La fermentación, ya sea en la producción de vino, cerveza, sidra, kombucha o cualquier otra bebida fermentada, es un proceso biológico que ocurre por la acción de microorganismos como levaduras o bacterias. Aunque tiene una larga tradición artesanal, actualmente está cada vez más ligada al control automatizado de parámetros clave, entre ellos la temperatura, la presión y el caudal. La razón es sencilla: pequeños desajustes en cualquiera de estos factores pueden alterar de forma decisiva el resultado final, afectando al sabor, la calidad e incluso a la seguridad del producto.
Por qué el control de temperatura lo cambia todo.
Si hay un parámetro que influye de forma directa en la actividad de las levaduras, ese es la temperatura. En una fermentación alcohólica, por ejemplo, estas levaduras convierten los azúcares del mosto en alcohol y dióxido de carbono. Pero la forma en que trabajan varía según el calor que las rodea. Cuando hace demasiado frío, su actividad se ralentiza o incluso se detiene. Si por el contrario el entorno es demasiado cálido, pueden generar alcoholes indeseados, aromas desagradables o morir por estrés térmico.
Para evitar estos problemas, muchas instalaciones utilizan sensores térmicos que monitorizan en tiempo real el interior de los depósitos. Estos sensores, normalmente de tipo RTD (Resistance Temperature Detector) o termopares, ofrecen lecturas precisas y rápidas que se conectan a sistemas de control. En muchos casos, esos sistemas están acoplados a camisas de refrigeración o intercambiadores de calor, que regulan automáticamente la temperatura del tanque activando un circuito de agua fría o glicol.
Este tipo de regulación no es exclusivo de grandes plantas industriales. Muchas bodegas pequeñas o cervecerías artesanales están incorporando estos sensores a su equipamiento habitual, ya que no requieren grandes inversiones y el salto de calidad es más que evidente. Además, permiten mantener la temperatura estable durante los días de fermentación, algo esencial cuando se busca un perfil aromático concreto o una textura determinada.
Otra ventaja de controlar la temperatura mediante sensores es que se pueden establecer alertas o protocolos automáticos que activen enfriamiento, detengan el proceso o incluso ajusten otras variables si se detecta un cambio brusco. Por ejemplo, si un lote empieza a calentarse más rápido de lo esperado, el sistema puede inyectar más refrigerante o reducir la velocidad de agitación, anticipándose a posibles problemas.
La presión en fermentaciones controladas.
Aunque en muchos procesos la presión se percibe como un efecto secundario (por ejemplo, el CO₂ generado por la fermentación alcohólica), cada vez se presta más atención a su monitorización, sobre todo en contextos en los que influye directamente en el producto final. Un claro ejemplo es la elaboración de cervezas tipo lager, donde la fermentación se realiza a temperaturas más bajas y en tanques cerrados con presión controlada.
Medir y controlar la presión no solo evita que se acumulen gases en exceso dentro del tanque, lo cual puede resultar peligroso, sino que también permite afinar el perfil organoléptico de la bebida. Ciertas reacciones químicas se ven alteradas por la presión interna del depósito, por lo que tener sensores específicos que la detecten permite decidir cuándo purgar, cuándo liberar gas o cuándo seguir con la fermentación.
Los sensores de presión suelen ser de tipo piezorresistivo o capacitivo, y van conectados a una interfaz digital o a un PLC (Controlador Lógico Programable). En muchos casos, estos sensores también integran mediciones combinadas, como temperatura-presión, lo cual facilita la interpretación de los datos al evitar discrepancias entre dispositivos distintos.
Hay fermentaciones que requieren una presión constante durante varios días, mientras que otras funcionan mejor si la presión se deja subir en ciertos momentos. En ambos casos, contar con instrumentación precisa reduce al mínimo los errores humanos, y permite repetir resultados con mucha más fiabilidad.
Desde Boada señalan que una parte fundamental del éxito en los procesos enológicos o cerveceros se encuentra precisamente en la capacidad de trabajar con válvulas, sensores y depósitos pensados para condiciones sanitarias específicas, ya que esto asegura que la información que se obtiene de los sensores sea lo más representativa posible y se traduzca en decisiones acertadas durante cada etapa.
Caudalímetros, el dato que da sentido al proceso.
A veces se subestima el valor del control de caudal en procesos de fermentación, ya que se piensa que solo es relevante durante la trasferencia de líquidos entre depósitos o durante el embotellado. Sin embargo, los caudalímetros son imprescindibles en muchas fases del trabajo técnico.
Por ejemplo, cuando se inoculan las levaduras, el volumen y velocidad con que se introducen en el mosto pueden influir en su rendimiento. Un caudal excesivo puede generar turbulencias que alteren su capacidad de adaptación, mientras que un caudal muy bajo puede hacer que se asienten antes de integrarse bien. En otras ocasiones, el caudalímetro es esencial para calcular con precisión las mezclas, sobre todo en procesos donde se agregan nutrientes, estabilizantes o correcciones de acidez.
