faculdade de engenharia da universidade do portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1m07... · o...

23
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Engenharia Mecânica na Agricultura Mecanização na produção de vinho Projeto FEUP 2015/2016 - Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica - Armando Sousa Teresa Duarte Equipa 1M07_03: Supervisor: Abílio Jesus Monitor: Francisco Chaves Estudantes & Autores: Mónica B. Silva [email protected] José L. Almeida [email protected] José R. Rego [email protected] Ricardo Bettencourt [email protected]

Upload: truonghanh

Post on 07-Feb-2019

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Engenharia Mecânica na Agricultura

Mecanização na produção de vinho

Projeto FEUP 2015/2016 - Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica -

Armando Sousa Teresa Duarte

Equipa 1M07_03:

Supervisor: Abílio Jesus Monitor: Francisco Chaves

Estudantes & Autores:

Mónica B. Silva [email protected] José L. Almeida [email protected]

José R. Rego [email protected] Ricardo Bettencourt [email protected]

Page 2: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 2 de 23

Agradecimentos

A nossa equipa sente o dever de deixar, neste relatório os devidos

agradecimentos àqueles que connosco colaboraram na elaboração do mesmo.

Desta forma destacamos o nosso supervisor, o professor Abílio Jesus, e o nosso

monitor, Francisco Chaves, pelo auxílio prestado na realização do trabalho, tanto na

forma de explorar o tema escolhido como na partilha de técnicas de pesquisa mais

apuradas.

Queremos agradecer também ao Instituto do Vinho do Douro e do Porto (IVDP)

pela disponibilidade com que nos receberam, aquando da visita à sua biblioteca.

Deixamos também o nosso sinal de gratidão à Herdade do Pinheiro pelas

informações prestadas, ainda que não tenham sido de utilidade na elaboração deste

relatório.

Page 3: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 3 de 23

Resumo

Com a realização deste trabalho pretendeu-se analisar e apresentar o papel

fundamental que a engenharia mecânica desempenha na produção do vinho.

Este trabalho foi iniciado com uma introdução ao tema abordando a origem e

história do vinho, bem como os métodos utilizados nos primódios da sua produção.

Refere-se ainda a importância do vinho e o seu impacto na economia e sociedade

portuguesas. Focando nos objetivos do trabalho, é feita uma referência aos primeiros

mecanismos utilizados na produção do vinho. De seguida, desenvolve-se o tema, dando

ênfase à atualidade. São referidas as máquinas e equipamentos utilizados no processo

de produção do vinho, desde a produção da uva, à transformação da mesma em vinho

e, finalmente, ao armazenamento. Nesta parte do trabalho, descrevemos o modo de

funcionamento das máquinas e são explicadas técnicas que visam tornar todo este

processo mais rápido, simples, eficaz e lucrativo, mantendo simultaneamente os níveis

de qualidade exigidos.

Palavras-Chave

Vinho; Produção; Agricultura; Engenharia Mecânica.

Page 4: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 4 de 23

Índice

Agradecimentos ............................................................................................................ 2

Resumo ........................................................................................................................ 2

Lista de figuras ............................................................................................................. 5

1. Introdução ................................................................................................................. 6

2. Contextualização histórica ........................................................................................ 7

2.1. Mecanismo primários de produção de vinho ...................................................... 8

2.2. História do vinho ................................................................................................. 7

2.2.1. Idade Antiga ................................................................................................. 7

2.2.2. Idade Média ................................................................................................. 7

2.2.3. Idade Moderna ............................................................................................. 7

2.3. Vinho na atualidade ............................................................................................ 8

3. Produção de vinho .................................................................................................. 10

3.1. Cultivo .............................................................................................................. 10

3.1.1. Semeação .................................................................................................. 10

3.1.2. Rega .......................................................................................................... 11

3.1.3. Apanha ...................................................................................................... 12

3.2. Produção .......................................................................................................... 14

3.2.1. Prensagem ................................................................................................ 14

3.2.2. Fermentação .............................................................................................. 15

3.2.3. Estágio ....................................................................................................... 15

3.2.4. Transfega................................................................................................... 16

3.2.5. Engarrafamento ......................................................................................... 16

3.3. Armazenamento do vinho ................................................................................. 17

3.3.1. Iluminação ................................................................................................. 17

3.3.2. Temperatura .............................................................................................. 17

3.3.3. Humidade .................................................................................................. 18

3.3.4. Armazenamento do Vinho da Madeira ....................................................... 18

4. Notas finais ............................................................................................................. 20

