Trabajo de Intensificación Prof. Titular Regular:

Ing. Agr. MSc. Adriana De Caro

Estudio de la permeabilidad al aire de las paredes de vasijas

ovoides de hormigón

Patricio Río – 38010454

2016

Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Ing. en Mecanización de la Producción Agropecuaria

2

Estudio de la permeabilidad al aire de las paredes de vasijas

ovoides de hormigón

Director: Ing. Civil, PhD Roberto Torrent

Codirectora: Ing. Agr. MSc. Silvia Basualdo

Consultor: Ing. Agr. MSc. Guillermo Ramos

Patricio Río, Trabajo final para la obtención del título de Ing. en

Mecanización de la Producción Agropecuaria, Facultad de Agronomía y Cs

Agroalimentarias, Universidad de Morón

I

Agradecimientos

Agradezco en primer lugar al director del trabajo, Roberto Torrent, por

su ayuda inmensurable, por los instrumentos, los viajes y gran dedicación.

A la codirectora, Silvia Basualdo, por el apoyo brindado en todo

momento.

A Guillermo Ramos por su gran aporte técnico al trabajo, ofreciendo

ayuda y potencia a todos los análisis estadísticos.

A la bodega El Zorzal, por el apoyo al trabajo. Y en especial a Juampi,

Matías y Gerardo Michelini y a Marcelo Franchetti que estuvieron siempre

predispuestos a dar una mano en lo que necesitase.

A Obras Premoldeados S.A. por permitir que realizáramos mediciones

en la fábrica y por el tiempo ofrecido.

A El Búho, pequeña bodega experimental de Ernesto Catena donde

nos permitieron tomar algunas de las mediciones fundamentales para este

trabajo.

A mi familia por apoyar esta y otras tantas ideas.

II

Índice Resumen .................................................................................................... VIII

Abstract ........................................................................................................ IX 1. Introducción…………………………………………………………………...1

1.1. Historia de los principales materiales porosos utilizados como contenedores en la vinificación ............................................................... 2

1.1.1. Ánforas....................................................................................... 2

1.1.2. Barricas de madera ................................................................... 3

1.1.3. Cubas a base de cemento ......................................................... 4

1.2. Situación .......................................................................................... 5

1.3. Hormigón ......................................................................................... 8

1.4. Permeabilidad del hormigón .......................................................... 9

1.5. Resistencia del hormigón ............................................................ 13

1.6. Ácido tartárico en el vino ............................................................. 14

1.7. Compuestos fenólicos .................................................................. 14

1.7.1. Compuestos fenólicos no flavonoides. .................................... 17

1.7.1.1. Los ácidos fenólicos. ............................................................ 17

1.7.1.2. Estilbenos. ............................................................................ 18

1.7.2. Compuestos fenólicos flavonoides. ......................................... 19

1.7.2.1. Antocianinas. ........................................................................ 19

1.7.2.2. Flavonoles. ........................................................................... 20

1.7.2.3. Taninos condensados. ......................................................... 20

1.7.3. Reacciones de adición de los antocianos y los taninos ........... 21

2. Objetivos..……………………………………………………………….…...22

2.1. Hipótesis ........................................................................................ 24 3. Materiales y métodos…………………………………………….………...25

3.1. Materiales: ..................................................................................... 26

3.2. Plan experimental: ........................................................................ 26

III

3.3. Métodos analíticos ........................................................................ 27

3.3.1. Permeabilímetro....................................................................... 27

3.3.2. Medidor de humedad ............................................................... 29

3.3.3. Medidor de temperatura .......................................................... 30

3.3.4. Esclerómetro ............................................................................ 30

4. Resultados……………………………….…………………………………..34

4.1. Permeabilidad al aire .................................................................... 35

4.1.1. Análisis de datos de la permeabilidad al aire. ......................... 39

4.1.1.1. Lugar de procedencia .......................................................... 40

4.1.1.2. Cambios en la permeabilidad debido al uso ........................ 41

4.1.1.3. Diferencias entre caras internas y externas ......................... 43

4.1.1.4. Diferencias entre el roble y el hormigón ............................... 44

4.2. Dureza superficial ......................................................................... 47

4.2.1. Análisis de datos obtenidos con el esclerómetro ..................... 50

4.2.1.1. Diferencias debidas al uso ................................................... 50

4.2.1.2. Lugar de origen .................................................................... 51

4.2.1.3. Diferencias entre las caras internas y externas ................... 52

4.3. Correlación entre dureza superficial y permeabilidad al aire ... 53

4.4. Temperatura y humedad .............................................................. 54 5. Discusión……………………………………………………………………..56

5.1. Permeabilidad al aire .................................................................... 57

5.1.1. Barricas y hormigón ................................................................. 58

5.1.2. Lugar de origen de los ovoides ................................................ 59

5.1.3. Cambios en la permeabilidad debidos al uso .......................... 61

5.1.4. Diferencias encontradas entre las caras internas y externas .. 62

5.2. Dureza superficial ......................................................................... 63

5.2.1. Diferencias debidas al uso ....................................................... 63

5.2.2. Lugar de origen ........................................................................ 64

5.2.3. Diferencias entre las caras internas y externas ....................... 65

5.3. Correlación entre dureza superficial y permeabilidad al aire ... 65

IV

6. Conclusiones………………………………………………………………..68

7. Bibliografía…………………………………………………………………..71

V

Índice de figuras Figura 1. Recipientes ovoides de origen francés provenientes de la bodega El Buho de Ernesto Catena………………………………………………………...…7 Figura 2. Recipientes fabricados por Obras Premoldeados S.A………………8 Figura 3. Esquema reacción del cemento al tomar contacto con el agua……9 Figura 4. Microestructura de la pasta de cemento endurecida……………….10 Figura 5. Rango de poros y vacíos en el hormigón endurecido……………..12 Figura 6. Efecto de la relación agua/cemento sobre la permeabilidad del hormigón…………………………………………………………………………...13 Figura 7. Estructura molecular del ácido tartárico…………………………….14 Figura 8. Estructura de fenoles de bajo peso molecular……………………..15 Figura 9. Esquema de los diferentes compuestos fenólicos y su clasificación……………………………………………………...………………...16 Figura 10. a) Ejemplo de no flavonoide (ácido p-hidroxibenzóico). b) Ejemplo de flavonoide (flavonoles)………………………………………………………...17 Figura 11. Esquema y detalles del Método Torrent ……………..…………….28 Figura 12. Medición de la permeabilidad del hormigón de recubrimiento de recipientes nuevos en Obras Premoldeados S.A………………………………29 Figura 13. Medición de la humedad del hormigón superficial………………..30 Figura 14. Pirómetro de infrarrojos siendo utilizado antes de la medición de la permeabilidad………………………………………………………………….…..30 Figura 15. Funcionamiento del esclerómetro……………..…………………...31 Figura 16. Esclerómetro utilizado en el trabajo…………………………….…..32 Figura 17. Clasificación de las distintas caras de los recipientes estudiados según su permeabilidad…………………………………………………………..37 Figura 18. Media de los recipientes usados de Francia y Argentina…………41

VI

Figura 19. Diagrama de cajas representado a la permeabilidad de los huevos usados y nuevos. La caja agrupa el 50% de los datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende desde el 5º al 95º percentil………………………………………………………………………..42 Figura 20. Distintos valores de la permeabilidad según los años de fabricación…………………………………………………………………………42 Figura 21. Medias y desvío estándar de las caras interiores de los recipientes argentinos usados y nuevos agrupados según su permeabilidad……………43 Figura 22. Diagrama de cajas que en este caso muestra los resultados a la permeabilidad en las distintas caras de los recipientes. La caja agrupa el 50% de los datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende desde el 5º al 95º percentil……………………………………44 Figura 23. Gráfico de barras en el que se representa a las permeabilidades de las distintas caras de los recipientes de hormigón usado y a la cara interna de la barrica de roble……………………………………………………………...47 Figura 24. Recipientes analizados con el esclerómetro Smith. La caja contiene el 50% de los datos del ensayo para cada ovoide, el símbolo – representa la mediana y el símbolo + los máximos y mínimos………………..48 Figura 25. Medias de los valores de dureza superficial de los ovoides de diferentes años…………………………………………………………………….51 Figura 26. Diagrama de cajas que representa los valores de rebote de los recipientes mendocinos y franceses, tanto su cara interna con la externa. La caja contiene el 50% de los datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende desde el 5º al 95º percentil…………..52 Figura 27. Gráfico de barras en el que se muestra el índice de rebote R en cada lado de los 3 tipos de recipientes………………………………………….53 Figura 28 . Correlación entre Permeabilidad al aire y valor de rebote R……..54 Figura 29. Huevos argentinos en proceso de fabricación…………………….60 Figura 30. Curvas de conversión basadas en la resistencia a la compresión promedio de un cilindro y el valor de rebote R………………..………………..66 Figura 31. Curva de correlación entre kT y Resistencia a la compresión……66 Figura 32. Curva de correlación entre dureza superficial y permeabilidad, y línea de correlación obtenida en este trabajo…………………………………..67

VII

Índice de tablas Tabla 1. Características de los elementos analizados………………..……...36 Tabla 2. Valores de permeabilidad al aire (10-16 m2)obtenidos del análisis de los distintos recipientes, tanto en su cara interna como externa. Fue calculada la media geométrica para cada una de las caras de cada recipiente…………38 Tabla 3. Valores de la permeabilidad agrupados y normalizados (x1/8) con sus respectivos desvíos estándar…………………………………………………….39 Tabla 4. Valores de permeabilidad interna y externa de los distintos recipientes y su diferencia en porcentaje………………………………………..44 Tabla 5. Clasificación de la permeabilidad del hormigón en función del kT y su conversión X1/8…………………………………………………………………….45 Tabla 6. Valores de rebote obtenidos con el esclerómetro Original Schmidt N/L para la cara interna y externa y en la parte superior e inferior de los ovoides……………………………………………………………………………..49 Tabla 7. Valores rebote agrupados por tipo de recipiente, diferenciando solamente cara externa e interna. Se presentan también las medianas de cada cara y su respectivo desvío estándar. Finalmente se calculó la media de cada variable……………………………………………………………………………..50 Tabla 8. Valores medios de las caras interna y externa de los distintos recipientes. Son presentados los valores de probabilidad (p) del test de T-Student aplicado para comparar las medias (Ho: no hay diferencias significativas entre los grupos)…………………………………………………...53 Tabla 9. Valores de humedad (%) y temperatura (ºC) obtenidos de los distintos recipientes y la temperatura ambiente al momento de la medición (ºC)……..55

VIII

Resumen Estudio de la permeabilidad al aire de las paredes de vasijas ovoides de hormigón

La utilización de los recipientes ovoides de hormigón sin recubrimiento interno es una técnica relativamente reciente que poco a poco va adquiriendo mayor uso entre los productores de vino. Uno de los motivos de su uso es la supuesta micro-oxigenación a través de la pared del ovoide, uno de los factores más influyentes en la calidad del vino, afectando tanto su composición fenólica, como aromática. A partir de la bibliografía estudiada se desprenden tres hipótesis: No existen diferencias significativas entre recipientes fabricados en Argentina y Francia; la permeabilidad del hormigón con respecto al roble no presenta diferencias significativas luego de reiterados usos; y el uso sucesivo no genera debilitamiento en las paredes de los ovoides de hormigón. Para ello se plantearon como objetivos: analizar la permeabilidad y dureza superficial de diferentes recipientes, y estudiar la permeabilidad de barricas de roble. La permeabilidad fue mensurada con el método Torrent y la dureza superficial con el esclerómetro de martillo Schmidt. Fueron seleccionados 2 ovoides argentinos nuevos sin uso, 4 argentinos con 2 y 3 usos, 2 franceses con 3 usos y 7 duelas de barricas de roble francés con 3 usos. Luego del análisis estadístico las conclusiones más importantes fueron: i) La permeabilidad de los recipientes franceses y argentinos no presenta diferencias significativas entre sí, ii) con los sucesivos usos, la permeabilidad de los huevos de hormigón aumenta gradualmente y no parece comprometer a la estructura del ovoide, ofreciendo una notable mayor vida útil con micro-oxigenación, y iii) entre maderas y hormigón con 3 usos no existe diferencia significativa en cuanto a los valores de permeabilidad. Este resultado permite concluir que, al igual que en las barricas de madera, en los recipientes de hormigón es fundamental el cierre hermético de los mismos para conseguir micro-oxigenación a través de las paredes.

