PROTOTIPO PARA ALMACENAMIENTO DEL VINO USANDO TECNOLOGÍA PELTIER, Proyectos de Mecánica Clásica. Universidad de Lima
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PROTOTIPO PARA ALMACENAMIENTO DEL VINO USANDO TECNOLOGÍA PELTIER, Proyectos de Mecánica Clásica. Universidad de Lima

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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

TESIS

“PROTOTIPO PARA ALMACENAMIENTO DEL VINO USANDO TECNOLOGÍA

PELTIER”

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO

Bachiller (es):

Richard Allan GARIBAY IZARRA (Mec.Elect.)

Victor Antony MOREYRA MALPICA (Electrónica)

ASESOR:

Ing. Javier Orlando GUTIÉRREZ FERREYRA

ICA – PERÚ

2015

DEDICATORIA:

Dedicamos ésta Tesis a DIOS.

A nuestros padres quienes nos dieron vida,

educaciòn, apoyo y consejos.

A nuestros maestros y amigos quienes con

su apoyo incondicional nos ayudaron a

concluir ésta Tesis.

A todos ellos nuestro agradeciemiento

sincero.

RESUMEN

El crecimiento económico que registró el país en la última década

sustentado básicamente en una mayor demanda interna e inversión

privada, ha permitido el posicionamiento competitivo de diversos sectores,

entre ellos el de la industria vitivinícola, la cual ha pasado por un proceso

de reconversión tecnológica para poder adaptarse a las exigencias de un

público que demanda productos de mayor calidad, pero también para un

mercado externo que si bien es cierto es muy competitivo y en donde la

participación peruana es aún marginal, no deja de ser interesante,

enfocándose a mercados seleccionados con propuestas diferenciadas.

En los últimos diez años la industria de elaboración de vinos ha crecido a

una tasa promedio anual de 8,1% reflejando la mayor demanda interna y

externa. El primer trimestre del año 2014 ha presentado una variación de

62,6% respecto a similar trimestre del año anterior.

Al revisar la industria en el almacenamiento de vinos en nuestro país, se

puede verificar que las empresas son precarias. Además se ha visto que

en tiendas, restaurantes, comercios y hogares se almacena el vino solo

en lugares frescos y no respeta las características de almacenamiento, ya

que se desconoce que como producto alimenticio es delicado y debe

cumplir rigurosas características para su correcto almacenamiento, en

vino (de 14-16 °C, humedad relativa 60%).

Nuestra Tesis plantea Controlar las condiciones adecuadas de

almacenamiento de vino utilizando la tecnología de método Peltier en un

prototipo frigorífico para conservar las propiedades sensoriales que

presenta dicho producto.

INDICE

Pag.