Referências bibliográficas ........................................................................................... 21

Page 5: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 5 de 23

Lista de figuras

Figura 1 - Mecanismos primários usados na produção de vinho ................................... 8 Figura 2 - Produção do vinho na produção agrícola ao longo dos anos, em termos

monetários .................................................................................................................... 9 Figura 3 - Vinha em socalco ....................................................................................... 10 Figura 4 - Refratómetro ............................................................................................... 12 Figura 5 - Varas responsáveis por abanar a vinha ...................................................... 12 Figura 6 - Máquina agrícola de apanha da uva ........................................................... 12 Figura 7- Exemplar de robô Wall-Ye V.I.N. ................................................................. 14 Figura 8 - Desengançador esmagador ........................................................................ 15 Figura 9 - Tanques de fermentação ............................................................................ 15 Figura 10 - Colocação da rolha no processo de engarrafamento do vinho .................. 16 Figura 11- Armazenamento de garrafas em condições controladas ............................ 18 Figura 12 - Uso de cubas de vinho no armazenamento do vinho da Madeira ............. 18

Page 6: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 6 de 23

1. Introdução

O presente relatório foi elaborado no âmbito da unidade curricular “Projeto

FEUP” com o objetivo de explorar o papel da engenharia mecânica na agricultura,

particularmente na produção do vinho.

O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

sumo das uvas frescas (mosto), podendo, no entanto, ser produzido a partir de outros

frutos [1].

Por outro lado, a engenharia mecânica, segundo a American Society of

Mechanical Engineers, é o ramo da engenharia responsável pela criação, produção e

operação de aparelhos mecânicos, fazendo uso de conceitos como força, energia e

cinemática [2]

Desta forma, o papel da engenharia mecânica na produção vinícola será

principalmente, na forma como as máquinas intervêm neste sector, assim como no

tratamento e conservação dos seus produtos.

Tendo em vista a diminuição dos custos de operação com mão de obra, tem sido

procurada uma menor intervenção manual na agricultura, daí que haja a presença de

tantas máquinas no processo.

Page 7: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 7 de 23

2. Contextualização histórica

2.1. História do vinho

2.1.1. Idade Antiga

A história do vinho em Portugal vai para além da fundação da nacionalidade.

Considera-se que a primeira vinha foi plantada na Península Ibérica (no vale do Tejo e

no vale do Sado) por volta de 2000 anos a.C. pelos Tartessos (povo que habitava a

atual Andaluzia). Mais tarde, os Fenícios introduziram novas castas e tomaram conta do

comércio do vinho, que até essa altura era dominado pelos Tartessos. No séc. VII a.C.

os gregos instalaram-se na Península Ibérica, e deram também o seu contributo para o

desenvolvimento da cultura da vinha, alcançando grandes progressos na forma de

cultivar e produzir vinho. Mais tarde, com a presença dos Romanos no séc. II a.C, o

vinho tornou-se um símbolo cultural, sendo um dos ícones de poder e riqueza no Império

Romano [3].

2.1.2. Idade Média

Com a fundação de Portugal, o vinho manteve a sua importância, enquanto

produto base na alimentação diária e enquanto símbolo da cultura de um povo, sendo

nesse tempo o produto mais exportado por Portugal. Assim continuou até à altura dos

descobrimentos, já que era sempre transportado vinho nas caravelas, levando-o desta

forma para comunidades mais distantes [3].

2.1.3. Idade Moderna

A assinatura do tratado de Methwen, em 1703, foi um momento chave para um

incremento nunca visto no comércio e, consequentemente, na produção do vinho.Com

a sua assinatura, o comércio entre Portugal e Inglaterra ficou facilitado, ao abrigo de

condições especiais para a entrada do vinho português em Inglaterra. Fruto deste

aprofundamento comercial, em 1756, o vinho do Porto já era tão famoso e importante

no comércio entre os dois países, que foi criado a primeira região demarcada do mundo,

a região do Alto Douro. Desde essa altura, a produção de vinhos em Portugal teve altos

e baixos, mas manteve sempre a sua importância a nível económico, cultural e social

[3].