Palabras clave: permeabilidad, vasijas ovoides de hormigón, método Torrent, micro-oxigenación.

IX

Abstract Study of the air permeability of the walls of concrete ovoid vessels The use of concrete ovoid containers without inner linings is a relatively recent technique that is slowly becoming more widespread among wine producers. One of the reasons for this is the alleged micro-oxygenation that takes place through the wall of the ovoid. This is one of the factors that most influences the quality of wine by affecting its phenolic and aromatic composition. Three hypotheses emerged from the literature reviewed as part of this study: there are no significant differences between containers produced in Argentina and France; there are no significant differences in the permeability of concrete as compared to oak after repeated use; and repeated use does not weaken the walls of concrete ovoids. The following objectives were established to evaluate these hypotheses: analyse the permeability and surface hardness of different containers and study the permeability of oak barrels. Permeability was measured using the Torrent method and surface hardness with the Schmidt hammer. The containers selected for these tests were: two unused Argentine ovoids, four Argentine ovoids that had been used two and three times, two French ovoids that had been used three times, and 11 staves of French oak barrels that had been used three times. After statistical analysis, the most important conclusions were: i) there is no significant different in the permeability of French and Argentine containers; ii) the permeability of concrete ovoids gradually increases with repeated use and this does not seem to compromise the structure of the ovoid, offering a longer service life with significant micro-oxygenation, and iii) there is no significant difference in the permeability values of wood and concrete vessels that have been used three times. These results lead to the conclusion that, as is the case with wooden barrels, hermetic sealing is essential in concrete tanks for getting micro-oxygenation through the walls. Key words: permeability, concrete ovoid vessels, Torrent method, micro-oxygenation.

1

1. Introducción

2

1. Introducción

1.1. Historia de los principales materiales porosos utilizados como contenedores en la vinificación

1.1.1. Ánforas El uso de recipientes ovoides para la conservación y transporte del vino

se remonta a varios siglos atrás. Si bien eran construidos con otros materiales,

su formato no distaba mucho de las vasijas que se estudian en este trabajo.

En primer lugar encontramos el ánfora, recipiente cerámico de forma

ovoide, realizado principalmente de arcilla, de gran tamaño (hasta 1,5 metros

de altura). Originalmente poseían dos asas y un largo cuello estrecho, y eran

utilizadas para almacenar y transportar alimentos: trigo, vino, aceite. La base,

en su mayoría terminada en punta, permitía hincar las ánforas en la arena y

estibarlas en las bodegas de los barcos. Las asas facilitaban el uso de cuerdas

o de ganchos para su manipulación y traslado (Twede, 2002).

Aparecen por primera vez en las costas de lo que hoy se conoce como

Líbano y Siria, durante el siglo XV a.c. y se extienden por todo el mundo

antiguo. Fueron empleadas por los antiguos griegos y romanos como principal

medio de transporte y almacenamiento. Se elaboraban a gran escala en los

tiempos de la Antigua Grecia y su uso fue común en todo el Mediterráneo

hasta el siglo VII,cuando fueron sustituidas por recipientes de madera y piel

(Ribera, 2013). Este tipo de vasija fue el más utilizado en la antigüedad como

contenedor de vinos, tanto para su crianza como para su transporte.

3

1.1.2. Barricas de madera Otro recipìente tradicional son las clásicas barricas de madera, cuya

función como contenedor de vino es muy antigua. La primera referencia

histórica se remonta al poeta griego Homero (900 a.C.), apareciendo en sus

escritos referencias al envejecimiento del vino en vasijas de dicho material.

También Herodoto (500-400 a.C.) dejó constancia de barcos que viajaban de

Armenia a Babilonia cargados de barriles de vino. Aquellos incipientes

bosquejos de la historia de la tonelería quedaron fuertemente consolidados al

llegar al siglo XV, a lo largo del cual se generalizó el uso del barril para

transportar el vino (Muñoz, 2006).

El tonel acabó imponiéndose como referencia de un buen vino, aunque

tuvo que pasar el tiempo hasta que su utilización pasara a ser una elección

voluntaria de los elaboradores. Después, la generalización de la botella de

vidrio taponada con corcho desplazó a los pesados toneles de madera que

hasta entonces se utilizaban para el transporte del líquido. La madera quedó

así limitada a la tarea de la crianza, donde juega un papel fundamental en la

actualidad.

Son pocas las especies de árboles que tienen una madera con las

características físicas y químicas adecuadas para la fabricación de barricas.

Aunque antiguamente se utilizó madera de castaño, cerezo, acacia, olmo,

etc., en la actualidad la madera más empleada en la fabricación de barricas

es la de roble, ya que es considerada la madera más noble por sus

importantes propiedades físico-mecánicas como la resistencia mecánica,

facilidad al hendido, baja porosidad, permeabilidad y fisurabilidad, además de

otras como: suavidad, flexibilidad, estanqueidad y durabilidad (Sánchez-

4

Iglesias, 2007).

1.1.3. Cubas a base de cemento

Es importante destacar que el uso del cemento data de épocas

anteriores a las ánforas. El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero –mezcla de

arena con materia cementosa- para unir bloques de piedra y levantar sus

prodigiosas construcciones. Por su parte, los constructores griegos y romanos

descubrieron que ciertos materiales procedentes de depósitos volcánicos

(puzolanas), mezclados con cal, arena y agua, producían un mortero de gran

fuerza, capaz de resistir la acción del agua dulce y salada.

Avanzando en el tiempo, en 1824, James Parker y Joseph

Aspdin patentaron un nuevo cemento hidráulico artificial, fabricado por la

combustión conjunta de caliza y arcillas, que denominaron Portland Cement

por su color oscuro, similar a la piedra de la isla de Portland. Actualmente, y

a pesar de todas las mejoras técnicas introducidas, el cemento Portland

continúa siendo, en esencia, muy similar al primero que se patentó, aunque

su impacto y prestaciones han mejorado muy significativamente (Palomar-

Llovet, 2003).

Como se ve el uso del cemento es muy antiguo, pero no fue hasta la

segunda mitad del siglo XIX cuando la vasija de hormigón armado comenzó

a utilizarse en Europa; en ese sentido fue Francia la que lideró la construcción

de este tipo de depósitos cuando en 1867 se concedió al francés Joseph

Mornier su primera patente para la construcción de cubas con esta nueva

tecnología (Girini, 2014).

5

A su vez en Argentina el hormigón para construir recipientes enológicos

comenzó a utilizarse a finales del siglo XIX, cuando se produjo la

modernización de la vitivinicultura. Es decir, el paso de la actividad artesanal,

desarrollada desde tiempos de la colonia, a la escala industrial.

La necesidad de contar con depósitos cada vez más grandes para

albergar los crecientes volúmenes vínicos y mejorar las condiciones de

fermentación y conservación provocaron una actualización del conjunto de las

vasijas, dejándose de la lado los recipientes de madera de álamo que por su

bajo costo había alcanzado una gran difusión.

1.2. Situación

La utilización de recipientes ovoides de hormigón sin recubrimiento

interno es una técnica relativamente reciente que poco a poco va adquiriendo

mayor uso entre los productores de vino. Debido a su novedad, son

prácticamente inexistentes los estudios realizados sobre las características,

en especial la permeabilidad al aire, de las paredes de dichas vasijas. Este

fenómeno, de existir, contribuiría a la micro-oxigenación del contenido, tanto

de mostos como de vinos, ocupando un papel fundamental en la fermentación

y en la crianza (Peynaud, 1977). Dentro del ámbito industrial, los fabricantes

de estos recipientes aseguran una cierta micro-oxigenación que estaría

afectando positivamente al contenido. Por su parte, en las barricas de roble,

a pesar de su habitual y antiguo uso, no existen datos experimentales relativos

a su permeabilidad (Puech et al, 2003).

6

La permeabilidad del hormigón es debida a la existencia de poros

capilares, cuyo volumen y tamaño dependen de las proporciones de la mezcla

de hormigón (principalmente de la relación agua/cemento) y del grado de

hidratación del cemento (Muñoz-Martialay, 1973).

Partiendo de que la producción de los vinos depende de la micro-

oxigenación, Singleton (1982) estimó que las necesidades eran de 30 mg/L

para los vinos blancos y de 80 mg/L para los vinos tintos. Este aporte se

traduce en un efecto aromático muy favorable en los vinos resultantes,

guardando su carácter afrutado, mientras que sus homólogos en cubas

herméticas evolucionan hacia aromas a reducción (Boulet y Moutounet,

2003).

En trabajos recientes se han encontrado ciertas diferencias en vinos

realizados en barricas, acero inoxidable y hormigón sin recubrimiento (Peidró-

Montaner, 2015), concluyéndose que el incremento de la concentración de

antocianos y polifenoles, durante la fermentación, es superior en los depósitos

de hormigón que en los de acero inoxidable. Como consecuencia de ello, el

color del vino se incrementa más rápidamente en la fermentación en hormigón

y su pérdida de volumen es menor. Por otro lado, también ha sido identificado

un aumento significativo en el contenido de algunos ésteres en depósitos tanto

de hormigón como en las barricas. Finalmente, fue comprobado que la

conservación de los vinos en hormigón presenta un comportamiento

intermedio en cuanto a calidad polifenólica y aromática entre las barricas y el

acero inoxidable.

7

Al no existir estudios sobre las paredes de los ovoides, no hay

mediciones que establezcan un valor de permeabilidad correcto y preciso para

cada tipo y marca de recipiente. Este trabajo buscará, mediante la medición

de la permeabilidad de vasijas de hormigón y barricas de roble, aportar

elementos que ayuden a mejorar el conocimiento de esta nueva tecnología.

En la actualidad existen pocos fabricantes de recipientes ovoides de

hormigón. Uno de los primeras compañías en sacarlos al mercado y con

mayor volumen de venta en el mundo es Nomblot. Estos son de origen

francés, confeccionados según la empresa en una sola pieza de cemento sin

estructura de acero.

Figura 1. Recipientes ovoides de origen francés provenientes de la bodega El Buho de Ernesto Catena. Mendoza, Argentina. Fotografía propia.