CARATULA 01

DEDICATORIA 02

RESUMEN 03

INDICE 04

INTRODUCCIÓN 08

CAPITULO I : PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN 11

1.. Antecedentes 11

2.. Formulación del Problema 14

3.. Importancia de la Investigacion 15

1.4.Objetivos del estudio 16

1.4.1. Objetivo General 16

1.4.2.Objetivos Especificos 16

1.5. Hipótesis y Variables 16

1.5.1. Hipótesis 16

1.5.2. Variables 17

1.5.2.1. Variable Independiente 17

1.5.2.2. Variable Dependiente 17

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO 18

2.1. El Vino 18

2.1.1. Clasificación 18

2.1.2. La Historia del Vino 19

2.1.3. El Comercio del Vino 21

2.1.4. Composición del Vino 21

2.1.5. Acciones Benéficas del Vino 22

2.1.6. Proceso de la Elaboración del Vino 24

2.1.6.1. Vinos Blancos 25

2.1.6.2. Vinos Rosados 28

2.6.1.3. Vinos Tintos 30

2.1.7. Características del Vino 31

2.1.7.1. El Aroma 31

2.1.7.2. El Bouquet 32

2.1.7.3. El Sabor 32

2.1.7.4. El Color 32

2.1.7.5. La Rica Gama Cromática de los Vinos Blancos

33

2.1.7.6. El Misterioso Color de los Tintos 33

2.1.8. Añejamiento del Vino 33

2.1.8.1. El Vino Tinto 34

2.1.8.2. El Vino Blanco 34

2.1.8.3. Los Vinos Dulces 35

2.1.9. Control de Variables en el Almacenamiento 35

2.1.9.1. La Temperatura. 35

2.1.9.2. La Humedad del Aire 36

2.1.9.3. La Luz 36

2.1.9.4. El Aroma del Ambiente 37

2.1.10. Alteraciones y Enfermedades de los Vinos 37

2.1.10.1. Defectos del Olor y del Sabor del Vino 38

2.1.10.2. Enturbiamientos del Vino 39

2.1.10.3. Enfermedades del Vino Originadas por

Microorganismos

40

2.1.10.4. Enfermedades de Origen Aeróbicas 41

2.1.10.5. Enfermedades de Origen Anaeróbicas 42

2.1.10.6. Contaminación Microbiana en el Embotellado 44

2.1.11. Evaluación Sensorial del Vino 44

2.1.11.1. Técnica de Degustación 45

2.1.11.2. Examen Visual 45

2.1.11.3. Examen Olfativo 46

2.11.2.4. Examen Gustativo 47

2.2.Refrigeración 48

2.2.1. Antecedentes Históricos de Refrigeración 48

2.2.2. Máquina Frigorífica 49

2.2.3. Transferencia de Calor 50

2.2.4. Mecanismos de Transferencia de Calor 51

2.2.5. Métodos de Refrigeración 52

2.2.5.1. Por Compresión de Vapor 52

2.2.5.2. Por el Método Peltier 53

2.2.6. Refrigerantes 55

2.2.7. Aislantes Térmicos 56

2.2.8. Aplicaciones de Refrigeración 59

2.2.8.1. Refrigeración Doméstica 59

2.2.8.2. Refrigeración Comercial 60

2.2.8.3. Refrigeración Industrial 60

2.2.8.4. Transporte Refrigerado 60

2.3. Interfaz Hombre Máquina HMI 61

2.3.1.Definición de HMI 62

2.3.2.Software HMI 64

2.3.3.Comunicaciones entre Aplicaciones 66

CAPÍTULO III: VARIABLES A CONTROLAR Y SELECCIÓN DE ACTUADORES Y CONTROLADORES.

71

3.1. Variables a Controlar 71

3.2. Criterios de las Variables a Controlar 71

3.2.1. Temperatura Constante 71

3.2.2. Humedad Controlador 72

3.2.3. Ventilación Continua 72

3.2.4. Ausencia de Vibraciones 72

3.2.5. Oscuridad 73

3.3. Instrumentos de Medición 73

3.3.1. Instrumentos de Temperatura 73

3.3.2. Termopar 74

3.3.3. Sensores de Humedad 74

3.3.4. Sensor de Humedad hmz-433a1 75

3.4.Controlador de Temperatura 76

3.4.1. Controlador de Temperatura fast & head 76

3.5.Bomba de Enfriamiento 77

3.5.1. Módulo Peltier 77

3.6.Integración de los Elementos del Prototipo 80

3.6.1. Configuración y Programación del Controlador de Temperatura fast & head

81

3.7.Integración de los Elementos de la Propuesta 82

3.7.1. Programación del controlador de Temperatura E5AK-

AAZ-500.

83

CAPÍTULO IV: INGENIERÍA VALIDACIÓN Y SIMULACIÓN 85

4.1. Diseño del Prototipo 85

4.2. Memoria de Cálculo 88

4.3. Diagramas 94

4.4. Propuesta de Integración 97

CAPÍTULO V: COSTOS 105

5.1. Estudió Económico del Proyecto 105

5.2. Análisis Económico de la Propuesta de Integración de la HMI 108

5.3. Beneficios de la Implementación del Sistema 111

CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 113

6.1. Conclusiones 113

6.2. Recomendaciones 113

BIBLIOGRAFÍA 115

ANEXOS 118

INTRODUCCIÓN

Paralelo al rápido crecimiento poblacional mundial ha incrementado la

necesidad de desarrollar nuevas fuentes de energía cuyas características

les permitan ser amigables con el medio ambiente sin perder sus

cualidades prácticas y eficiencia técnica.