Page 8: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 8 de 23

2.2. Mecanismo primários de produção de vinho

A necessidade de extração de sumos e óleos vegetais, tais como o vinho e o

azeite, levou o ser humano a criar utensílios e mecanismos, tais como a prensa de saco,

a prensa de alavanca e a prensa de parafuso com alavanca, para auxiliar nesta tarefa,

apresentadas na figura 1 [4].

As prensas têm a função de extrair a maior quantidade de sumo ou óleo de frutos

e sementes. Nos antigos relevos egípcios, podemos encontrar representações da pisa

de uvas em tanques e verificar que o sumo escorre para um tanque de recoleção. Os

egípcios, por volta de 3000 a.C, perceberam que uma maior pressão podia ser exercida

por torção do que pelo peso e pela pisa. A partir desse momento tornou-se mais comum,

depois da pisa realizada no tanque, prensar a polpa da fruta que resultava da pisa,

podendo aproveitar-se quase a totalidade do sumo. As prensas desenvolvidas foram a

prensa de alavanca e pesos , prensa de alavanca e tambor e prensa de alavanca e

parafuso(ver Fig.1) [4].

2.3. Vinho na atualidade

Nos dias de hoje, a produção de vinho em Portugal é uma importante

componente do ramo agrícola nacional, tendo representado, em 2007, cerca de 13% do

valor gerado neste sector. Com uma superfície vitícola de 240 mil hectares repartida

pelas diferentes regiões, a cultura da vinha ocupa cerca de 6,9% da superfície agrícola

útil (SAU). Na vertente económica, assinala-se o crescimento do peso do sector do vinho

que representava 9,1% da produção agrícola, no período de 1980-1989, e que registou

15,4% no período de 2000-2007 [5].

Nas regiões vitivinícolas, com níveis de produção diferentes, também devido à

incidência da cultura da vinha, assinala-se um maior peso relativo na produção total de

Figura 1 - Mecanismos primários usados na produção de vinho [4]

Page 9: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 9 de 23

vinho: 25% no Douro; 17% na Estremadura, 14% nas Beiras e 14% no Alentejo. A

produção de vinhos com denominação de origem controlada (designação dada a

produtos que têm caraterísticas, ou reputação, específicas por terem vindo de uma

determinada região) tem vindo a aumentar a sua expressão a nível nacional, tendo

atingido, na campanha 2008/2009, cerca de 75% da produção total [5].

De acordo com as Contas Económicas da Agricultura de 2008, recolhidas pelo

Instituto Nacional de Estatística, a produção de vinho a preços correntes (preços base)

em 2007 foi de cerca de 862 milhões de euros, o que corresponde a 13 % da Produção

do Ramo Agrícola, e a 22% da Produção Vegetal (ver Fig. 2) [5].

Figura 2 - Produção do vinho na produção agrícola ao longo dos anos, em termos monetários [5]

Page 10: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 10 de 23

3. Produção de vinho

Feita uma contextualização da forma como evoluiu o vinho ao longo da história

da humanidade, pretende-se agora mostrar a forma como a Engenharia Mecânica tem

desenvolvido o sector agrícola, particularmente na obtenção deste produto.

3.1. Cultivo

A mecanização da agricultura, nomeadamente na produção do vinho, começa

no processo de obtenção da sua matéria-prima. A produção da uva é fruto de práticas

de cultivo, rega e apanha do produto. Estes processos são já muito mecanizados

permitindo uma otimização dos recursos e do tempo- podendo, no entanto, haver

espaço para melhoramentos.

3.1.1. Plantação

A influência da engenharia mecânica pode ser desde cedo identificada na

construção das vinhas, mais especificamente na utilização de máquinas agrícolas na

preparação do terreno para cultivo. Este

processo, denominado tilling, consiste no

uso de veículos mecânicos, ou de

trabalho manual, que dotados de

ferramentas com movimentos oscilatórios

promovem o levantamento leve da terra

do solo para cultivo. Isto é feito com o

objetivo de arejá-lo para facilitar a

semeação [6]. Muitas vinhas em Portugal,

nomeadamente no Douro e na Madeira,

apresentam-se em encostas de inclinação elevada (figura 3), necessitando

primariamente de outro tipo de preparação que é construção de socalcos. Esta consiste

no nivelamento do solo, em patamares de diferentes alturas, de forma a facilitar o

trabalho agrícola.