Estas vasijas son las primeras en utilizarse en Argentina de este tipo

(Figura 1). A partir del año 2012 se comenzaron a fabricar huevos de hormigón

en la provincia de Mendoza. Estas son las más utilizadas actualmente en la

región. Son producidas por la empresa Obras Premoldeados S.A. Las vasijas

son moldeadas en dos cuerpos, unidos por una junta horizontal, cuya

8

estanqueidad se logra mediante el uso de una junta de resina epoxi y una

posterior faja de cemento externa e interna (Figura 2)

Figura 2. Recipientes fabricados por Obras Premoldeados S.A. Mendoza, Argentina. Fotografía propia.

1.3. Hormigón

El hormigón una vez endurecido es un material compuesto por una fase

discreta, compuesta por los agregados, dispersa en una fase contínua (la

matriz de la pasta de cemento).

Las partículas discretas del agregado son unidas por la matriz de la

pasta de cemento endurecido, conformando un material monolítico.

Las partículas de agregados constituyen un esqueleto resistente que

provee rigidez, estabilidad dimensional y durabilidad al Concreto, además de

actuar como un relleno de bajo costo (Torrent, 2013).

La principal reacción que ocurre cuando las partículas de cemento

Portland toman contacto con agua, es la hidratación de los Silicatos de Calcio

9

del clinker (C3S y C2S) (figura 3).

Figura 3. Esquema reacción del cemento al tomar contacto con el agua. Elaboración propia.

Donde C-S-H son los hidratos de silicatos de calcio (también llamados

“gel de cemento”) y CH son los cristales de Hidróxido de Calcio (también

llamados “Portlandita”).

1.4. Permeabilidad del hormigón

La permeabilidad es una propiedad que poseen los cuerpos que mide

la facilidad con que un fluido pueda atravesarlos, penetrando por sus poros,

cuando se produce una diferencia de presión entre dos superficies opuestas.

La permeabilidad depende, por una parte, de la estructura de poros

del cuerpo y por otra parte, de las características del fluido. Un medio poroso

será generalmente más permeable cuanto mayor sea el volumen y tamaño de

los poros conectados.

El hormigón es un material muy poroso; en un hormigón bien

compactado la porosidad total es del orden del 12 % de su volumen (Muñoz-

Martialay, 1973).

En los áridos la porosidad es muy variable, ya que depende de la

naturaleza de los mismos y del proceso de fabricación del hormigón. Los

C3S + Agua ⇒ C-S-H + CH C2S

10

áridos que se emplean en hormigones corrientes presentan poros cuyos

diámetros quedan dentro del campo limitado por los valores comprendidos

entre 3 y 6 micras. Como los áridos son una fase discreta, totalmente

envueltos en una fase continua – la pasta de cemento – la permeabilidad de

ésta gobierna en gran medida la del hormigón.

Aparte de los poros originados por el aire ocluido y los que presentan

los áridos, en un hormigón recién elaborado y fraguado se distinguen,

además, los poros de asentamiento, los poros capilares y los poros del gel.

Los primeros se crean en la superficie de contacto de la pasta con los áridos

y los poros capilares, y los del gel se forman durante la hidratación del

conglomerante (Figura 4). El espacio comprendido entre los límites exteriores

de los productos de hidratación (línea externa cortada) constituye un poro

capilar, principal "carretera" de transporte de masa a través del hormigón.

Figura 4. Microestructura de la pasta de cemento endurecida. (Torrent, 2013).

Los poros capilares van apareciendo como consecuencia de la

evaporación del agua que se ha empleado en la fabricación del hormigón,

11

pero que no toma parte en la hidratación del conglomerante el cemento toma

la cantidad de agua que precisa para su hidratación y que representa

únicamente del 18 al 22 % de su peso para hidratarse completamente y que

supone, generalmente, menos de un 50 %, aproximadamente del total de

agua empleada en la fabricación de hormigones corrientes, (Muñoz-Martialay,

1973).

La evaporación del agua del hormigón es un proceso continuo que

puede durar varios años, dependiendo de la humedad y temperatura del

ambiente que le rodea, de las dimensiones del elemento y del tipo de

dosificación. Esto es importante tenerlo en cuenta, pues la apertura de poros

que deja el agua al evaporarse influye sensiblemente en el aumento de la

permeabilidad al aire del hormigón. Por otra parte significa que al hormigón

no se le puede considerar como un material estable aunque tenga,

aparentemente, su estructura permanente, debido a la interacción con el

medio ambiente.

En la figura 5 se puede ver el rango de poros y vacíos en el concreto

endurecido. Los vacíos de compactación pueden ser de gran tamaño, pero

estos se encuentran confinados dentro del hormigón, por lo que no son de

gran influencia en la permeabilidad. El aire atrapado y el aire incorporado

tampoco aporta modificaciones en la permeabilidad ya que no se encuentran

conectados entre sí. Los poros capilares son los más influyentes en la

permeabilidad.

12

Figura 5. Rango de poros y vacíos en el hormigón endurecido. (Torrent, 2013).

Durante la hidratación los productos resultantes ocupan un volumen

mayor que el ocupado originalmente por el cemento anhidro. Los poros

capilares resultan de los espacios entre las partículas de cemento que no han

sido colmatados por los productos de hidratación. A menor relación

agua/cemento más próximas están las partículas, facilitando el llenado de los

espacios con productos de hidratación. Así el volumen y tamaño de los poros

capilares dependen de la relación agua/cemento y del grado de hidratación

alcanzado (Figura 6).

13

Figura 6. Efecto de la relación agua/cemento sobre la permeabilidad del hormigón. (Torrent, 2013).

1.5. Resistencia del hormigón

La resistencia es una de las propiedades más importantes del

hormigón, principalmente cuando se le utiliza con fines estructurales. El

hormigón, en su calidad de constituyente de un elemento estructural, queda

sometido a las tensiones derivadas de las solicitaciones que actúan sobre

éste. Si sobrepasan su capacidad resistente se producirán fracturas, primero

de origen local y posteriormente generalizadas, que podrán afectar la

seguridad de la estructura (Jimenez-Montoya, 1991).

El estudio de la resistencia es importante, ya que el recipiente

cementicio se encuentra en contacto directo con el vino. El vino a su vez posee

una gran cantidad de ácido tartárico, posible agresor de la superficie de

hormigón.

14

1.6. Ácido tartárico en el vino

El ácido tartárico es el más abundante en el vino y también el más

estable, pudiendo llegar a suponer más de dos tercios del total. Se encuentra

en la uva en forma libre y combinada (tartrato ácido de potasio). Se lo

considera un ácido débil. Su aporte al vino es la de añadir características de

fruta madura, sabores frescos y agradables (Blasco, 2001). El ácido tartárico

precipita de manera natural en forma de sales (tartrato cálcico o bitartrato

potásico) como consecuencia de la acción insolubilizante conjunta del alcohol

y el frío, formando los famosos cristales o posos del vino. Su presencia en

vinos de calidad se acepta cada vez más, pues simplemente indica una menor

manipulación del vino en bodega, como es una menor estabilización en frío.

Su fórmula molecular es C4H6O6 (figura 7).

Figura 7. Estructura molecular del ácido tartárico. Elaboración propia.

1.7. Compuestos fenólicos

Los constituyentes fenólicos revisten una gran importancia en la

enología debido a su influencia directa o indirecta sobre la calidad de los vinos,

afectando al color, estructura, astringencia, amargor y aromas (Cheynier et al,

2003). Se localizan tanto en las partes sólidas de la uva (hollejo, raspón y

pepitas), como en la pulpa, y son extraídos durante la vinificación (Peidró-

15

Montaner, 2015). Su producción en la planta depende de varios factores

relacionados principalmente con el estrés, además tienen propiedades

bactericidas, antioxidantes y antiproteicas. Su estructura varía a lo largo de la

crianza y el añejamiento.

Estos compuestos, y principalmente los antocianos y los pigmentos

que se forman por polimerización y condensación entre éstos y los taninos,

son los principales responsables de las características cromáticas del vino

tinto, participando además en otras características organolépticas vinculadas

a la calidad de los mismos. En estas reacciones juega un papel fundamental

el oxígeno que entra en contacto con el vino durante los remontados,

trasiegos, filtrados, embotellados o a través de los poros de la madera durante

la crianza en barrica (Sanchez-Iglesias, 2007).

En la denominación general de los compuestos fenólicos se incluye a

un gran número de sustancias sumamente heterogéneas, que se caracterizan

por poseer un anillo aromático con al menos una sustitución hidroxilo (Figura

8) y una cadena lateral funcional (Obreque-Slier, 2010).

Figura 8. Estructura de fenoles de bajo peso molecular (Obreque-Slier, 2010).

16

A partir de esta estructura básica, han sido identificados una gran

cantidad de compuestos fenólicos en uvas y vinos con una amplia diversidad

de estructuras. Se suelen clasificar en dos grandes familias: los no flavonoides

y los flavonoides (Figura 9).

Los no flavonoides incluyen los ácidos fenólicos y los estilbenos, cuya

principal característica es la forma cinámica o benzoica que presentan, es

decir, poseen un único ciclo (Figura 10a). Por su parte, los flavonoides

agrupan a flavonoles, flavononoles o flavonas, antocianinas y taninos o

flavanoles, y su estructura característica consiste en dos ciclos bencénicos

unidos por un heterociclo oxigenado (Figura 10b).

Figura 9. Esquema de los diferentes compuestos fenólicos y su clasificación. Elaboración propia.

17

Figura 10. a) Ejemplo de no flavonoide (ácido p-hidroxibenzóico). b) Ejemplo de flavonoide

(flavonoles) (Obreque-Slier, 2010).

Durante la crianza en diferentes tipos de contenedores los compuestos

fenólicos experimentan importantes transformaciones que conducen a

cambios notables en la composición de los vinos (Peidró-Montaner, 2015),

generando así la estabilización definitiva de estos compuestos. En recipientes

ovoides de hormigón, según Koralewski (2011), esta afirmación estaría

fundamentada en una supuesta micro-oxigenación proveniente de la micro-

porosidad del hormigón.

1.7.1. Compuestos fenólicos no flavonoides.

1.7.1.1. Los ácidos fenólicos.

Los ácidos fenólicos se encuentran en los hollejos, pulpa, semillas y en

el raspón. En cuanto a sus características organolépticas, los ácidos fenólicos

no presentan ni sabor ni olor particulares, pero son los precursores de los

fenoles volátiles, después de la acción de ciertos microorganismos. Éstos

también pueden provenir de la quema de la madera de las barricas en el

COOH

OH

Ác. p-hidroxibenzóico

HO

OH O

O

OH

R'3

R'5

R3

a) b)

18

proceso de tostado por degradación de las ligninas. Su concentración en vino

tinto es de 100 a 200 mg/L, y en blancos de 10 a 20 mg/L.

Dentro de este grupo se encuentran los ácidos benzoicos y los ácidos

cinámicos. La concentración del ácido benzoico en los vinos va a ser mayor

en los tintos, encontrándose en cantidades de 0,1 mg/L. Presentan una cierta

inestabilidad, sobre todo en presencia de oxígeno y aminoácidos, tendiendo

hacia formas de color amarillo-rojizo. En la uva están presentes bajo formas

heterosídicas y son liberados en sus formas libres en el vino por hidrólisis y

degradación. Los más comunes son el ácido p-hidroxibenzoico, el ácido gálico

y el ácido siríngico.

