Vino y fermentación

Monitoreo de la fermentación en un lagar antiguo excavado en la roca

Un equipo de investigación instrumenta un lagar antiguo con sensores de densidad, oxígeno disuelto y temperatura para seguir la fermentación minuto a minuto.

Dos cubas de fermentación al aire libre 3 min de lectura
Medidor de densidad de acero inoxidable dentro del mosto en fermentación en un lagar antiguo excavado en la roca, con terrazas de viñedo en la ladera del fondo
La superficie de pisado del lagar, al aire libre bajo malla de sombra.

Resultados en campo

2 cubas
instrumentadas por separado

Un controlador y su propio juego de instrumentos por cuba

~1.2 min
entre lecturas

Los controladores se mantienen permanentemente activos en lugar de operar en ciclo de suspensión profunda

1 bus
por controlador

El medidor de densidad y las sondas de oxígeno disuelto comparten una sola línea RS485 Modbus

El reto
La fermentación de variedades de uva antiguas ocurre en un lagar excavado en la roca, lejos de cualquier infraestructura de bodega, y la investigación necesita un registro continuo del proceso en lugar de muestras manuales.
Qué se instaló
Dos controladores Omni Exodus, cada uno con un medidor de densidad DEN-100 y sondas de oxígeno disuelto DO-100 en un solo bus RS485 Modbus, en modo permanentemente activo.
El resultado
La densidad, el oxígeno disuelto y la temperatura se registran de forma continua en ambas cubas durante la vendimia que hoy está en fermentación.

La situación

Un equipo de investigación estudia variedades de uva antiguas, las mismas con las que se hacían los vinos de la región hace miles de años y que luego casi desaparecieron del cultivo. Parte de ese trabajo no es química analítica sobre el vino terminado, sino la observación del proceso mismo: cómo se comportan realmente estas variedades mientras fermentan.

La fermentación ocurre donde habría ocurrido originalmente, en un lagar antiguo excavado en la roca. La uva se coloca sobre una superficie de pisado revocada que drena hacia una cuba inferior de recolección, todo al aire libre bajo malla de sombra, en una ladera sin edificio de bodega, sin cava y sin ningún instrumento de proceso. Seguir una fermentación ahí significaba ir al sitio y tomar una muestra.

Qué se instaló

Cada cuba tiene su propio controlador Omni Exodus. Sobre un solo bus RS485 Modbus, cada controlador lee un medidor de densidad de horquilla vibrante DEN-100 y sondas de oxígeno disuelto fluorescentes DO-100. La temperatura llega por partida doble, desde el PT100 integrado del medidor de densidad y desde las sondas de oxígeno disuelto, algo útil en un recipiente tan expuesto. Ambos controladores transmiten a OmniCloud.

El medidor de densidad es el centro de la instalación. Excita una horquilla metálica en su frecuencia de oscilación libre; la frecuencia se desplaza según la densidad del líquido que toca las púas. No hay piezas que se desgasten, ni ventana óptica que limpiar, ni membrana que se rompa, lo que importa en un medio lleno de hollejos, escobajos y pulpa. Queda dentro del mosto detrás de una protección perforada de acero inoxidable.

Ambos controladores se configuraron de forma distinta a un despliegue de campo normal de Agrinovo. Las instalaciones de suelo y riego operan en un ciclo de suspensión profunda y despiertan cada cierto tiempo para ahorrar batería, porque la humedad del suelo no cambia en minutos. Una fermentación sí. Aquí los controladores permanecen activos de forma continua, con la alimentación de sensores encendida, y un juego completo de lecturas llega cerca de cada 1.2 minutos.

Cómo opera

Cada medidor se verificó contra agua antes de entrar en la cuba, de modo que el registro parte de una referencia conocida. Desde que se cargó el mosto, ambas cubas registran densidad, oxígeno disuelto y temperatura de forma continua, con la temperatura llegando por separado desde el PT100 del medidor de densidad y desde las sondas de oxígeno disuelto como verificación cruzada.

La vendimia sigue en la cuba y el estudio está en curso. Las mediciones pertenecen al equipo de investigación y no se publican aquí.

Por qué importa

Nada en esta instalación fue diseñado para hacer vino. El medidor de densidad es el mismo instrumento de proceso que se usa para control de concentración y salmueras, el DO-100 es la misma sonda fluorescente que entra en estanques de peces y el controlador es la misma unidad que se instala en fincas. Funcionan juntos aquí porque cualquier sensor puede conectarse a cualquier controlador sobre el mismo bus, así que una aplicación que nadie había previsto se resuelve eligiendo instrumentos y configurando puertos.

Ese es el argumento práctico a favor del hardware modular. Un sistema cerrado cubre las aplicaciones que su fabricante anticipó. Un equipo de investigación que mide un proceso de dos mil años en una cuba de piedra en una ladera no es una de ellas.

Desde la instalación

Lagar excavado en la roca con un medidor de densidad en la superficie de pisado superior y un segundo instrumento montado sobre la cuba inferior de recolección
La superficie de pisado superior y la cuba inferior de recolección, cada una con su propio instrumento.
Primer plano de la protección perforada de acero inoxidable de un medidor de densidad de horquilla vibrante sumergido en mosto tinto con hollejos y escobajos
El medidor de densidad mide a través de una protección perforada de acero inoxidable, sumergido en el mosto.

Preguntas sobre esta instalación

¿Qué indica un medidor de densidad durante la fermentación del vino?

La densidad es la forma habitual de seguir una fermentación. Las levaduras convierten el azúcar en alcohol, el alcohol es más liviano que el agua y el líquido se aligera a medida que avanza el proceso. Un medidor de densidad de horquilla vibrante mide esa densidad de forma continua dentro del propio líquido, con un PT100 integrado que compensa la temperatura de la lectura, de modo que el registro es una curva y no una serie de muestras manuales.

¿Por qué medir oxígeno disuelto en una cuba de fermentación?

La exposición al oxígeno es una de las variables que el equipo de investigación quería registrar junto con la densidad y la temperatura, y en un recipiente abierto no es constante. El DO-100 es una sonda de oxígeno disuelto fluorescente con salida RS485 Modbus, así que comparte el mismo bus y el mismo controlador que el medidor de densidad, sin necesitar un instrumento aparte.

¿Este equipo puede operar fuera de una bodega?

Sí. Esta instalación está en un lagar excavado en la roca, al aire libre bajo malla de sombra, sin ninguna infraestructura de bodega alrededor. Los controladores son unidades de campo que reportan a OmniCloud, así que los datos están disponibles de forma remota sin que nadie tenga que estar junto a la cuba.

¿Cada cuánto toma una lectura el sistema?

Cerca de cada 1.2 minutos. Los controladores Agrinovo normalmente operan en un ciclo de suspensión profunda para ahorrar batería, lo que conviene en suelo y riego, donde las condiciones cambian a lo largo de horas. Una fermentación avanza mucho más rápido, así que aquí ambos controladores se mantienen permanentemente activos con la alimentación de sensores encendida y las lecturas llegan de forma continua.

¿Se puede usar el mismo medidor de densidad en una bodega comercial?

El DEN-100 es un instrumento de proceso de uso general, no un equipo exclusivo de investigación. Está disponible con conexiones de proceso tipo brida, Tri-clamp o rosca G1 y longitudes de inserción de hasta 2 m, con partes húmedas en acero inoxidable 316L, Hastelloy C o Zirconio, así que se adapta a instalaciones en tanque o en tubería igual que a una cuba de piedra.

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