Los sensores de caudal más utilizados en la industria alimentaria son de tipo electromagnético o másico, ya que permiten trabajar con líquidos conductivos y ofrecen una gran precisión, incluso con fluidos viscosos o que contienen partículas en suspensión. También existen versiones ópticas o ultrasónicas, aunque estas se usan más en aguas limpias o en aplicaciones menos exigentes.
Además de indicar el caudal instantáneo, muchos modelos permiten registrar el volumen total trasladado o integrarse con sistemas de dosificación. Esto resulta útil, por ejemplo, para asegurarse de que cada lote ha recibido la misma cantidad de mosto, agua o azúcares, algo que ayuda a mantener la consistencia del producto sin tener que depender de cálculos manuales.
Un aspecto interesante de los caudalímetros modernos es que algunos pueden configurarse para enviar alertas si detectan flujos inesperados, fugas o problemas mecánicos. Esta función, llamada “diagnóstico avanzado”, permite detectar anomalías incluso antes de que aparezcan los síntomas visibles en el proceso.
Integración de sensores, del dato al control automático.
Disponer de sensores de temperatura, presión o caudal por separado puede ser útil, pero lo verdaderamente potente llega cuando se conectan entre sí y trabajan como parte de un sistema integrado. En muchas instalaciones, estos sensores alimentan en tiempo real un SCADA o un PLC que, además de registrar los datos, toma decisiones en función de ellos.
Por ejemplo, imaginemos un fermentador con sensores de temperatura y presión. Si el sistema detecta que la temperatura sube ligeramente y que al mismo tiempo la presión también lo hace, puede deducir que la fermentación está alcanzando su pico de actividad. En ese momento, puede decidir aumentar la refrigeración para mantener la estabilidad o abrir ligeramente una válvula de venteo para liberar CO₂. Todo esto puede hacerse sin intervención humana, o al menos con avisos que sugieren la acción más adecuada.
Otra posibilidad es utilizar estos sensores para generar históricos y modelos predictivos. Si se almacenan los datos de cientos de fermentaciones anteriores, se puede predecir con bastante precisión cómo se comportará un lote determinado en las próximas 24 o 48 horas, lo cual es muy útil para planificar tareas, evitar solapamientos o preparar el embotellado a tiempo.
La digitalización de estos procesos también permite un seguimiento remoto. Técnicos, enólogos o maestros cerveceros pueden acceder desde una tablet o un móvil a los datos del proceso en tiempo real, sin tener que estar presentes físicamente. Esto es especialmente útil cuando se gestionan varias instalaciones o cuando el personal es limitado.
Materiales y diseño.
No todos los sensores están preparados para trabajar en condiciones de fermentación. Hay que tener en cuenta factores como la acidez del producto, la posible generación de espuma, la presencia de azúcares pegajosos o la necesidad de limpieza frecuente mediante sistemas CIP.
Por este motivo, los sensores diseñados para esta industria suelen estar fabricados en acero inoxidable 316L o plásticos de alta resistencia compatibles con productos alimentarios. También es frecuente que sus uniones sean higiénicas (tipo clamp o rosca sanitaria) para facilitar su desmontaje y limpieza sin contaminar el producto.
Otro aspecto a tener en cuenta es el diseño del sensor. Algunos modelos están pensados para montarse desde el exterior del tanque, evitando el contacto directo con el producto. Otros son sensores “flush”, es decir, totalmente planos, para evitar la acumulación de residuos en esquinas o cavidades.
La elección del sensor adecuado depende tanto del tipo de producto como de la etapa del proceso. Un sensor de presión, por ejemplo, puede requerir una membrana especial si se va a usar en productos muy viscosos o si está en contacto directo con mostos con partículas sólidas. En el caso del caudal, es importante elegir modelos que no alteren el flujo ni introduzcan turbulencias que puedan afectar a la calidad.
Sensorización avanzada y conectividad en la nube.
Una tendencia cada vez más común en el mundo de la fermentación es el uso de sensores inteligentes con conectividad IoT. Estos sensores registran valores y pueden comunicarse directamente con plataformas en la nube, donde se analizan los datos mediante algoritmos de machine learning.
Esto abre la puerta a funcionalidades como el mantenimiento predictivo (detectando que un sensor empieza a fallar antes de que lo haga), o el análisis comparativo entre líneas de producción distintas. También permite que los datos del proceso estén accesibles en cualquier momento y desde cualquier lugar, lo que resulta útil tanto para el control técnico como para auditorías de calidad o trazabilidad.
Además, algunos sistemas permiten cruzar los datos de sensores con variables externas como temperatura ambiente, humedad o energía consumida. De este modo, se pueden detectar relaciones que antes pasaban desapercibidas, como el hecho de que ciertos lotes fermentan mejor a determinadas horas del día, o que el consumo de agua aumenta ligeramente cuando la presión de entrada en el sistema baja. Todo esto está llevando la fermentación a un nivel de precisión que hasta hace pocos años era impensable.