Por otro lado, los ácidos cinámicos se encuentran en las vacuolas de

las células del hollejo y de la pulpa, en forma libre o esterificados con el ácido

tartárico u otros componentes del vino, como heterócidos de glucosa. En las

concentraciones encontradas en los vinos no tienen impacto sobre las

características sensoriales. Los ácidos cinámicos son poco abundantes en

uva blanca, apareciendo en mayores concentraciones en las variedades

tintas, principalmente en los mostos, ya que son los principales fenoles de la

pulpa. Están involucrados en los procesos de copigmentación con antocianos.

Uno de los ácidos cinámicos, el caféico, al oxidarse genera quinonas que

producen un pardeamiento del color del vino.

1.7.1.2. Estilbenos.

Los estilbenos poseen dos ciclos bencénicos unidos generalmente por

una cadena de etano o eventualmente de etileno. A este tipo pertenece el

19

isómero trans del resveratrol, o 3,5,4’- trihidroxiestilbeno, que es producido

por el viñedo en respuesta a un ataque fúngico del hongo Botrytiscinerea,

siendo los compuestos que presentan esta propiedad los conocidos como

fitoalexinas.

1.7.2. Compuestos fenólicos flavonoides.

Los compuestos fenólicos flavonoides constituyen una porción

significativa del material fenólico presente en bayas y existen varias clases

con un esqueleto estructural similar. Los compuestos fenólicos flavonoides de

importancia enológica están agrupados en flavonoles, flavononoles o

flavonas, antocianinas y taninos o flavanoles.

1.7.2.1. Antocianinas.

Son los compuestos fenólicos responsables del color rojo del vino y

están localizados en las células hipodermales del hollejo.

Las antocianinas suelen estar presentes en forma glucosilada o

presentarse aciladas, es decir, esterificadas en el C6 con otros ácidos tales

como acético, p-cumárico y cafeico. Aunque algunos cultivares como Pinot

noir carecen de pigmentos acilados, otros cultivares podrían tener hasta 20

tipos de antocianinas.

Diversos estudios han demostrado que las antocianinas se sintetizan

durante el período de maduración de la baya y que su concentración es

claramente afectada por las condiciones de crecimiento, siendo sus máximos

de extracción durante la maceración y antes del final de la fermentación para

20

luego declinar sustancialmente (Obreque-Slier, 2007).

1.7.2.2. Flavonoles.

Son pigmentos que contribuyen a la coloración amarilla, que se

encuentran en los hollejos de las uvas.

Se ha observado que estos compuestos son altamente dependientes

de la exposición a la luz de los tejidos, reportándose que racimos expuestos

al sol presentan mayores niveles de flavonoles que aquellos que permanecen

sombreados (Spayd et al, 2002; Downey et al, 2006). Sin embargo, el

contenido de flavonoles en los vinos dependerá también del tipo de proceso

de vinificación, pues, por ejemplo, los vinos blancos (cuya fermentación se

realiza en ausencia de los hollejos) contienen cantidades menores que los

vinos tintos. Aunque los flavonoles no contribuyen en proporción elevada al

contenido total de compuestos fenólicos del vino, pueden llegar a tener gran

influencia sobre el color de los vinos tintos, al ser capaces de actuar como

copigmentos de las antocianinas (Obreque-Slier, 2007).

1.7.2.3. Taninos condensados.

Los taninos condensados o proantocianidinas son los compuestos

fenólicos más abundante en la uva, siendo extraídos de los hollejos, semillas

y escobajos de los racimos.

Se distinguen dos grandes grupos: los hidrolizables o gálicos y los

condensados o catéquicos. Los del primer grupo no son naturales de la uva y

comprenden a los galotaninos y elagitaninos. Estos son aportados por la

21

madera de las barricas. Tienen propiedades gustativas astringentes. Los

condensados o catéquicos son naturales de las uvas. Son polímeros de fava-

3-oles.

1.7.3. Reacciones de adición de los antocianos y los taninos

Durante la fermentación alcohólica y durante el envejecimiento del vino,

los taninos reaccionan con los antocianos para dar compuestos coloreados.

En los vinos de un año se estima que un 50% del color puede deberse a estos

agregados. El color rojo teja de los vinos muy viejos se debe en parte a la

existencia de estos compuestos y en parte al color que toman los taninos al

oxidarse (Peidró-Montaner, 2015).

Es importante la micro-oxigenación en cuanto a reacciones de

condensación antociano-tanino ya que son beneficiosas para la estabilidad

del color, favoreciendo a las reacciones de polimerización de los taninos

disminuyendo la astringencia, mejorando las características organolépticas de

los vinos (Cheynier et al, 2003).

22

2. Objetivos

23

2. Objetivos

Este trabajo pretende establecer si existen diferencias significativas en

cuanto a la permeabilidad entre recipientes argentinos y franceses de distintos

años, y entre la madera y el hormigón con sucesivos usos. Y por otro lado,

estudiar la dureza superficial de las paredes internas de las vasijas con

diferentes usos y de procedencia francesa o argentina.

Por ende se han desarrollado los siguientes objetivos específicos:

1. Estudiar la permeabilidad de las paredes de hormigón de

recipientes argentinos nuevos.

2. Estudiar la permeabilidad de las paredes de hormigón de

recipientes argentinos con 2 y 3 usos consecutivos.

3. Estudiar la permeabilidad de las paredes de hormigón de

recipientes franceses con 3 usos consecutivos.

4. Estudiar la permeabilidad en duelas de distintas barricas de roble

francesas con 3 usos.

5. Realizar un análisis comparativo de los resultados entre ambos

materiales, madera y hormigón.

6. Realizar un análisis comparativo de los resultados entre vasijas

provenientes de Francia y Argentina.

7. Realizar un análisis comparativo de los resultados entre vasijas

nuevas y usadas.

8. Estudiar la dureza superficial de recipientes de hormigón

argentinos nuevos.

24

9. Estudiar la dureza superficial de recipientes argentinos con 2 y 3

años de uso consecutivos.

10. Estudiar la dureza superficial de recipientes franceses con 3 usos

consecutivos.

11. Realizar un análisis comparativo de dureza superficial de los

resultados entre vasijas provenientes de Francia y Argentina.

12. Realizar un análisis comparativo de dureza superficial de los

resultados entre vasijas nuevas y usadas.

2.1. Hipótesis Se han generado las siguientes hipótesis para el presente trabajo:

• No existen diferencias significativas entre recipientes fabricados en

Argentina y Francia.

• La permeabilidad del hormigón con respecto al roble no presenta

diferencias significativas luego de reiterados usos.

• El uso reiterado no genera debilitamiento en las paredes de los ovoides

de hormigón.

25

3. Materiales y métodos

26

3. Materiales y métodos

3.1. Materiales:

Los materiales utilizados para el presente trabajo fueron 8 depósitos de

hormigón ovoides sin revestimiento y 7 duelas de barricas de roble

provenientes de Francia comenzadas a utilizar en la producción en el año

2012. En cuanto a los recipientes de hormigón, 4 de ellos en uso actualmente,

del año 2012 y 2013, y de fabricación argentina; 2 nuevos sin uso de la misma

procedencia (2015); y 2 recipientes originarios de Francia en uso desde el año

2012. Todos los ovoides argentinos son procedentes de la fábrica Obras

Premoldeados S.A., tanto los usados del 2012 y 2013 como los nuevos del

2015. Los dos naturales de Francia fueron producidos por Nomblot de Bonna

Sabla Group.

Las mediciones de los recipientes usados argentinos y las barricas

fueron realizadas en la bodega El Zorzal, que ha brindado un gran apoyo al

trabajo. Los huevos franceses fueron puestos a disposición por la bodega

biodinámica El Buho, de Ernesto Catena. Los recipientes nuevos fueron

examinados en la misma fábrica de procedencia, que sin inconvenientes ha

permitido su ensayo.

3.2. Plan experimental:

El plan experimental comprende el estudio de la permeabilidad de las

paredes de hormigón y de la madera de las barricas. También incluirá el

estudio de dureza superficial del hormigón.

27

Debido al difícil acceso, a la poca cantidad existente actualmente y a los

pocos días al año en que este tipo de recipiente se encuentra vacío para

realizar mediciones, el trabajo presente no cuenta con huevos franceses sin

uso.

Los mediciones en los ovoides fueron realizas en sus caras internas y

externas. La distribución de las mismas fue 50% en la parte superior y 50%

en la parte inferior tanto para la permeabilidad como para la dureza superficial.

Para realizar las mediciones de permeabilidad debió esperarse entre 10

y 15 días para que los poros de las paredes se secaran por completo, evitando

así su saturación. Esto se corroboró realizando mediciones de humedad y

temperatura de las distintas paredes.

Todas las mediciones de permeabilidad se realizaron con el mismo

método, descrito en 3.3.1.

3.3. Métodos analíticos

3.3.1. Permeabilímetro

El proceso de medición de la permeabilidad se llevó a cabo utilizando

el método Torrent que es no destructivo, diseñado para la medición "in situ"

de la permeabilidad al aire del recubrimiento de hormigón. El proceso se basa

en crear vacío dentro de una celda colocada sobre la superficie del mismo y

en medir la velocidad con que la presión retorna al valor atmosférico. Aspectos

característicos del método son: una celda con doble cámara y un regulador

que equilibra la presión en la cámara central de medición (i) y en la cámara

28

exterior (e). Esto asegura un flujo unidireccional de aire hacia la cámara

central, eliminando todo flujo espúreo transversal, como se puede observar

en la figura 11 que describe el método. Los datos de la medición son

procesados por un microprocesador que indica el valor del coeficiente de

permeabilidad al finalizar el ensayo, que dura de 2 a 6 ó 12 minutos (Torrent,

1999).

Figura 11. Esquema y detalles del Método Torrent (Luco, 2010).

Este método fue utilizado también para realizar la medición en la madera

de las barricas. Si bien es un instrumento diseñado originalmente para el

estudio específico del hormigón de recubrimiento, se ha utilizado con éxito

para medir la permeabilidad en otros materiales (Bueno, 2004).

Para el presente trabajo se utilizó el equipo diseñado por MAS (Materials

Advanced Services), PermeaTORR.

29

El método está cubierto por la norma suiza SIA 262/1:2013 Anexo-E

(Ersetzt Norm Sia 261/1, 2003). Según la norma, el ensayo debe realizarse

con temperaturas superiores a 10ºC y humedad inferior al 5,5% (en masa).

Figura 12. Medición de la permeabilidad del hormigón de recubrimiento de recipientes nuevos en Obras Premoldeados S.A. Mendoza, Argentina. Fotografía propia.

3.3.2. Medidor de humedad

Para la humedad se usó un instrumento de medición por impedancia

eléctrica con un rango de medición de 0 a 6.9%. Se utilizó el instrumento

producido por la compañía Tramex, el modelo es CMEX II

(https://www.tramexmeters.de/index.php?route=common/home).

Las mediciones fueron realizadas en las áreas en las que luego se usó

el permeabilímetro. Para asegurar un resultado con mayor exactitud fueron

realizadas 5 mediciones de las cuales se extrajo el promedio.

30

Figura 13. Medición de la humedad del hormigón superficial. Mendoza, Argentina. Fotografía propia.

3.3.3. Medidor de temperatura

La medición de temperatura fue realizada con un pirómetro de

infrarrojos. Se realizaron 5 mediciones en cada recipiente de las que se

calculó un promedio.

Figura 14. Pirómetro de infrarrojos siendo utilizado antes de la medición de la permeabilidad. Medoza, Argentina. Fotografía propia.