La mayoría de los sistemas de refrigeración en la actualidad están

basados en la compresión de vapor de gas refrigerante, una de las

mayores preocupaciones con respecto a este tipo de refrigeración es su

contribución directa al efecto de gas invernadero, sin embargo, en adición

a su bajo costo y alta confiabilidad, el enfriamiento mediante compresión

de vapor no tiene mayor contribución al calentamiento global comparado

con otras tecnologías de enfriamiento que funcionan con electricidad. Por

otro lado, la considerable generación de ruido de estos compresores

puede hacerlos inadecuados para ciertas tareas sensibles a

perturbaciones auditivas. Se ha venido evidenciando una tendencia en la

investigación actual de implementar formas de tecnología con menor

impacto negativo en el medio ambiente; en nuestro caso, el desarrollo de

sistemas de enfriamiento alternativos, donde destacan significativos

avances en el campo del enfriamiento termoeléctrico, cuyo enfoque es el

de reducir la resistencia térmica entre el medio de transferencia de calor,

generalmente aire, y el material termoeléctrico.

La termoelectricidad es una rama de la termodinámica superpuesta a la

electricidad, el fenómeno más conocido es el de electricidad generada por

la aplicación de calor en la unión de dos materiales diferentes, si se unen

por ambos extremos dos alambres de distinto material (circuito termopar)

y una de las uniones se mantiene con una temperatura superior a la otra,

surge una diferencia de tensión que hace fluir una corriente eléctrica entre

las uniones caliente y fría. La corriente generada puede aumentarse

empleando semiconductores en lugar de metales, pudiéndose alcanzar

una potencia de unos pocos vatios con eficiencia de hasta el 6%. Cuando

se hace pasar una corriente por un circuito compuesto de materiales

distintos cuyas uniones están a la misma temperatura, se produce el

efecto inverso.

En este caso se absorbe calor de una unión y se desprende la otra, esto

último es el denominado efecto Peltier, en honor al físico francés Jean

Peltier quien lo descubrió en 1834.

Debido al avance en el desarrollo de los semiconductores y a la

incorporación de aparatos termoeléctricos en el mercado civil, la

tecnología Peltier ha experimentado adelantos importantes en los últimos

años. Actualmente la refrigeración termoeléctrica es usada en medicina,

equipos científicos y en otros artefactos donde es necesario un control de

la temperatura de alta precisión; no obstante, su incorporación en

elementos más cotidianos, tales como aires acondicionados de uso

doméstico, refrigeradores portables, entre otros, aún se ve fuertemente

obstaculizada por la predominancia de los sistemas de compresión de

vapor tradicionales.

Se destacan ciertas características de este tipo de refrigeración que lo

ubican sobre la refrigeración convencional, tales como, su tamaño

compacto, bajo peso, ausencia de partes mecánicas removibles, facilidad

de cambio entre modo caliente y modo frío, por mencionar algunas de las

más sobresalientes.

Tradicionalmente, los vinos son consumidos en los niveles

socioeconómicos más altos. Con edades mayores a los 40 años.

Actualmente la edad del mercado objetivo ha cambiado ya que empieza

desde 20 años aproximadamente y su nivel socioeconómico puede

desplazarse a las clases medias-altas.

La integración del vino en las costumbres de los jóvenes pude ser el

detonante principal del incremento en la dinámica de este mercado. Uno

de los factores que ha incrementado el consumo del vino entre los

jóvenes, es la entrada al mercado de restaurantes que incluyen en sus

cartas vinos de precios moderados.

Por lo que respecta a los hábitos de compra el vino era consumido casi

exclusivamente en restaurantes, pero ya en los últimos años los clientes

acuden a comprar el vino a tiendas especializadas o a los autoservicios

para consumirlos en los hogares.

En el desarrollo de este prototipo por el método Peltier se utiliza el paso

de una corriente por un circuito compuesto de materiales semiconductores

cuyas uniones están a la misma temperatura, en este caso, se absorbe

calor en una unión y se desprende frío en la otra.

Al invertir la polaridad de alimentación, se invierte también su

funcionamiento; es decir: la superficie que antes generaba frío empieza a

generar calor y viceversa.

CAPÍTULO I: PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN

1.. Antecedentes

La termoelectricidad se puede definir como el campo que relaciona

la termodinámica con la electricidad, es decir, es el estudio de los

fenómenos en los que intervienen el calor y la electricidad de forma

conjunta. El efecto termoeléctrico en un material relaciona el flujo de

calor que lo recorre con la corriente eléctrica que lo atraviesa o,

expresado de otra forma, es la diferencia de potencial que se crea

entre dos puntos de dicho material cuando están a diferentes

temperaturas.

