la fuga del vino que contienen, lo que limita su OTR antes de ser utilizados para la maduración y crianza de vinos.

En un futuro próximo, estará disponible una nueva generación de envases cerámicos en los que la temperatura de cocción junto con la formulación de la arcilla serán las claves para ofrecer envases de OTR controlado y conocido. El desarrollo de formulaciones concretas en busca del control OTR parece ser un campo interesante para los fabricantes. Para evitar la microoxigenación de los vinos siempre se puede emplear un recubrimiento interno tipo epoxi, que ha demostrado minimizar el OTR haciéndolo insignificante en las piezas C-RB. Por otro lado, la naturaleza misma del granito determinará la variabilidad en el OTR de los envases fabricados con este material, ya que son difíciles de manipular para el fabricante, que únicamente puede realizar la elección del bloque y el grosor del material utilizado. Finalmente hay que destacar que se necesita más investigación para explorar el posible papel que algunos de los componentes del granito podrían tener en la reducción y amortiguación del OTR, y que de alguna manera podría modular el proceso de envejecimiento oxidativo del vino al influir en el estado redox de la combinación roca-vino.

Conclusiones

Las pruebas se realizaron sobre muestras con los espesores reales de los depósitos fabricados con los diferentes materiales, lo que permitió registrar los valores OTR en una situación similar al uso real. Todos los materiales estudiados tienen una cierta permeabilidad al oxígeno y por los valores obtenidos se puede decir que son aptos para su uso en la construcción de depósitos para enología sin alterar el vino ni por exceso de oxigenación ni por un defecto reduciendo en exceso el vino, como sí ocurre en los depósitos de acero inoxidable muy utilizados en todas las bodegas del mundo.

La tasa real de oxígeno proporcionada al vino cuando permanecen en depósitos fabricados de diferentes materiales debe cuantificarse en condiciones que reproduzcan el escenario real, en nuestro caso empleando un vino modelo que no consume oxígeno permitiendo su cuantificación. Las piezas de gres de Clayver presentan valores ideales para la maduración de los vinos y el OTR está claramente definido por ser perfectamente controlable mediante la temperatura de sinterización. Sin embargo, parece que puede ser un factor limitante en el tamaño de los envases, aunque recientemente se han fabricado depósitos de mayor volumen gracias al uso de placas de gres. En el caso del empleo de depósitos de barro cocido antiguos recuperados, se requiere un tratamiento interno para evitar fugas del líquido y ralentizar la entrada de oxígeno atmosférico, se ha encontrado que el OTR también está limitado por la naturaleza del material.

El hormigón se ha postulado como un material ideal para la fabricación de grandes tanques con capacidad para madurar el vino, pero la formulación del hormigón y la ejecución en la construcción del depósito son aspectos clave para graduar la entrada del oxígeno atmosférico hacia el vino. La aplicación de revestimientos exteriores o interiores al hormigón alterará su OTR, incluso hasta el punto de reducir tanto el OTR que pueda ser considerado despreciable como en el caso del aplicar epoxi.

El granito parece ser un material interesante, tanto por su capacidad de microoxigenación del vino como por la posible influencia que puede tener en los fenómenos redox que desarrolla el vino que contiene, que varían en función de la naturaleza de la composición del material. El tamaño del depósito está limitado por la densidad del material y por el tamaño de la roca que se necesita, ya que se puede necesitar una gran pieza para trabajar todo el contenedor como una sola pieza.

 

Agradecimientos

Los autores agradecen a J. de Castro-Arronte su apoyo técnico en la ejecución de los ensayos, a R. Gil de Mingo (Universidad Politécnica de Madrid) su asistencia en la caracterización geológica del granito; el suministro de materiales utilizados para experimentos gracias a Bodegas Ramón Bilbao y a Bodegas Vega Sicilia en el marco del primer premio del concurso “Desafio Universidad-Empresa” de 2018 junto con DVTec-vinicole por la donación de las muestras de hormigón; a Bodega Prado Rey que,  como parte del Proyecto Glovalmavin, suministró piezas cerámicas de vasijas españolas; a B.C. Trela (qvevri project.org) por las piezas georgianas de Qvevri y a Clayver S.r.l. por suministrar muestras experimentales de arcilla para la caracterización.

 

Este trabajo ha sido publicado previamente en:

Nevares, I.; del Alamo-Sanza, M.: “Characterization of the Oxygen Transmission Rate of New-Ancient Natural Materials for Wine Maturation Containers. Foods 2021, 10,140. https://doi.org/10.3390/foods10010140