3.3.4. Esclerómetro

Desarrollado en Suiza en 1948 por Schmidt, es el ensayo no destructivo

más ampliamente utilizado para estimar la resistencia del hormigón

31

endurecido, debido a su simplicidad y precio (Proceq, 2016). Este método es

útil para verificar la uniformidad del hormigón o comparar elementos

confeccionados con hormigones similares. El funcionamiento del instrumento

se basa en un vástago de impacto sobre el que se disprara, mediante un

resorte de compresión, una masa (martillo), perpendicularmente a la

superficie de ensayo. El instrumento mide el valor de rebote de la masa luego

del disparo y la colisión con la superficie. El valor R queda marcado en la

corredera lateral. La metodología del ensayo de dureza superficial con

esclerómetro se especifica en Argentina en la norma IRAM 1694 y en la norma

internacional ISO/DIS 8045.

Figura 15. Funcionamiento del esclerómetro. (Proceq, 2006).

En este estudio no se utilizaron las curvas de conversión para estimar

un valor de resistencia a la compresión que indica la norma y el fabricante

(Proceq, 2011) debido a que sólo se busca establecer una comparación entre

distintos recipientes, sin la necesidad de alcanzar valores absolutos.

32

Se utilizó el esclerómetro Original Schmidt N/NR fabricado por Proceq

S.A. (figura 15).

Figura 16. Esclerómetro utilizado en el trabajo. Mendoza, Argentina. Fotografía propia.

Con el instrumento se han realizado 10 repeticiones en cada cara del

huevo. De estas medidas el 50% pertenecen a la parte superior y el restante

50% a la parte inferior. Se ha calculado la mediana de ellas para su posterior

análisis.

3.4. Tratamiento estadístico

3.4.1. Permeabilidad

Para el análisis de la información de este estudio experimental se

empleó el Análisis de la varianza de un modelo de efectos mixtos, utilizando

el Procedimiento GLM de SAS. El modelo considerado explica la variabilidad

de la permeabilidad transformada. Se realizó la transformación x^(1/8) sobre

los valores obtenidos para asegurarse de la verificación del cumplimiento de

los supuestos, normalizar los datos y homogeneizar las varianzas.

33

Se apeló a un modelo mixto donde el recipiente y la observación puntual

son efectos aleatorios y el resto de los efectos son fijos. Cada recipiente tiene

su lugar de origen, su material de construcción, su historia de uso o no uso, y

sobre él se tomaron un conjunto de observaciones con el instrumento, en su

cara interna y externa.

Debido a la difícil disponibilidad de recipientes en estado óptimo para su

medición, el trabajo cuenta con pocos elementos que acarrearían a una gran

posibilidad de error en el análisis. Para evitar esto se estimó el error (beta o

de tipo II) en fallar de encontrar diferencias en la permeabilidad entre el roble

usado y el hormigón usado, mediante simulación.

Los paquetes estadísticos utilizados para el análisis fueron WinStat y

SAS.

3.4.2. Dureza superficial

A los datos obtenidos con el esclerómetro Schmidt se les realizó un

análisis de normalidad (Test de Kolmogorov-Smirnov de variables continuas)

y homogeneidad de las varianzas (Bartlett-Test). Mostrando normalidad y

hocedasticidad respectivamente, por ende, en este caso no se realizó ninguna

transformación. Fue utilizado el método T- Student para variables

independientes. Se compararon conjuntamente las siguientes variables:

i. Lugar de procedencia: Francia o Mendoza

ii. Uso: Si o No

iii. Lado: Externo o Interno

El paquete estadístico utilizado para el análisis fue WinStat.

34

4. Resultados

35

4. Resultados

Los resultados estarán divididos en dos partes, atendiendo a los

objetivos planteados. Una primera parte en la que se mostrarán los resultados

obtenidos mediante el estudio de la permeabilidad al aire, realizado tanto en

recipientes de hormigón argentinos y franceses, nuevos y usados; como en

barricas de madera francesas. La segunda parte presentará los resultados del

estudio de la dureza superficial del hormigón.

4.1. Permeabilidad al aire

De los 8 depósitos ovoides de hormigón analizados con el

permeabilímetro PermeaTORR, 6 fueron argentinos y 2 fueron franceses.

Dentro de los de procedencia argentina se identificaron 2 recipientes nuevos

sin uso y 4 con uso de distintos años de fabricación, 3 del año 2012 y 1 del

año 2013. Los franceses son ambos del año 2012. Además, fueron analizadas

7 duelas de barricas de roble provenientes de Francia comenzadas a utilizar

para la producción en el año 2012. En cuanto a los recipientes de hormigón,

4 de ellos en uso actualmente, del año 2012 y 2013, y de fabricación argentina;

2 nuevos sin uso de la misma procedencia (2015); y 2 recipientes originarios

de Francia en uso desde el año 2012. El conjunto de elementos analizados se

encuentran en la tabla 1. Todos los ovoides argentinos son procedentes de la

fábrica Obras Premoldeados S.A. Los recipientes provenientes de Francia

fueron producidos por Nomblot.

Los recipientes con uso habían permanecido vacíos por 3 semanas

antes de la medición.

36

La cantidad de mediciones no fue igual en todos los recipientes debido

al poco tiempo disponible para realizarlas, ya que los ovoides se utilizan tanto

para fermentación como para crianza. Sin embargo se logró obtener

resultados de las dos caras.

Tabla 1. Características de los elementos analizados.

Recipiente Origen Material Edad Uso Mn1

Mendoza Hormigón

2015 No Mn2 Mu1 2013

Sí

Mu2

2012

Mu3 Mu4 Fu1

Francia Fu2 Ow Roble

Tras la aplicación del método anteriormente referenciado se obtuvieron

los datos de permeabilidad al aire expresados en la tabla 2. Para ambas caras

de cada huevo fue calculada la media geométrica, debido a que se ve menos

afectada por altos valores aislados, según la Recomendación del

Departamento de Vialidad Federal Suizo (Bundesamt für Strassen, 2006). En

dicha tabla se observa que, en todos los casos, la permeabilidad interna es

inferior a la externa. El menor valor en hormigón fue 0,007 x 10-16 m2, obtenido

de la medición de la cara interna del ovoide francés Nº1 Fu1, y el mayor valor

7,6 x 10-16 m2, perteneciente a la cara externa del recipiente mendocino usado

Nº3 Mu3. El valor más alto de permeabilidad fue 432 x 10-16 m2 procedente de

la cara externa de la barrica de roble francés, mostrando una gran diferencia

con el resto de las mediciones. Como se puede observar en la figura 17, los

37

valores de permeabilidad se encuentran dentro de las clasificaciones baja,

moderada y alta. Solamente la cara externa de la madera obtuvo valores

extremadamente altos.

Figura 17. Clasificación de las distintas caras de los recipientes estudiados según su permeabilidad. Elaboración propia.

38

Tabla 2. Valores de permeabilidad al aire (10-16 m2)obtenidos del análisis de los distintos recipientes, tanto en su cara interna como externa. Fue calculada la media geométrica para cada una de las caras de cada recipiente.

Mendoza Nuevo Nº1 (2015)

Mendoza Nuevo Nº2 (2015)

Mendoza Usado Nº1 (2013)

Mendoza Usado Nº2 (2012)

Mendoza Usado Nº3 (2012)

Mendoza Usado Nº4 (2012)

Francia Usado Nº1 (2012)

Francia Usado Nº2 (2012)

Barrica (2012)

Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo

0,130 0,130 0,019 0,640 0,001 4,600 1,800 0,820 1,400 1,900 0,066 1,000 0,003 2,300 0,750 1,100 1,800 300,000

0,100 0,120 0,069 0,920 0,550 0,790 0,200 1,300 0,920 5,800 0,100 1,200 0,900 3,300 1,200 2,000 0,052 861,000 0,019 0,340 0,054 0,180 0,110 3,600 0,120 0,088 18,000 8,400 0,300 2,600 0,001 0,950 14,000 311,400 0,043 0,410 0,300 0,220 0,110 3,800 1,400 2,000 4,000 11,000 0,170 0,980 0,001 0,062 14,000 0,300 0,400 17,000 0,001 11,000 1,200 17,000 0,270 5,000 1,700 0,430 0,440 50,000 1,000 0,180 4,900 0,830 3,200 0,940 4,500 6,300 0,220 3,000 1,900 1,000 5,600 0,160 1,900 0,880 7,000 0,110 1,300 1,900 7,200 0,069 1,800 0,730 5,900 2,600 4,800 0,400 3,600 2,600 9,300 2,100 8,500 0,860 12,000 1,000 19,000 0,990 8,900 0,700 4,800 8,100 8,900 0,140 13,000 2,600 9,700 2,600 5,600 2,800 10,000 1,400 11,000 12,000 5,800 2,600 16,000 32,000 11,000 3,700 13,000 17,000 16,000 Media Geo. 0,057 0,256 0,068 0,400 0,049 5,902 0,195 1,156 1,334 7,600 0,856 4,187 0,007 2,755 0,480 1,483 1,776 431,666

39

4.1.1. Análisis de datos de la permeabilidad al aire.

Luego del análisis del conjunto de datos obtenidos, se llegó a la

conclusión de que éstos presentaban una distribución no paramétrica. Si bien

en la bibliografía analizada se identifica a la distribución log-normal como la

que mejor se adapta a los resultados de ensayos mecánicos de materiales

(Torrent, 1979), en este trabajo, con los datos que han sido obtenidos, se

encontró una transformación que se adapta mejor. Se utilizó la

transformación: X(1/8). Con ella se logran alcanzar los supuestos del ANOVA,

tanto la homogeneidad de la varianza (homocedasticidad), como la

normalidad de las poblaciones.

Las medias de los datos transformados, con sus desvíos, se presentan

en la tabla 3, agrupando los distintos recipientes según su procedencia y cara,

interna o externa.

Tabla 3. Valores de la permeabilidad agrupados y normalizados (x1/8) con sus respectivos desvíos estándar. Mendoza Nuevos Mendoza Usados Francia Usados Barrica

Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo

0,702 ± 0,075 0,845 ± 0,059 1,046 ± 0,147 1,135 ± 0,036 0,573 ± 0,277 1,291 ± 0,091 1,099 ± 0,241 2,139 ± 0,163

0,720 ± 0,104 0,894 ± 0,069 1,008 ± 0,251 1,051 ± 0,056 0,922 ± 0,146 1,203 ± 0,136

0,715 ± 0,215 1,265 ± 0,230

0,853 ± 0,248 1,037 ± 0,220

Media 0,711 ± 0,084 0,869 ± 0,066 0,905 ± 0,152 1,122 ± 0,158 0,747 ± 0,247 1,247 ± 0,061 1,099 ± 0,241 2,139 ± 0,163

Con el fin de profundizar en el estudio de los datos obtenidos, fue

aplicado el análisis de la varianza de un modelo de efectos mixtos, utilizando

el Procedimiento GLM del software SAS. Este modelo explica la

permeabilidad en función de las siguientes características de cada recipiente:

40

i. Lugar de procedencia: Francia o Mendoza

ii. Material: Hormigón o Roble

iii. Uso: Si o No

iv. Lado: Externo o Interno

Como se puede observar en la tabla 1, el número de recipientes de

cada tipo es variable, así como el número de observaciones dentro de cada

recipiente en sus caras internas o externas.

