Tanques de Fermentación II. Volumen y forma

Volumen

En el caso de la producción de vinos tintos, los tanques de fermentación solo pueden ser llenados en un 75-85% debido a que los hollejos y semillas flotan y ocupan una buena parte del volumen sobre el mosto.  Además se requiere un espacio sobre el mosto para llevar a cabo el remontaje y el manejo de los hollejos.  Cuando se excede la capacidad de los tanques, los hollejos y el mosto/vino se derraman violentamente por la boca del tanque (parte de arriba) durante la parte más activa de la fermentación.

Preferentemente, las fermentaciones son conducidas bajo condiciones controladas de temperatura.  Lo anterior asegura una buena sanidad de las levaduras además de la retención de aromas.  Cuando no es controlada, la temperatura puede elevarse a más de 40°C lo cual afecta la fisiología de las levaduras y la calidad final del vino.  Algunos autores consideran que las chaquetas de enfriamiento deben ser una característica obligatoria en tanques de fermentación mayores a 4000 Lts, sin embargo, me ha tocado medir temperaturas mayores de 35°C en fermentaciones de 1000 Lts sin sistemas de enfriamiento.  Desde el punto de vista geométrico, la relación superficie/volumen aumenta al disminuir el tamaño del tanque, por lo que a menor tamaño se tiene una mayor superficie en relación al volumen. 

Entre mayor sea la relación superficie/volumen, mayor será la eficiencia de disipación de calor a través de las paredes.  Al aumentar la relación superficie/volumen significativamente, la disipación natural se vuelve tan eficiente que ya no es tan importante controlar la temperatura de fermentación con sistemas de enfriamiento externo.   En la siguiente figura se observa la relación volumen/superficie a medida que aumenta el volumen (asumiendo un tanque cúbico para facilitar las cosas).  A medida que aumenta el volumen del tanque disminuye rápidamente la relación volumen/superficie.  Lo anterior significa que a medida que aumenta el volumen del tanque, la cantidad de superficie disminuye proporcionalmente de una manera muy rápida (exponencialmente).

            En pocas palabras, si no se tiene un sistema de enfriamiento, es mejor fermentar en tanques pequeños.  Aun cuando se tenga un sistema de enfriemiento, a medida que aumente el volumen, se necesitará muchísima más energía para enfriar el mosto/vino.  Esto tiene una repercusión muy grande en cuanto al tamaño del sistema de enfriamiento que se debe comprar y en la energía que se debe utilizar para controlar la energía de esos tanques.  La compra del equipo de enfriamiento debe ser calculada con mucho cuidado estimando el volumen de los tanques y el número máximo de tanques que estarán funcionando a la misma vez. 

Forma

Aunque los tanques de fermentación cilíndricos y cuadrados son los que más comúnmente se utilizan en la industria vinícola, existen una gran variedad de formas.  Desde el punto de vista de la calidad del vino, no existen pruebas científicas que indiquen que una forma de tanque es mejor que otra.  Es decir, será muy difícil (si no imposible) encontrar diferencias en un vino fermentado en tanques de cilíndricos en relación a otro vino fermentado en un tanque cuadrado, troncónico, ovalado, etc. 

Los tanques más comúnmente encontrados en el mercado son los tanques cilíndricos debido a que debido su forma provee auto-sustento al tanque y evitan deformación debido a la presión generada por el mosto o el vino.  Los tanques cuadrados (cúbicos) u ovalados de plástico u otro material tienden a deformarse, por lo que son sustentados por rejas metálicas externas o utilizando amarres internos.  No obstante que la forma cuadrada emplea más eficientemente los espacios de almacenamiento en una bodega, las forma de los tanques mayores de 1000 litros tienden a ser cilíndricas debido a este auto-sustento.  Además, desde el punto de vista del costo de los tanques, los tanques cilíndricos utilizan menos material por el mismo volumen que tanques fabricados de otras formas.  Es decir, la relación de superficie de las paredes al volumen del tanque, disminuye entre más se acerque la forma a un cilindro.  En la siguiente figura se presenta la relación de la superficie (en metros cuadrados) de un tanque de 1000 Lts (1m³) y asumiendo una superficie de las tapaderas de 1 m².