Se o proprietário da vinha pretender fazer uso de máquinas agrícolas na sua

vinha, terá de ter especial atenção às caraterísticas do terreno (inclinação do solo,

Figura 3 - Vinha em socalcos

Figura 3 - Vinha em socalco [7]

Page 11: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 11 de 23

ângulo de curva no fim da fila e espaçamento entre filas) de modo a que seja possível

fazer a apanha de forma mecanizada [8].

A preparação de vinha passa também pela colocação de suportes de apoio ao

crescimento das uvas, prática denominada de vine training, constituídos por postes e

arames que mantêm os ramos da videira no local e posição correta. Esta prática é muito

importante para a manutenção do equilíbrio de sombra da folhagem e das uvas assim

como para facilitar os processos de rega, poda, aplicação de pesticidas e fertilizantes,

e apanha da uva. Por este motivo compreende-se a existência de diferentes sistemas

de vine training consoantes os requisitos da vinha [9].

Depois de preparado o terreno, efetua-se a plantação. Esta é feita na sua maioria

manualmente, colocando um ramo de videira no solo. No entanto, começam já a haver

desenvolvimentos e investimentos tecnológicos em máquinas responsáveis por este

processo, orientadas por GPS, o que poderá melhorar os tempos de plantação e reduzir

os custos com funcionários [10].

3.1.2. Rega

Outro aspeto de intervenção da engenharia mecânica, particularmente da

hidráulica, na produção da uva é o mecanismo de rega. A sua escolha deverá ser o

resultado de uma deliberação das várias exigências físicas e químicas do terreno e do

ambiente, assim como das limitações financeiras do produtor, das quais dependerá a

produção [11].

Assim, poderemos destacar três métodos principais de rega:

irrigação de superfície (a água é aplicada e distribuída pelo solo recorrendo

à força gravítica) [12];

irrigação por aspersor (a água é conduzida por tubos até ao aspersor, de

onde é projetada obliquamente, resultando na queda de gotículas) [13];

irrigação gota-a-gota (a água é conduzida por tubos de onde cai, lentamente,

diretamente na base da planta) [14].

Tendo em vista a higiene alimentar, assim como o cumprimento das épocas

específicas para cada fase da produção da uva, muitos métodos de rega foram

adaptados. Tendo o agricultor de, por vezes, colocar fertilizantes assim como alguns

químicos de proteção da vinha, aproveitam-se às vezes os sistemas de rega para esse

efeito ou sistemas de pulverização.

Page 12: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 12 de 23

3.1.3. Apanha

Já na fase final da produção da uva

encontra-se o processo de apanha da uva (a

vindima), cuja mecanização já vai sendo muito

explorada em território estrangeiro, principalmente

nos Estados Unidos, mas também em território

nacional.

Este passo tem de ser efetuado no momento

correto, uma vez que as uvas só devem ser

colhidas quando tiverem atingido um certo nível de

açúcar. De modo a tornar esta etapa mais precisa e

eficaz, atualmente, são utilizados refratómetros

(figura 4), instrumentos que indicam a quantidade de açúcar presente nas uvas. Para

fazer esta avaliação, é recolhido mosto das uvas para fazer o teste. Este líquido é

colocado num vidro que permite a passagem da luz e, de seguida, observa-se através

de uma lente uma linha que indica o nível de açúcar presentes no mosto. Esta linha

aparece graças à refração da luz, que varia de acordo com os níveis de açúcar [16,17].

Caso as uvas preencham os requisitos necessários, procede-se então à sua

recolha. Dependendo de fatores como a mão de obra disponível, o clima, a área de

plantação, o tipo e irregularidade do solo, assim como o tipo de vinho, esta pode ser

feita manual ou automaticamente usando colhedoras. Em zonas em que o uso da

máquina não seja favorável ou justificável, a recolha é feita manualmente, com grandes

grupos de trabalhadores.

A vindima mecanizada consiste no uso de máquinas agrícolas altas, com uma

cavidade interior, na qual existem conjuntos de pequenas varas que, ao percorreram a

vinha com movimentos oscilatórios, provocam a queda do fruto (ver figuras 5 e 6).