Se apeló a un modelo mixto donde el recipiente y la observación

puntual son efectos aleatorios y el resto de los efectos son fijos. Cada

recipiente tiene su lugar de origen, su material de construcción, su historia de

uso o no uso, y sobre él se tomaron un conjunto de observaciones con el

instrumento, en su cara interna y externa.

El modelo, en su conjunto, contribuyó a explicar significativamente la

variabilidad con un R2 cercano al 70%.

4.1.1.1. Lugar de procedencia

La prueba de lugar indica que no hay evidencias de que el origen de

los recipientes de hormigón afecte la permeabilidad (p=0,94). Éstos sólo

pudieron compararse cuando ya habían sido usados, pues en este estudio no

hubo recipientes franceses nuevos. En la figura 18 quedan representadas las

medias de las permeabilidades de los diferentes orígenes.

41

Figura 18. Media de los recipientes usados de Francia y Argentina. Elaboración propia.

4.1.1.2. Cambios en la permeabilidad debido al uso

Con respecto al uso hay evidencias de diferencia en la permeabilidad

según si son nuevos o no. En este caso no hubo más información que del

hormigón de Mendoza para comparar el uso, ya que los recipientes franceses

analizados son usados. El análisis estadístico determina, al agrupar todos los

recipientes argentinos, que al tener uso aumenta la permeabilidad del material

(p=0,003), como se observa claramente en el diagrama de cajas (figura 18).

La media de los recipientes nuevos fue de 0,79 (permeabilidad moderada) y

para los usados fue de 1,01 (permeabilidad moderada-alta).

1,01 0,997

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

Argentina Francia

Perm

eabilidad(m

2 )

42

Figura 19. Diagrama de cajas representado a la permeabilidad de los huevos usados y nuevos. La caja agrupa el 50% de los datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende desde el 5º al 95º percentil. Elaboración propia.

En la figura 20 se observa la progresión de la permeabilidad según los

años de fabricación.

Figura 20. Distintos valores de la permeabilidad según los años de fabricación. Elaboración propia.

La permeabilidad de los dos recipientes nuevos se encuentra dentro

del grupo de baja permeabilidad; mientras que dentro del conjunto de los

usados, dos se encuentran con permeabilidad alta, uno moderada y otro baja

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

USADO NUEVO

Perm

eabi

lidad

(m2 )

0,6

0,7

0,8

0,9

1

2015 2013 2012

Perm

eabi

lidad

(m

2 )

Año de Fabricación

43

(figura 20). El ovoide del año 2013 posee una permeabilidad apenas superior

que la de los nuevos, en cuanto que los confeccionados en el 2012 poseen

valores mayores: 0,85; 1,01 y 1,05.

Figura 20. Medias y desvío estándar de las caras interiores de los recipientes argentinos usados y nuevos agrupados según su permeabilidad. Elaboración propia.

4.1.1.3. Diferencias entre caras internas y externas

En lo que se refiere a la cara, hay evidencias de que las

permeabilidades interna y externa presentan diferencias (p<0,0001). En las

caras externas se observa una mayor permeabilidad (figura 22).

En la tabla 4 se presentan las diferencias en porcentaje entre las caras

de todos los recipientes estudiados. En todos los casos se observa una

diferencia positiva, siempre la cara externa presentó valores superiores a la

interna, inclusive en los recipientes nuevos. Se estimó una mediana (para

reducir la influencia de valores extremos) de 22,61%.

44

Tabla 4. Valores de permeabilidad interna y externa de los distintos recipientes y su diferencia en porcentaje.

Recipiente Interno Externo Diferencia Mza nuevo 1 0,70 0,85 21,43% Mza nuevo 2 0,72 0,89 23,61% Mza usado 1 0,72 1,27 76,39% Mza usado 2 0,85 1,04 22,35% Mza usado 3 1,05 1,29 22,86% Mza usado 4 1,01 1,20 18,81% Francia usado 1 0,57 1,14 100,00% Francia usado 2 0,92 1,05 14,13%

Figura 22. Diagrama de cajas que en este caso muestra los resultados a la permeabilidad en las distintas caras de los recipientes. La caja agrupa el 50% de los datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende desde el 5º al 95º percentil. Elaboración propia.

4.1.1.4. Diferencias entre el roble y el hormigón

Fue realizado un test de comparación de medias t-Student, obteniendo

p=0,21, por lo que se puede decir que no hay diferencias significativas entre

las caras internas de las barricas de roble y los huevos de hormigón.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

IN OUT

45

Ante esta falta de resultados significativos, y dado que sólo 7 duelas de

una sola barrica pudieron ser medidas, se decidió realizar un análisis en

mayor profundidad para poder asegurar que realmente no existían las

diferencias buscadas. Para ello, se realizó una simulación de 1000 conjuntos.

Se extrajeron dos valores a partir de la tabla de clasificación de

permeabilidad en base al valor kT, existente en la norma y utilizada por varios

autores (Ebensperger, 2010; Luco, 2010; Torrent, 2016; SIA 262/1:2013

Anexo-E) (tabla 5), y se calculó el promedio de las diferencias entre las

categorías (kT1/8), obteniendo como resultado el valor 0,3. Otro valor extraído

de la tabla fue 0,4, que es menor que la diferencia entre las categorías

mayores.

Tabla 5. Clasificación de la permeabilidad del hormigón en función del kT y su conversión X1/8.

Para saber si se aceptaba la H0, en este caso, fueron simuladas

diferencias a favor del roble tomando los valores antes extraídos de 0,3 (caso

1) y de 0,4, (caso 2) y se observó con qué frecuencia el programa de

simulación lograba encontrarlas. Con una diferencia de permeabilidad 0,3

mayor para el roble, la posibilidad de detectarlo es de 74% (Potencia de la

prueba), rechazando el test de material, y 26 % (ß=error tipo II) de no

detectarlo. Si la diferencia fuera de 0,4, la potencia es del 92% y el error de

tipo II del 8%.

Clase kT kT^(1/8) Permeabilidad

1 < 0,01 < 0,56 Muy baja

2 0,01 - 0,1 0,56 - 0,74 Baja

3 0,1 - 1,0 0,74 - 1,0 Moderada

4 1,0 - 10,0 1,0 - 1,33 Alta

5 10,0 - 100,0 1,33 - 1,78 Muy alta

46

Hipótesis original:

H0: No hay diferencia entre el roble (r) y el hormigón (h) (r – h = 0)

H1: Hay diferencia (r – h ≠ 0)

Las nuevas hipótesis son:

Caso 1:

H0: r – h ≤ 0,4

H1: r – h > 0,4

Caso 2:

H0: r – h ≤ 0,3

H1: r – h > 0,3

Dada la alta potencia y bajo error de tipo II del caso 2, se realizó una

comparación en base a esas hipótesis. De esta forma, se pudo afirmar con

mayor seguridad que entre el roble y el hormigón usados no existen

diferencias mayores a 0,4, con un error de 8% (error ß) de no haberlo

detectado.

Estos resultados quedan en evidencia al observar la figura 23, en la

cual se ve como las permeabilidades de los distintos hormigones y la de la

madera se encuentran dentro de un mismo rango.

47

Figura 23. Gráfico de barras en el que se representa a las permeabilidades de las distintas caras de los recipientes de hormigón usado y a la cara interna de la barrica de roble. Elaboración propia.

4.2. Dureza superficial

Por otra parte fue medida la dureza superficial del hormigón mediante

el uso del esclerómetro. Las mediciones fueron realizadas en los mismos

recipientes de hormigón utilizados para el estudio de la permeabilidad. En este

caso el número de mediciones fue igual en todos los ovoides debido a la

rapidez y simpleza del ensayo. Los datos obtenidos del experimento son

presentados en la tabla 6, la cual diferencia cara interior y exterior y superior

e inferior. Se presentan 5 mediciones por sector.

Las distintas normas indican que los datos obtenidos con el

esclerómetro son complementarios a los obtenidos mediante métodos

destructivos, lo cual sostiene el uso de dicho instrumento para la

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

INROBLE INMZA INFR OUTMZA OUTFR

Perm

eabilidad(m

2 )

hormigon roble

48

determinación de la uniformidad del hormigón, delimitando zonas o áreas de

calidad del hormigón reducido o deteriorado. En este trabajo el esclerómetro

fue utilizado para comparar diferentes recipientes y diferencias potenciales

entre sus caras internas y externas. Por ende no se ha realizado correlación

de los datos obtenidos con mediciones de ensayos de compresión en

laboratorio.

Para una lectura más sencilla los resultados fueron agrupados por tipo

de recipiente: Mendocinos nuevos y usados, y franceses usados,

diferenciando solamente su cara interna y externa (tabla 7). En dicha tabla se

muestra la mediana, como indica la norma (ASTM C 805; IRAM 1694), y el

desvío estándar. De esta forma el experimento cuenta con 10 mediciones en

la cara interior y 10 en la cara exterior de cada ovoide. En la figura 24 se puede

observar el diagrama de cajas confeccionado con todos los recipientes por

separado.

Figura 24. Recipientes analizados con el esclerómetro Smith. La caja contiene el 50% de los datos del ensayo para cada ovoide, el símbolo – representa la mediana y el símbolo + los máximos y mínimos. Elaboración propia.

25

30

35

40

45

50

55

Mendoza Nuevo Nº1

(2015)

Mendoza Nuevo Nº2

(2015)

Mendoza Usado Nº1

(2013)

Mendoza Usado Nº2

(2012)

Mendoza Usado Nº3

(2012)

Mendoza Usado Nº4

(2012)

Francia Usado Nº1

(2012)

Francia Usado Nº2

(2012)

Valord

erebo

te

49

Tabla 6. Valores de rebote obtenidos con el esclerómetro Original Schmidt N/L para la cara interna y externa y en la parte superior e inferior de los ovoides.

Recipiente Mendoza Nuevo Nº1 (2015)

Mendoza Nuevo Nº2 (2015)

Mendoza Usado Nº1 (2013)

Mendoza Usado Nº2 (2012)

Mendoza Usado Nº3 (2012)

Mendoza Usado Nº4 (2012)

Francia Usado Nº1 (2012)

Francia Usado Nº2 (2012)

Cara Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo

Superior

36 44 36 43 43 42 44 45 43 46 48 52 52 34 47 34

34 34 38 45 42 43 46 39 40 46 48 50 42 32 45 37

32 36 36 39 38 41 45 43 40 44 47 52 48 38 38 40

32 30 38 48 39 42 48 42 42 40 48 51 50 31 44 33

35 27 34 42 38 42 42 43 36 42 45 52 46 36 38 30

Inferior

32 38 40 44 38 43 53 50 37 44 44 46 47 49 43 42

32 43 48 48 30 43 48 49 44 44 40 46 48 40 41 42

28 41 41 44 38 45 47 43 38 41 37 50 47 45 40 40

34 40 42 44 36 42 46 50 38 46 40 47 44 44 44 48 34 40 38 44 26 47 52 51 40 48 40 49 46 34 42 42

50

Tabla 7. Valores rebote agrupados por tipo de recipiente, diferenciando solamente cara

externa e interna. Se presentan también las medianas de cada cara y su respectivo desvío

estándar. Finalmente se calculó la media de cada variable.