En la naturaleza existen tres tipos de fenómenos termoeléctricos: el

efecto Seebeck, el Peltier y el Thomson (Lord Kelvin), de los cuales

los dos primeros son, hasta ahora, los de mayor aplicación.

En 1821 Thomas Johann Seebeck descubrió el efecto termoeléctrico

al observar la desviación de una aguja metálica al situarla entre dos

conductores de materiales distintos, unidos por uno de sus extremos

y sometidos a una diferencia de temperatura. Para una pequeña

diferencia de temperaturas entre las dos uniones de los materiales A

y B, el voltaje del circuito abierto desarrollado es proporcional a la

diferencia de temperatura.

Figura 1.1: Efecto Seebeck

En 1834, Jean-Charles Peltier descubre el segundo efecto

termoeléctrico. En la unión de dos materiales distintos, aparece una

diferencia de temperaturas cuando los atraviesa una corriente

eléctrica.

Peltier descubrió que las uniones de dos materiales distintos se

enfriaban o calentaban, dependiendo de la dirección con la que una

corriente eléctrica pasara a través de ellas.

El calor, que es generado por la circulación de la corriente eléctrica

en una dirección, es absorbido si se invierte su dirección.

El efecto Peltier es, por lo tanto, la base para la aplicación de los

materiales termoeléctricos en sistemas de refrigeración. En la figura

1.2, se representa un ejemplo del efecto de Peltier (proceso inverso

al realizado en el efecto Seebeck) donde se aplica una diferencia de

potencial entre los puntos C y D para que una corriente, con

intensidad I, circule en el sentido de las agujas del reloj alrededor del

circuito. Entonces se observa que la energía eléctrica está siendo

transformada en energía térmica en el punto A, punto de unión de los

materiales a y b. en el punto B, esta energía térmica se vuelve a

transformar en energía eléctrica. Estas trasformaciones provocan en

el punto A un calentamiento (q), y en el punto B un enfriamiento (-q).

Cuando la corriente se invierte, el punto A estará caliente mientras

que el punto B esta frio.

Figura 5.2: Efecto Peltier en termopar.

En 1851, William Thomson, (Lord Kelvin), demuestra que los efectos

Seebeck y Peltier están relacionados. Cuando se somete a un

material a una diferencia de temperatura y, por lo tanto, es recorrido

por un flujo de calor, se genera una corriente eléctrica. El efecto

Thomson se distingue de los efectos de Seebeck y Peltier en la

existencia de un único material, a diferencia de estos dos que

necesitan de la unión de dos materiales distintos.

El efecto de Thomson relaciona el efecto de Seebeck y el efecto de

Peltier con la cantidad de calor reversible generado, el cual es

resultado de la circulación de una corriente eléctrica.

Esta corriente eléctrica circula a lo largo de una región de un

conductor en el cual hay una diferencia de temperaturas, es decir, el

efecto de Thomson consiste en la existencia de un flujo de calor en

cada segmento del material cuando existen simultáneamente un

gradiente de temperaturas y una corriente eléctrica. Aunque el efecto

de Thomson no es de una importancia primordial en dispositivos

termoeléctricos, no debe ser descuidado en cálculos detallados. Si la

diferencia de temperaturas es pequeña.

El enfriamiento termoeléctrico no llegó a ser factible hasta los

estudios de Telkes en los años 30, y de Ioffe en 1956, que dieron

lugar a la llamada “figura de mérito (Z)”, la cual se define para

materiales o dispositivos con el objetivo de determinar su utilidad

relativa para un uso. Para caracterizar la eficiencia de los materiales

termoeléctricos se determina la figura de mérito, representada por Z.

Esta figura de mérito tiene dependencia con la temperatura y su

valor es directamente proporcional a la eficacia del material

termoeléctrico. Tanto para la generación de energía como para los

requerimientos de enfriamiento, los materiales termoeléctricos

elegidos necesitan tener un coeficiente Seebeck () alto, una

conductividad eléctrica () elevada y una conductividad térmica () lo

más baja posible. La eficiencia de un material termoeléctrico

depende directamente de la figura de mérito (Z).