Figura 4 - Refratómetro Figura 4 – Refratómetro [15]

Figura 6 - Máquina agrícola de apanha da uva [19] Figura 6 - Varas responsáveis por abanar a vinha [18]

Page 13: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 13 de 23

Existem variantes destas máquinas consoante o sítio onde é pretendido que as varas

entrem em contacto (o tronco ou os ramos exteriores) [8]. Após a queda do cacho, a uva

cai em esteiras que transportam o fruto até a recipientes que podem estar localizados

numa máquina agrícola independente ou incorporado na máquina responsável pela

apanha. Durante este pequeno percurso, existem ventoinhas responsáveis por remover

qualquer resíduo leve (como folhas), uma zona onde um técnico retira resíduos mais

pesados como ramos e por fim por um íman que retira qualquer metal proveniente dos

suportes da vinha [16]. Algumas máquinas podem incluir também um desengançador,

o qual separa as uvas do cacho (explicação mais detalhada em 3.2.1 Prensagem)

A mecanização desta prática permite uma apanha muito mais rápida, até 200

toneladas por dia, tendo em conta que pode operar 24 horas por dia e que o faz mais

depressa que na apanha manual, o que facilita imenso em locais cuja apanha está muito

condicionada temporalmente pelo clima. No entanto, este método só deve ser usado

em uvas de casca mais rija, menos suscetíveis de serem danificadas [20]. Este processo

tem sido alvo de muitas críticas e, apesar das suas vantagens, ainda não gerou

consenso. A sua discussão prende-se com a relação qualidade-preço do vinho gerado

por estas uvas.

Os defensores da mecanização da apanha na vitivinicultura argumentam que a

rapidez é crucial na redução de preços e de cumprimento dos períodos indicados para

esta fase. Por outro lado, muitos enólogos criticam o facto de algumas uvas apanhadas

estarem já podres e poderem contaminar outras, assim como o dano que estas sofrem

poder iniciar a fermentação antes de tempo [21].

No entanto, foi conduzida uma experiência pela Paumanock Vineyards, em Nova

Iorque, que consistiu numa prova cega de dois vinhos da mesma casta, um de apanha

manual e outro de apanha mecanizada. O resultado apurou uma ligeira superioridade

do vinho de apanha mecanizada, o que poderá ter passado pela anulação de alguns

dos factores que o prejudicam como a apanha ser processada de madrugada impedindo

a fermentação prematura e a remoção prévia das uvas podres. Também pode ser uma

vantagem não haver contato das uvas com qualquer material para além do plástico ou

metal do recipiente e da esteira [20,21].

Page 14: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 14 de 23

Para além deste método

mecânico, começa a ser desenvolvido

um outro dispositivo de caráter mais

eletrónico, por Burgundian Christophe

Millot, que é um robot denominado

Wall-Ye V.I.N. Este é conduzido, por

GPS, numa recolha de dados relativos

à vinha nomeadamente ao estado de

maturação da uva. Isto indicia que com

um investimento neste ramo da

vitivinicultura, poderemos ter no

espaço de poucos anos máquinas

agrícolas capazes de fazer apanha

seletiva [23].

Perante o acesso debate no seio da comunidade vinícola relativamente à apanha

da uva, tem-se procurado uma solução de compromisso, que retenha o melhor das duas

alternativas. Esta tem passado por uma segregação da produção vinícola, mantendo a

mecanização em vinhos mais vulgares ou de quotidiano, onde não é exigida tanta

qualidade mas sim uma maior valorização da relação qualidade-preço. Por outro lado,

procurou-se manter métodos manuais em vinhos mais requintados e prestigiados pela

vantagem qualitativa que estes trazem. Além disso, esta prática continua a ser muito

observada em vinhas com uma forte herança cultural e de caráter turístico devido à

grande procura que existe pela experiência da apanha vinícola.

3.2. Produção

3.2.1. Prensagem

Dependendo do tipo de vinho, a prensagem pode ocorrer antes ou após a

fermentação. No caso do vinho branco, a prensagem ocorre antes da fermentação,

enquanto que no vinho tinto ocorre depois da fermentação. Durante este processo, as

uvas são separadas dos cachos e de seguida esmagadas para que o sumo dos bagos

seja extraído. De modo a tornar este processo mais rápido e eficaz, são utilizados

desengançadores esmagadores [24]. Este equipamento é constituído por um

reservatório circular giratório e por pás metálicas que se encontram no seu interior e que

Figura 7- Exemplar de robô Wall-Ye V.I.N. [22]

Page 15: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 15 de 23

rodam no sentido contrário do tanque. São

estes movimentos que permitirão

simultaneamente separar as uvas dos cachos

e começar a produção de mosto [25]. O

esmagamento pode ainda ser feito

manualmente, pisando as uvas. Este é um

processo exigente já que é extremamente

demorado e, por isso, torna-se difícil arranjar

mão de obra disposta a realizar esta tarefa. No entanto, este método tem uma vantagem

em relação ao processo mecânico: durando mais tempo, o vinho fica mais rico em

termos de cores, aromas e sabores [24].