Mendoza Nuevos Mendoza Usados Francia Usados

Interno Externo Interno Externo Interno Externo

33 ± 2 37 ± 6 38 ± 5 42 ± 2 47 ± 3 37 ± 6

38 ± 4 44 ± 3 46 ± 3 44 ± 4 42 ± 3 40 ± 5

40 ± 3 44 ± 3 44 ± 4 50 ± 2

Media 35± 4 40 ± 5 42 ± 5 45 ± 4 44 ± 4 38 ± 5

4.2.1. Análisis de datos obtenidos con el esclerómetro

Como ya se citó anteriormente, el método del esclerómetro no arroja

valores absolutos. El análisis se basó en estudiar la dureza superficial en

función del uso, procedencia y cara interna y externa. En este caso los datos

se presentan con distribución normal (Test de Kolmogorov-Smirnov de

variables continuas) y homogeneidad de las varianzas (Bartlett-Test), por lo

cual fue utilizado el método T- Student para variables independientes.

4.2.1.1. Diferencias debidas al uso

Con respecto al uso, los recipientes muestran una diferencia

significativa entre los nuevos de 2015 y los usados (p=0,04). Como puede

observarse en la figura 25, las medias de los diferentes recipientes usados

muestran un crecimiento hacia los ovoides con más años de uso. Entre las

caras internas de los recipientes mendocinos hay un 20% de aumento con el

51

uso. Entre las caras externas existe un incremento del 11% en la medición de

la dureza superficial.

Figura 25. Medias de los valores de dureza superficial de los ovoides de diferentes años.

Elaboración propia.

4.2.1.2. Lugar de origen

Para analizar posibles diferencias entre los recipientes de origen

francés con respecto a los mendocinos se separó a las caras internas y

externas de ambos sitios de procedencia. Cuando utilizamos como variables

las caras internas de los ovoides argentinos con los franceses, obtenemos

una p<0,02, por ende se pueden visualizar diferencias. Si analizamos las

caras externas de los mismos, obtenemos una p<0,001, generando el mismo

resultado. Esto queda plasmado en la figura 26, en la que se observa una

mayor dureza en la cara interior de los franceses con respecto a los

argentinos. También se evidencia una mayor dureza externa de los

mendocinos.

34

36

38

40

42

44

46

48

MzaNuevo2015 Mza2013 Mza2012

Durezasu

perficialR

Interno Externo

52

Figura 26. Diagrama de cajas que representa los valores de rebote de los recipientes

mendocinos y franceses, tanto su cara interna con la externa. La caja contiene el 50% de los

datos de cada variable; la línea azul representa la mediana y el símbolo de + se extiende

desde el 5º al 95º percentil. Elaboración propia.

4.2.1.3. Diferencias entre las caras internas y externas

Para saber si existen diferencias entre las caras internas y externas de

los recipientes se ha analizado por separado entre franceses, mendocinos

usados y mendocinos nuevos (tabla 8). Si tomamos a los recipientes nuevos

de Mendoza y analizamos sus caras internos con sus externas se encuentran

diferencias (p<0.001). Las caras de los recipientes mendocinos usados, entre

sí, presentan diferencias también (p=0,005). Si el test se lo aplicamos a los

resultados de los recipientes franceses también obtenemos como resultado

diferencias significativas (p<0.001).

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

Mendoza Francia

Índicederebo

teR

Interno Externo

53

Tabla 8. Valores medios de las caras interna y externa de los distintos recipientes. Son

presentados los valores de probabilidad (p) del test de T-Student aplicado para comparar las

medias (Ho: no hay diferencias significativas entre los grupos).

Se observa una mayor diferencia (Externo - Interno) entre las caras de

los mendocinos nuevos (+5,00) y entre los franceses usados (-6,25). En

cambio en los mendocinos usados esa diferencia es mucho menor (+1,75).

Los provenientes de Francia poseen una mayor dureza en su cara interior,

mientras que los argentos poseen la mayor dureza en su cara externa. Esto

queda expuesto en la figura 27.

Figura 27. Gráfico de barras en el que se muestra el índice de rebote R en cada lado de los

3 tipos de recipientes. Elaboración propia.

4.3. Correlación entre dureza superficial y permeabilidad al aire

Finalmente se realizó el test de correlación de Pearson entre los datos

obtenidos con el esclerómetro y los obtenidos mediante el permeabilímetro.

34

36

38

40

42

44

46

Mendozanuevo Mendozausado Franciausado

Valord

erebo

teR

Interno Externo

Recipientes Interno Externo p Mendoza nuevo 35,50 40,50 <0,001

Mendoza usado 42,25 44,00 0,005

Francia usado 44,75 38,50 <0,001

54

El test fue realizado quitando un caso, el recipiente francés nº1 que presenta

una atípica dureza superficial en su cara interior en comparación con el resto.

El resultado demuestra una correlación positiva moderada (r=0,56) con una

seguridad del 95%.

Figura 28 . Correlación entre Permeabilidad al aire y valor de rebote R. Elaboración propia.

4.4. Temperatura y humedad

Los resultados obtenidos con el termómetro infrarrojo y el medidor de

humedad se encontraron dentro de los rangos establecidos por las normas de

utilización del esclerómetro y del permeabilímetro. Para el uso del

PermeaTORR la norma exige una humedad del hormigón menor al 5,5% y

una temperatura del mismo mayor a 10ºC (SIA 262/1:2013 Anexo-E). Para el

uso del esclerómetro las diferentes reglamentaciones aconsejan no medir con

el instrumento en hormigones congelados (IRAM 1694; ASTM C 805). El

30

35

40

45

50

55

0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40

Valo

res d

e r

ebote

R

Permeabilidad al Aire (10-16m2)1/8

n: 13

r: 0,56

p: 0,05

55

fabricante del equipo a su vez recomienda que el rango de temperatura oscile

entre 10ºC y 50ºC y la humedad del hormigón sea baja (Proceq, 2011).

Además de no exceder los rangos establecidos, los resultados se presentan

homogéneos, tanto en temperatura como en humedad. Por ende éstos no

presentan análisis estadístico ni discusión en el presente trabajo.

Tabla 9. Valores de humedad (%) y temperatura (ºC) obtenidos de los distintos recipientes y

la temperatura ambiente al momento de la medición (ºC).

Recipiente Mza. Nuevo 1 Mza. Nuevo 2 Mza. Usado 1 Mza. Usado 2 Cara Interno Externo Interno Externo Interno Externo Interno Externo

Temperatura hormigón 15,5 18,5 17 19 12,5 14 12 13,5Humedad hormigón 4,04 3,44 3,68 3 3,32 3,26 3,4 3,78

Temperatura ambiente 19,2 19,2 14 14

Recipiente Mza. Usado 3 Mza. Usado 4 Fr. Usado 1 Fr. Usado 2 Temperatura

hormigón 21,5 21,5 19 21 17,5 19,2 17,5 19

Humedad hormigón 3,2 3,24 3,18 3,76 3,24 3,44 3,04 3,46

Temperatura ambiente 21,2 21,3 21,5 21,5

56

5. Discusión

57

5. Discusión

El estudio de la permeabilidad para conocer el estado del hormigón de

recubrimiento viene siendo utilizado desde hace dos décadas. Esto es

sumamente importante para conocer cuán protegidas se encuentran las

barras de acero en su interior de la penetración de agentes agresivos externos

(CO2, cloruros). En el presente trabajo se ha utilizado el mismo método pero

para estudiar diferentes propiedades de la pared de los ovoides de hormigón.

Se utilizó para conocer las características de ese hormigón de recubrimiento,

si existían diferencias entre los distintos recipientes y qué sucedía con el paso

del tiempo y los sucesivos usos. Este análisis fue complementado con el uso

del esclerómetro de martillo para conocer la dureza superficial y cómo

evolucionaba en las distintas situaciones.

5.1. Permeabilidad al aire

Los valores obtenidos luego del ensayo a los recipientes con el

permeabilímetro PermeaTORR se encuentran dentro de los límites esperados

según la bibliografía consultada, tanto en recipientes franceses como

argentinos, usados o sin uso (Ebensperger, 2010; Luco, 2010; Torrent, 2016;

SIA 262/1:2013 Anexo-E; entre otros). No existieron valores atípicos,

exceptuando la cara externa de la madera. Como no fueron encontrados

trabajos que determinen un valor de kT para la madera del roble de las

barricas, no se pudieron constatar los valores obtenidos. Si bien es sabido que

la madera utilizada para construir barricas posee una alta porosidad (0,5), esta

58

explica directamente sólo la permeabilidad longitudinal (Álverez-Antolín,

2015). En cuanto al intercambio entre el vino y el aire exterior nos preocupa

la permeabilidad transversal, que es entre 50 y 200 veces más pequeña

(Cacho, 2009; Ojeda, 2012). A pesar de la baja permeabilidad en comparación

a otras maderas, se esperaban valores muy superiores a los conocidos del

hormigón.

5.1.1. Barricas y hormigón

El alto valor de la permeabilidad en la cara externa de la madera, en

contraposición al bajo valor obtenido en la interna, demuestra que existió un

proceso de obturación de los capilares del lado interno de la barrica. Según la

bibliografía analizada esto es completamente previsible, habiéndose

encontrado valores hasta 3 veces inferiores de oxígeno en vino en barricas

usadas con respecto a las nuevas en las que no existió contacto con vino

(Vivas, 1995; Vivas y Glories, 1993; Prillinger, 1965). Este proceso es debido

a la colmatación de la madera con sales de tartrato (Álamo y Nevares, 2012).

Con tres a cinco años de uso las maderas estudiadas por Vivas y

Glories (1997) obtuvieron una tasa de transferencia de oxígeno de 0,8

mg/mes.L. Este proceso está definido por una serie de fenómenos que

determinan la mayor o menor entrada de oxígeno. Cuando comienza el

período de crianza, las barricas se encuentran llenas, estas comienzan a

evaporar agua y alcohol. Esto genera vacío dentro del recipiente, de hasta

unos 175 mbar en barricas cerradas herméticamente (Peterson, 1976;

Moutounet et al, 1998). Se descubrió que el tapón influye directamente en la

59

oxigenación del vino en un 21%, las uniones en un 63% y la madera en un

16% (Vivas y Glories, 1997). Esto surge a causa del vacío generado por el

tipo de tapón, las barricas se contraen, generando espacio entre las duelas,

lo que aumenta el ingreso de oxígeno. Estos autores concluyen entonces en

que no es tan influyente la permeabilidad de la madera en sí, en cuanto al

oxígeno aportado al vino, sino el material del tapón y cómo este fue colocado.

Para tapones de madera obtuvieron una tasa de 8 mg/L.año, para tapones de

silicona: 45 mg/L.año y para la boca de la barrica abierta: 36 mg/L.año.

La madera de roble de barrica analizada en este trabajo es de similares

características a las mencionadas anteriormente. Si bien los valores de

permeabilidad de dichas maderas no presentaron diferencias significativas

con las caras internas de los distintos hormigones, no fue posible realizar una

comparación directa entre la tasa de transferencia de oxígeno en barricas y

los valores de permeabilidad en los ovoides de hormigón. Aunque es cierto

que existe el mismo proceso de evaporación de líquido que genera vacío en

los huevos de hormigón, pero no existen trabajos que hayan conseguido

mensurar como afecta ese vacío al intercambio gaseoso.