Figura 1.3: figura de mérito (Z) para algunos materiales

2.. Formulación del problema

En el Perú el consumo de vino está en un momento de

posicionamiento importante. Lo que genera a que se tengan

espacios de almacenamiento apropiados para conservar al producto

ya que existen vinos de diferentes precios en donde los más finos

son más caros, con un almacenamiento incorrecto representaría

pérdidas económicas en este sector. En la última década la

demanda de vinos se ha incrementado de forma notable, por lo que

es importante el correcto almacenamiento, para conservar sus

propiedades sensoriales.

En nuestro país no se ha desarrollado una tecnología especializada

para la preservación del vino, por lo que es necesario diseñar

unidades que permitan conservar el vino bajo las condiciones

adecuadas de temperatura, % humedad, vibraciones y ausencia de

luz para el consumo en el hogar o durante la venta en tiendas

comerciales, restaurantes, bares y hoteles.

Después de verificar el proceso de realización y de almacenamiento

del vino en la historia y hasta la fecha, se observa que el vino es un

producto alimenticio delicado, que debe cumplir con rigurosas

características para que conserve esas propiedades sensoriales que

expertos hacen hincapié para degustar un buen vino.

Surge así la necesidad de plantear equipos que económica y

tecnológicamente cumplan con este objetivo.

3.. Importancia de la Investigación

Por medio de este trabajo se desarrolló un prototipo con

características específicas para el correcto almacenamiento del vino

implementando la tecnología del método Peltier, debido a que ésta

presenta ventajas con respecto a la refrigeración por compresión de

gases, como: pocas vibraciones y no utiliza agentes contaminantes,

de esta manera se busca que en lugares como son: hoteles,

Restaurantes, bares en donde se cuentan con botellas de vino con

precios bastante elevados conserven las condiciones sensoriales del

vino.

Este proyecto trata de incorporar al Perú dentro del mercado de

equipos para almacenamiento de vinos con estas unidades de

refrigeración y al mismo tiempo satisfacer la futura demanda que

pueda llegar a presentarse, ya que el consumo del vino ha

experimentado en los primeros tres meses del año 2014, según la

información proporcionada por el Ministerio de la Producción, una

expansión de 62,6%, y no se cuenta con un sector grande en el

mercado que pueda cumplir con los requerimientos para su

almacenamiento.

El equipo contará con un sistema de refrigeración no convencional,

integrando la tecnología del efecto Peltier.

Se desarrolló la propuesta de integración de una HMI para tener el

monitoreo de las variables temperatura y humead dentro del equipo

de refrigeración. Esta interfaz permitiría tener un monitoreo y control

más eficaz si se aplicará a sistemas de refrigeración más grandes.

4.. Objetivos del Estudio.

4...1... Objetivo General.

• Controlar las condiciones adecuadas de almacenamiento de vino utilizando la tecnología de método Peltier en un

prototipo frigorífico para conservar las propiedades

sensoriales que presenta dicho producto.

1.4.2. Objetivos Específicos.

• Identificar las variables que se presentan al almacenar vino, así como la instrumentación a utilizar.

• Implementar un sistema de control de temperatura y monitoreó de humedad.

• Desarrollar la interfaz gráfica que permita monitorear las variables del prototipo frigorífico.

• Conocer los costos del prototipo que se está realizando y de la propuesta de integración de HMI para la evaluación

de la inversión y su rentabilidad (costo-beneficio)

1.5. Hipótesis y Variables

1.5.1. Hipótesis

Es de manera trascendente adquirir conciencia de que la

energía no es renovable, por lo que se hace cada vez más

importante el estudio de nuevas alternativas y mejorar los

sistemas ya existentes en el campo de la refrigeración y aire

acondicionado ya que su consumo puede representar hasta

una tercera parte del gasto total de energía eléctrica utilizada

en el hogar. En los sistemas de refrigeración termoeléctrica el

consumo bajo de energía es una de las ventajas importantes

por lo que su aplicación tiene una aportación mayor que sus

desventajas. De esta manera la hipótesis del presente trabajo

quedaría planteada en la siguiente pregunta ¿en qué medida

nuestro prototipo de frigorífico para almacenamiento de vino planteado reducirá los costos de energía eléctrica, así como la preservación del medio ambiente?