De modo a prevenir a oxidação do mosto, este é arrefecido e sulfitado desde que

é extraído dos bagos das uvas. O arrefecimento pode ser feito adicionando gelo seco

(dióxido de carbono solidificado) às uvas acabadas de esmagar ou armazenando o

mosto em sistemas de frio. A sulfitação é feita com um sulfitador mecânico e automático

ou lançando soluções sulfurosas no mosto [24].

3.2.2. Fermentação

De seguida, o mosto é

transferido para tanques de

fermentação, geralmente de aço

inoxidável, madeira ou cimento (figura

9). Nestes reservatórios, o açúcar é

transformado em álcool e gás carbónico

pelas leveduras que existem

naturalmente na casca da uva. Estes

tanques possuem sistemas de bombeamento que permitem que o mosto circule,

mantendo uma distribuição homogénea da temperatura e da levedura e impedindo que

as partes sólidas das uvas se mantenham na superfície [28].

3.2.3. Estágio

Após estes procedimentos, o vinho pode ser armazenado em barris, que fazem

com que o vinho obtenha características amadeiradas. Neste caso, os barris são

mantidos em túneis e caves subterrâneas, mantendo assim o vinho à temperatura

adequada. O armazenamento pode ainda ser feito em tanques próprios para o efeito,

Figura 9 – Tanques de fermentação

Figura 8 - Desengançador esmagador [26]

Figura 9 - Tanques de fermentação [27]

Page 16: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 16 de 23

que permitem controlar a temperatura do vinho, através de tubos internos nos quais

circula água. Dependendo do tipo de vinho, o estágio pode durar desde poucos meses

até a alguns anos [24].

3.2.4. Transfega

A transfega é a etapa que consiste em retirar os sedimentos indesejados do

mosto. Este passo pode ser comparado a uma decantação. O vinho é transferido para

novos reservatórios e depois são eliminadas as partículas que, com o tempo, acabaram

por se depositar no fundo dos recipientes [28].

3.2.5. Engarrafamento

Finalmente, o vinho encontra-se pronto para ser engarrafado. As garrafas são

colocadas em bases de suporte para garantir estabilidade. Estas bases acompanharão

a garrafa até ao final do processo. Seguidamente, é introduzido o vinho através de um

equipamento constituído por um tubo que desce verticalmente e que entra na garrafa.

Após o vinho ser transferido, o tubo é retirado do interior da garrafa. O próximo passo é

a colocação da rolha (figura 10) e do invólucro que

visa proteger a mesma. Estes encontram-se em

tubos que, assim como o tubo do vinho, se

movimentam verticalmente. O tubo que contém as

rolhas tem um design próprio e um mecanismo que

permitem fazer pressão na parte inferior da rolha e

que assim, torna o seu raio menor do que o do

gargalo da garrafa, permitindo que esta seja

inserida. Existe ainda um equipamento que

pressiona a parte superior da rolha e que certifica

que esta ficou fixa na garrafa. De seguida, é

colocado o invólucro com um instrumento que,

como os referidos anteriormente, se movimenta

verticalmente. Após ser colocado, existem duas peças que se movimentam

horizontalmente e que juntas formam o contorno do gargalo. Estas partes efetuam

pressão e colocam uma colal que assegura que o invólucro se manterá fixo e seguro.

Finalmente, procede-se à rotulação. Nesta etapa, existe um braço mecânico que se

Figura 10 - Colocação da rolha no processo de engarrafamento do vinho [29]

Page 17: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 17 de 23

movimenta horizontalmente e que encosta o rótulo já com cola à garrafa. Esta, depois,

gira sobre si própria, permitindo que todo o rótulo fique em contacto com a garrafa. As

garrafas são depois, colocadas manualmente em caixas de cartão ou madeira. Estas

são seladas e encontram-se assim prontas para serem comercializadas. [30]

No processo de produção do vinho, é possível encontrar inúmeras etapas que

se encontram de alguma forma automatizadas ou nas quais são utilizados instrumentos

que permitem criar condições ideais para a elaboração de um vinho de qualidade. O

desenvolvimento de todos estes aparelhos pode ser relacionado com a engenharia

mecânica.