5.1.2. Lugar de origen de los ovoides

Luego, agrupando los recipientes de hormigón, diferenciando a los

provenientes de Francia y de Mendoza, el análisis estadístico no encontró

diferencias significativas. Los recipientes franceses y mendocinos

presentaron medias semejantes que demuestran la buena calidad del

hormigón de ambas. Tampoco se encontraron zonas dañadas como fisuras o

60

juntas frías en las paredes de los ovoides, ya que según la bibliografía

deberían presentarse mediciones con permeabilidad muy alta o superior

(Luco et al, 2010), mayores a 1,33, para la transformación aplicada en este

trabajo.

Si bien el acabado final de la superficie de los ovoides no es similar, no

podemos afirmar que exista diferencia en cuanto a la calidad del material ni a

la permeabilidad entre los recipientes de los distintos países estudiados.

Por ende en cuanto a fines enológicos, la permeabilidad al aire se

comporta similar en ambos recipientes. Generando, en teoría, los mismos

valores de vacío, aportando parecidas cantidades de oxígeno al líquido que

contienen.

Los ovoides franceses, según los fabricantes (Nomblot), son realizados

en una sola pieza. Los mendocinos en dos, una superior y otra inferior (figura

29).

Figura 29. Huevos argentinos en proceso de fabricación. Mendoza, Argentina. Fotografía

propia.

61

Hubiese sido interesante poder medir la permeabilidad en la unión de

las dos piezas, pero a causa de la curvatura, tanto interior como exterior, fue

imposible lograr que el permeabilímetro consiguiera adherirse. Esto podría

realizarse construyendo una celda especial. Se supone igualmente que no

existe ingreso de gases debido a la junta de resina epoxi cubierta por fajas de

cemento en las caras externas e internas.

5.1.3. Cambios en la permeabilidad debidos al uso

Los recipientes estudiados en este trabajo fueron fabricados en

diferentes años. Los 5 primeros en 2012 (franceses y argentinos), uno en 2013

(argentino) y dos en 2015 sin uso (argentinos).

Cuando analizamos la permeabilidad de la cara interna de los

recipientes argentinos observamos que los valores aumentan levemente con

las reiteradas vendimias. En las caras internas de los recipientes usados

estudiados se han encontrado gran cantidad de sales de tartrato, lo cual

parece no influir en la permeabilidad.

Los resultados podrían estar siendo ocasionados por el ataque de

medios acuosos ácidos a la pared del ovoide. El deterioro que los ácidos

provocan en el hormigón es fundamentalmente el resultado de una reacción

entre estos compuestos químicos y el hidróxido de calcio del cemento pórtland

hidratado. En la mayoría de los casos, la reacción química da por resultado la

formación de compuestos de calcio solubles en agua que posteriormente son

lixiviados por las soluciones acuosas. Este proceso llamado lixiviación se trata

62

de una lenta disolución de los productos de hidratación del concreto (Ekström,

2001), el cual podría estar ocurriendo debido al ``curado´´ de los ovoides que

se realiza mediante baños de ácido tartárico una vez al año y durante el

contacto directo con el vino por aproximadamente 9 meses al año. Si bien no

se llega a percibir daño en el hormigón de recubrimiento de la cara interna, se

supone cierto balance entre la colmatación de los poros debido a las sales de

tartrato y la lixiviación. Este último proceso en un principio tiende a colmatar

los poros debido a la disolución de bases como Ca(OH)2 y su posterior

cristalización (Hearn y Morley, 1997). Pero tratándose de un medio ácido en

el cual el hormigón se encuentra embebido, tanto durante el curado como en

la crianza del vino, el proceso de disolución continúa, aumentando muy

lentamente la permeabilidad de la pared interna del ovoide (figura 18).

5.1.4. Diferencias encontradas entre las caras internas y externas

El análisis estadístico concluyó en que existe una diferencia

significativa entre las caras externas e internas. Hallando a las externas con

superior permeabilidad tanto en recipientes nuevos como usados (22%). El

resultado podría provenir del proceso de fabricación de los recipientes. Del

curado del concreto dentro del encofrado, formando poros capilares por la

evaporación del agua utilizada en la preparación de la mezcla.

El encofrado en los huevos argentinos, como ya se mencionó, se

realiza por separado, parte superior e inferior. La carga del hormigón se

realiza con las caras externas hacia arriba, luego el molde externo es retirado.

63

Este proceso podría estar generando una mayor capilaridad por secado del

agua, generando esa diferencia entre la capilaridad del lado interno y externo.

Otro factor posible sería la evaporación de agua de los poros en la cara

externa, expuesta al aire seco de Mendoza, en contraposición a la cara interna

en contacto con líquidos.Dicha evaporación abre nuevas vías al transporte de

gas durante el ensayo, conduciendo a una mayor permeabilidad medida.

5.2. Dureza superficial

Las mediciones de dureza superficial realizadas con el esclerómetro de

Schmidt aportaron valiosos resultados. Los mismos se encontraron dentro de

los valores establecidos por la bibliografía (Malhotra y Carino, 2003, IRAM

1694; ASTM C 805; Miretti et al, 1998; Proceq, 2011; Proceq 2016; entre

otros).

5.2.1. Diferencias debidas al uso

Los recipientes argentinos, tanto los usados como los nuevos fueron

realizados con el mismo tipo de cemento. Esto permite realizar una

comparación válida en cuanto a las diferencias surgidas por el uso. El análisis

demostró una diferencia significativa entre los usados y los nuevos. La dureza

superficial aumentó progresivamente tanto en la cara externa (11%) como en

64

la interna (22%). Este aumento puede estar influenciado en ambas caras por

procesos de reducción del tamaño de los poros (da Silva et al, 2002).

El aumento de la dureza en la cara externa podría provenir de una

pequeña capa de carbonatación. La carbonatación en el concreto es la

pérdida de pH que ocurre cuando el dióxido de carbono atmosférico reacciona

con la humedad dentro de los poros del concreto y convierte el hidróxido de

calcio a carbonato de calcio (Montani, 2000). Según el fabricante del

esclerómetro con una profundidad de carbonatación de sólo 1 mm el

instrumento puede sobreestimar la dureza superficial en hasta un 10%

(Proceq, 2006).

En cuanto al aumento en la dureza superficial en la cara interna, esta

podría estar siendo ocasionada por la colmatación de los poros. En este caso

podría ser a causa del depósito de sales de tartrato que una vez cristalizadas

dentro de los poros, aumenten el valor de rebote.

5.2.2. Lugar de origen

En cuanto a las diferencias entre los ovoides pertenecientes a Francia

y a Mendoza, se encontraron diferencias significativas. Los recipientes

argentinos poseen en media una dureza superficial más alta que los

franceses. Siendo recipientes con la misma cantidad de usos, esta diferencia

puede provenir del proceso de fabricación, del tipo de hormigón utilizado, del

tipo de curado de la mezcla, de los aditivos, etc.

65

5.2.3. Diferencias entre las caras internas y externas

En cuanto a la comparación de las caras internas y externas de los

recipientes se llegaron a resultados diferentes. Existe una mayor dureza en

las caras externas de los ovoides argentinos, tanto usados como nuevos; y

una mayor dureza en las caras internas de los ovoides franceses. Estos

resultados son llamativos, ya que el uso de los recipientes demostró no

modificar la relación entre la cara interna y externa de los argentinos. Por ende

se supone que estas diferencias provienen de la fabricación de los ovoides en

cada país.

5.3. Correlación entre dureza superficial y permeabilidad al aire

No se han encontrado correlaciones de este tipo realizadas en trabajos

anteriores. Sin embargo, sí fueron halladas: (i) correlaciones entre

permeabilidad kT vs resistencia a la compresión (Moro y Torrent, 2016); y

entre (ii) resistencia a la compresión vs valor de rebote R (Proceq, 2011). Si

se tiene en cuenta que existe una muy buena correlación en ambos casos,

podría establecerse una comparación entre el valor de rebote y la

permeabilidad.

La relación entre la resistencia a la compresión y el valor de rebote R

ha sido muy estudiada, ya que esta correlación sirve a la utilización del

esclerómetro como medidor in situ y no destructivo de la resistencia a la

compresión (figura 30).

66

Figura 30. Curvas de conversión basadas en la resistencia a la compresión promedio de un

cilindro y el valor de rebote R (Proceq, 2011).

Por otra parte, en estudios recientes realizados en los laboratorios

suizos de Holcim y SUPSI, se encontró una buena correlación entre la

resistencia a la compresión y el valor kT.

Figura 31. Curva de correlación entre kT y Resistencia a la compresión (Moro y Torrent,

2016).

Finalmente podría establecerse una correlación entre kT y R.

Resultando en que el valor de rebote R tiende a aumentar a medida que

1,E-19

1,E-18

1,E-17

1,E-16

1,E-15

20 30 40 50 60 70 80

kT(m

²)

Resistencia a la compresión (MPa)

67

disminuye el valor kT, se trata de una correlación negativa. Mientras que la

correlación obtenida de los valores de este trabajo es opuesta, positiva (figura

32). El valor de rebote y el kT aumentan en conjunto (figura 27). Esta

diferencia puede deberse a modificaciones en la dureza superficial de la pared

del huevo con los sucesivos usos, como ya se ha mencionado en el punto

5.2.1.

Figura 32. Curva de correlación entre dureza superficial y permeabilidad, y línea de

correlación obtenida en este trabajo. Elaboración propia.

30

35

40

45

50

55

0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

Dure

za S

uperf

icia

l (N

/mm

2)

Permeabilidad (m2)

BibliografíaEnsayo

68

6. Conclusiones

69

6. Conclusiones

Permeabilidad

1. El permeabilímetro PermeaTORR es efectivo para mensurar y

comparar la permeabilidad de hormigones con sales, como tartratos,

adheridas a su superficie.

2. El permeabilímetro consigue medir correctamente maderas con baja

permeabilidad.

3. La permeabilidad de los recipientes franceses y argentinos no presenta

diferencias significativas entre sí.

4. Con los sucesivos usos, la permeabilidad de los huevos de hormigón

aumenta. Este aumento es gradual y no parece comprometer a la estructura

del ovoide. Esta tendencia es importante para la práctica enológica ya que, en

contraposición a la madera, los ovoides prometen una notable mayor vida útil

con respecto a la capacidad de brindar una posible micro-oxigenación.

5. Entre maderas y ovoides con 3 usos no existe diferencia significativa

en cuanto a los valores de permeabilidad. Este resultado abre las puertas a

una serie de interrogantes: cuánto vacío es generado en los ovoides durante

el proceso de crianza del vino, cuánto oxígeno pasa efectivamente al líquido

una vez logrado ese vacío, etc. Además permite concluir que, al igual que en

las barricas de madera, en los recipientes de hormigón es fundamental el

70

cerrado hermético de los mismos para conseguir micro oxigenación a través

de las paredes.

6. En las caras externas de los recipientes cementícios se observó una

mayor permeabilidad que en las caras internas. Ya que esta diferencia existe

desde la fabricación, no representa un dato significativo.

Dureza superficial

7. El estudio de la dureza superficial demuestra que el uso reiterado de

los ovoides no genera debilitamiento en sus paredes.

8. La dureza superficial aumenta con el uso, tanto en la cara externa como

en la interna. Esto puede estar originándose por causa del depósito de

diferentes sustancias en los poros del hormigón.

9. Los ovoides franceses poseen mayor dureza superficial en la cara

interna y los mendocinos en la cara externa. Diferencia que podría provenir

del método de fabricación de cada uno.

71

7. Bibliografía

72

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