1.5.2. Variables

1.5.2.1 Variable Independiente

• Almacenamiento de vinos

1.5.2.2 Variable Dependiente

• Refrigeración

• Termoelectricidad

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1. El Vino

El vino es el producto final de la fermentación alcohólica total o

parcial del jugo de uvas frescas. Se clasifica en tres tipos: vinos

rojos, blancos y rosados que se diferencian por la variedad de la uva

de la que provienen y el tipo de procesamiento que reciben. Las

principales operaciones que se llevan a cabo en la elaboración del

vino son la vendimia, despalillado, molienda, prensado, maceración

y fermentación.

La fermentación de la uva la llevan a cabo las levaduras, siendo las

principales variedades Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces

bayanus. El término fermentación alcohólica se refiere a la

transformación bioquímica de la glucosa y la fructosa a etanol y

dióxido de carbono de acuerdo a la ecuación de Gay-Lussac.

C6H12O6 2CH3 CH2OH + 2CO2

La graduación de los vinos varía entre 7 y 16 % de alcohol-volumen,

aunque la m2.ayoría de los vinos embotellados oscilan entre 10 y 14

grados. Los vinos dulces tienen entre 15 y 22% de alcohol-volumen.

2.1.1. Clasificación

Hay varias maneras de agrupar los vinos, siendo una de las

más efectivas la que se basa en la técnica de producción,

llamada vinificación que es aquella que los divide en vinos

calmos o naturales, vinos fuertes o fortificados y vinos

espumantes y se describen a continuación según Macek

(2007):

(1) Vinos calmos o naturales

Son los que se elaboran a partir del mosto, y la fermentación

se lleva a cabo usando la uva en forma natural, o con algún

aditivo en concentraciones controladas como levaduras,

azúcar o concentraciones muy pequeñas de sulfuros. La

graduación alcohólica de estos vinos son del 10% al 15%, ya

que se les detiene la fermentación alcanzando estos valores.

(2) Vinos fortificados o fuertes

A estos vinos se les adiciona una dosis de alcohol o una

bebida alcohólica, usualmente un brandy, en alguna etapa de

su vinificación. El contenido alcohólico de estas variedades va

desde el 16% Alc. Vol. al 23% Alc. Vol.

(3) Vinos espumantes

Son aquellos del tipo del Champagne, a los cuales se les

aplica dos fermentaciones. La primera que es la habitual del

vino natural, y una segunda que se lleva a cabo en la botella.

Para la elaboración de vino espumoso existen distintos

métodos, siendo el más barato el de carbonatación forzada

usando dióxido de carbono.

Otra clasificación que se hace de los vinos según Moura

(2007) es a través de sus colores, como son los tintos (rouge

- red), blancos (blanc – white) y rosados (rose – pink).

Vinos tintos (rojos)

El color del vino proviene del color de la piel de la uva,

donde el mosto es dejado en contacto con la piel de la uva

hasta que se alcance un color deseado. Toda la materia

colorante, además sus múltiples compuestos saborizantes

y taninos, se encuentran en los hollejos de las uvas.

Vinos blancos

Los vinos blancos son aquellos producidos a partir de uvas

verdes o blancas; o bien a partir de uvas negras pero en

estos casos nunca se deja al mosto en contacto con la piel

de las uvas. El color obtenido en los vinos blancos es de

tono verdoso o amarillento.

Vinos rosados

El rosado es producido dejando el mosto en contacto por

un tiempo breve con la piel de las uvas. Se producen

generalmente utilizando uvas rojas que permanecen en

contacto con los hollejos (piel de uva) por breves períodos.

Con menor frecuencia se produce mezclando vinos tintos y

blancos.

2.1.2. La Historia del Vino

“El vino tiene una larga historia y cada botella puede tener la

propia, lo que contribuye muchísimo a la fascinación que

ejerce esta bebida; pero su papel en la historia de nuestra

cultura es incluso más amplio y más profundo. El vino es una

de las primeras creaciones de la humanidad y ha ocupado

una de las plazas privilegiadas en numerosas civilizaciones.

Por otra parte, representa toda una serie de descubrimientos

relacionados con las primeras reacciones químicas

efectuadas por el hombre: la fermentación y la oxidación”.