Es claro que entre mayor sea el número de lados del tanque y más se acerque a la forma circular, menor será la superficie de las paredes del tanque para poder contener el mismo volumen (1 m³).  Es decir, que entre más se acerque la forma del perímetro a un círculo, menor material se requiere para la construcción del tanque.  Lo anterior disminuye los costos de construcción de los tanques de fermentación o tanques para contener vino. 

Se recomienda que la geometría de los tanques de fermentación para vinos tintos tengan un relación de 1:1 a 1:2 (diámetro:altura).  En contraste, la geometría recomendada para los tanques de fermentación para  vinos blancos se recomienda que tengan una relación de 1:4 a 1:8.  Es decir, los tanques de fermentación para vinos tintos tienden a ser más chaparros que los tanques para vino blanco del mismo volumen.  Las formas más alargadas de tanques, producen tanques con una mayor relación superficie:volumen.  Los vinos blancos tienen a ser fermentados a temperaturas menores que los vinos tintos, y al ser fermentados en tanques más altos y delgados, se puede bajar más eficientemente la temperatura de fermentación debido a la mayor superficie.  Además, la decantación en tanques altos y delgados es más eficiente ya que la superficie del fondo es menor y por lo tanto se desperdicia menos vino en el fondo. 

Por otro lado, los tanques más anchos tienen mayor superficie y esto beneficia el contacto de los hollejos con el mosto durante la producción del vino tinto.  Durante la fermentación de uvas tintas, los hollejos flotan al capturar el CO₂ y se reduce el contacto con el mosto.  Lo anterior reduce la extracción de antocianos (color), polifenoles (taninos), aromas, etc.  Por lo anterior, es necesario llevar a cabo remontajes y hundir físicamente estos hollejos.  Al incrementar la superficie en los tanques de fermentación para vinos tintos (1:1 - 1:2), se hace más eficiente el contacto de los hollejos con el mosto debido a que hay más superficie. Al haber más superficie, más hollejos están en contacto con el mosto/vino y además hay menos presión para mantener a flote el sombrero (la capa de hollejos flotando).

Otras formas de tanque de fermentación incluyen ovales, cono truncado (troncónico), en forma de huevo, etc.  Los vendedores de estos tanques obviamente reportan las ventajas y maravillas de las formas de estos tanques.  Sin embargo, no existen evidencias científicas documentadas sobre la influencia de la forma del tanque sobre la calidad del vino producido.  Muchas de estas formas aportan más a la estética de la bodega que a la calidad del vino, además de que son un buen tema de conversación entre el productor y los visitantes a la bodega. 

Otros aspectos a considerar son la forma del fondo (cónico, plano, inclinado), el número de puertas de acceso, número y tamaño de los tubos de descarga, superficie y colocación de chaquetas de enfriamiento.  Otros accesorios incluyen válvula de muestreo, portal para termómetro, portal para evaluación de volumen de vino.  Se pueden considerar tubos integrados para el remontaje, pistones eléctricos o neumáticos para sumergir el sombrero (hollejos flotando), etc., etc.  Todos estos aditamentos facilitan el trabajo de manejo de las fermentaciones, y obviamente entre mayor sea el número de estos aditamentos, mayor es el costo del tanque.  Por lo anterior, es crítico determinar el costo:beneficio de cada uno de estos aditamentos y determinar si realmente son requeridos para llevar a cabo la fermentación planeada.  En el caso más simple, se pueden hacer fermentaciones con un tanque de plástico sin aditamentos, o se puede llegar hasta casos complejos como tanques de acero inoxidable o madera con todo tipo de aditamentos añadidos.  En ambos casos se puede producir vinos de excelente calidad (o vinos muy deficientes), lo importante es conocer las limitaciones de cada uno de estos equipos y aprovecharlos al máximo.