Los historiadores creen que, probablemente, el vino fue

descubierto accidentalmente en el área fértil entre el Nilo y el

Golfo Pérsico entre los años 4000 y 3000 a.C. Las culturas

antiguas estaban familiarizadas con las uvas, según

demuestran dibujos en las paredes de cavernas ancestrales,

también creen que las uvas fermentaron en una primera etapa

por accidente, debido a las levaduras que debían estar

presentes en la piel de las uvas almacenadas.

El vino tuvo gran importancia para las civilizaciones griega y

romana. Los griegos introdujeron viñas y produjeron vino en

sus colonias del sur de Italia y los romanos practicaron más

tarde la vinicultura (la ciencia de cultivar para producir vino) en

todo su imperio.

Sabemos que la vid provino de Europa. El conquistador

Hernán Cortés, fue quien obligó a sus encomenderos que

tenían esclavos para que empezarán a plantar sarmientos, y

obtener el vino necesario para el sacrificio de la misma

religión católica que profesaban los españoles.

2.1.3. El Comercio del Vino

El tamaño actual del mercado mundial del vino se estima en

$100 billones de dólares a nivel detallista, con una producción

de entre los 250 y 300 millones de hectolitros al año,

dependiendo de las condiciones climatológicas; la producción,

consumo y comercialización del vino están concentradas

principalmente en Europa,

Aunque los países del Nuevo Mundo como Estados Unidos de

América, Chile, Argentina, Sudáfrica y Australia están

emergiendo como grandes productores de vino.

2.1.4. Composición del Vino

El vino contiene más de mil sustancias, algunas de las cuales

aún no han sido analizadas. La mayoría de estos

componentes, como las vitaminas o los minerales, proceden

de las uvas otros se forman durante la vinificación como el

etanol o la glicerina, y algunos, como el azúcar o la vitamina

C, se eliminan del todo o en parte durante dicho proceso.

El agua es el componente principal del vino, representado

alrededor del 85% en volumen. Se trata de agua biológica

pura; esta pureza ha de tenerse en cuenta tanto desde el

punto de vista de potabilidad, como desde el punto de vista

bacteriológico, pues su pH (3,0-3,5 tamponado), es en sí

mismo un factor limitante para el desarrollo de

microorganismos. Además, en ella se encuentran disueltas

todas las sales (Fosfatos, entre otras) así como micro

elementos y oligoelementos que la vid tomó del suelo durante

su ciclo vegetativo.

El segundo componente más importante del vino es el alcohol

etílico, representa un 10-14% aproximadamente de la

composición del vino, siendo el segundo componente desde el

punto de vista cuantitativo. Se origina por la fermentación de

los azúcares de la uva (Glucosa y fructosa) y actúa como

soporte de la mayoría de los aromas del vino.

Todos los demás compuestos del vino se encuentran

presentes en cantidades muy pequeñas; el contenido de

azúcar puede oscilar entre la cantidad de 2g/L en los vinos

secos hasta 5 g por litro en el caso de los más dulces. La

tabla 2.1 muestra el contenido general del vino.

2.1.5. Acciones Benéficas del Vino.

A lo largo de la historia, el vino no sólo se ha usado como

estimulante, sino también como medicamento; durante mucho

tiempo fue un alimento básico, y se solía mezclar con agua

para calmar la sed; un gran número de publicaciones el vino

era citado como “la más higiénica de la bebidas”, puesto que

era menos peligroso beber agua mezclada con vino que,

simplemente, agua pura.

El alcohol licua la sangre, y el consumo regular de vino reduce

la tasa del colesterol perjudicial (LDL); Sin embargo, el alcohol

no es por sí solo responsable de los poderes curativos del

vino; estudios científicos muestran que no todas las bebidas

alcohólicas actúan de forma tan positiva en el cuerpo humano.

Es necesario tener en cuenta otros componentes del vino,

como los poli-fenoles, que protegen los vasos sanguíneos y el

colágeno de las paredes vasculares e impiden la agregación

de las plaquetas y, con ello, la formación de coágulos.

Además, éstos tienen propiedades que evitan en gran medida

la oxidación y por tanto, los cambios en las paredes celulares

tanto de los vasos sanguíneos como del cerebro; aparte de su

acción preventiva, al vino se le atribuyen propiedades

curativas en el tratamiento de enfermedades como el cáncer

o el Alzheimer. Se ha demostrado, por lo tanto, que un

consumo regular y moderado de vino puede contribuir, junto a

otros factores, a una larga vida.

Tabla 2.1: Contenido general del vino.

Fuente: Dominé, Supp y Ulbricht, 2004

2.1.6. Proceso de la Elaboración del Vino

El proceso para llevar a cabo la fermentación según

Domínguez (2006) consta de cinco etapas las cuales se

describen a continuación:

1. Vendimia. Una vez que la uva a alcanzado la maduración deseada se realiza la recolección de la uva, en Sonora

normalmente en los meses de julio-Agosto. Es importante

realizar una selección del fruto sano separándolo del

dañado.

2. Transporte. Es un momento delicado que debe realizarse de la forma menos agresiva, evitando que el grano de uva

sufra presiones excesivas y se rompa lo que puede

provocar fermentaciones tempranas.

3. Muestreo. Se realiza una inspección visual a la materia prima, para verificar su apariencia física (que no exista

pudrición, racimos verdes y jugo sobre nadante) y se

determina su contenido en azúcares y ácidos.

4. Descarga. Se realiza sobre la “tolva de recepción”, que irá acumulando la uva sobre un “tornillo sin fin” que la

transportará a la estrujadora.

5. Estrujado. La estrujadora rompe por presión el grano, pero lo justo para que no se rompan las partes duras del racimo

(semillas y palillo) y contaminen el mosto. La pasta viscosa

resultante es trasladada mediante diversos métodos a las

prensas, evitando que entre en contacto con el aire para

evitar una fermentación prematura.

A partir de aquí el proceso de elaboración sigue distintos

pasos según el tipo de vino a elaborar. En la figura 2.1 se

muestra el diagrama de flujo para la elaboración de vino

propuesto por Millar y Litsky (1976).

2.1.6.1. Vinos Blancos

1. Desvinado o separación de mostos.

Mediante prensas se van realizando diferentes

presiones, obteniéndose mostos de distinta

calidad:

• Mosto yema, de flor o mosto lágrima: son los de más calidad, los más ligeros y finos,

aromáticos, suaves y afrutados. Son logrados

por gravedad.

• Mostos de prensa: son el resultado de presiones ligeras, medias y fuertes

respectivamente. A mayor presión, menor

calidad.

2. Desfangado.

Para eliminar las partículas sólidas en suspensión

se dejan reposar los mostos durante un tiempo

para que se vayan depositando, por decantación,

en el fondo del depósito. También se realiza este

proceso de limpieza de forma mecánica.

3. Fermentación.

Es el proceso por el cual los azúcares que

contiene el mosto se transforman en alcohol, por

acción de las levaduras que, al quedarse sin aire,

metabolizan los azúcares en alcohol y gas

carbónico (Ocon y Villar, 1962).

Figura 2.1: Diagrama de flujo para la elaboración de vino

propuesto por Millar y Litsky (1976).

4. Trasiegos.

Para eliminar los sedimentos sólidos procedentes

de la fermentación se pasa el vino de un

recipiente a otro, a esta operación se le denomina

trasiego.

Se somete a dos o tres trasiegos según sea

necesario. Después se seleccionan los vinos

según las calidades.

5. Rellenos.

Para evitar, por la evaporación que experimenta el

vino, la entrada de aire y con ello la proliferación

de microorganismos perjudiciales, se realizan

rellenos de los depósitos tantas veces como sea

necesario para mantenerlos llenos.

6. Clarificación del vino.

Cuando la operación del trasiego no consigue

aclarar el vino, suele recurrirse a unas sustancias

minerales u orgánicas que al ser mezcladas con el

vino precipitan al fondo las partículas que se

mantienen en suspensión y que provocan el

enturbamiento del vino.

7. Filtración.

Tiene como finalidad la clarificación del vino y se

realiza por tamizado y por absorción. El primero

se lleva a cabo con fibras de amianto o tierra de

infusorios (fósiles silicios de algas microscópicas),

y que su porosidad fina retiene las partículas

sólidas. En el segundo se utiliza fibras de celulosa

con tejido poco cerrado y que por la diferencia de

cargas eléctricas las impurezas se adhieren a

estas.

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