3.3. Armazenamento do vinho

Para poder armazenar o vinho é necessário ter em consideração alguns

parâmetros que podem alterar a sua qualidade. Antigamente esses parâmetros eram

tidos em conta, e eram alcançados por processos artesanais. Tais processos foram

substituídos por máquinas e sistemas automáticos para facilitar todo o processo de

produção de vinho.

3.3.1. Iluminação

O vinho é sensível à luz tanto artificial como natural. Demasiada exposição pode

alterar o aroma e o sabor dos vinhos. O controlo da exposição deve ser tido em conta

dependendo do tipo de vinho que é produzido (branco, tinto, rosé...)

No que toca ao controlo da iluminação, nas caves mais antigas este controlo

pode ser realizado aquando da construção da mesma. Nas caves mais recentes podem

ser implementados sistemas de controlo de iluminação remotos. Em certas adegas

destinadas ao uso doméstico podem ser utilizados vidros escuros para controlar a

entrada de luz na adega [31].

3.3.2. Temperatura

A temperatura ideal para o vinho é 12ºC, se a temperatura for ligeiramente

inferior à recomendada pode retardar o processo de envelhecimento do vinho não

Page 18: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 18 de 23

alterando a sua qualidade (figura 11). Se a temperatura for superior a 24ºC pode oxidar

o vinho o que leva ao seu apodrecimento.

O vinho deve ser guardado a uma temperatura constante, pois as oscilações de

temperatura intervêm no seu

envelhecimento.

Para manter a qualidade do

vinho são usados, no controlo da

temperatura, termómetros

especialmente feitos para esse fim.

Em produções mais mecanizadas

usam-se cubas de aço inox que

têm incorporados termómetros e

sistemas que controlam as

oscilações de temperatura [31].

3.3.3. Humidade

A humidade é um fator bastante importante e que afeta a qualidade do vinho. Se

esta não for adequada – entre os 65% e os 75% - as rolhas podem vir a secar,

favorecendo a entrada de oxigénio na garrafa que, por sua vez, vai degradar as

características adquiridas pelo vinho [31].

3.3.4. Armazenamento do Vinho Madeira

Ao contrário do que se

passa com o vinho produzido na

região do Douro e na maior parte

do país, em que o envelhecimento

ainda se processa em pipas de

madeira, o envelhecimento do

vinho da madeira já se encontra

numa forma muito mecanizada.

Decidimos então fazer uma

referência ao armazenamento do

vinho da Madeira.

Este processo mecânico de

envelhecimento designa-se “estufagem”. Neste processo, o vinho é colocado em cubas

Fig 12- Uso de cubas no armazenamento do vinho da Madeira

Figura 11- Armazenamento de garrafas em condições controladas [32]

Figura 12 - Uso de cubas de vinho no armazenamento do vinho da Madeira [33]

Page 19: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 19 de 23

de aço inox (figura 12), que contêm um sistema de aquecimento constituído por uma

serpentina onde circula água quente. O vinho permanece nessas estufas por um período

superior a 3 meses e a uma temperatura que varia entre os 45 e os 50 ºC. Após a

estufagem, o vinho passa por um período de “estágio”, de pelo menos 90 dias à

temperatura ambiente. Concluídos os processos de “estufagem” e “estágio” o vinho

pode permanecer nas cubas de aço inox ou pode ser colocado em cascos de madeira,

até atingirem as condições necessárias para os enólogos realizarem o acabamento do

vinho [34].

Page 20: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 20 de 23

4. Notas finais

Como se pôde constatar ao longo do trabalho, a produção de vinho está

dependente da engenharia mecânica, sendo essenciais os processos mecânicos

implantados pelos engenheiros.

Os mecanismos utilizados foram evoluindo tendo como principais objetivos o

aumento da produção e controlo da qualidade do vinho. Outra das conclusões a que se

chegou através da pesquisa efetuada é que o processo de apanha das uvas continua a

ser um grande desafio para os engenheiros mecânicos.

Este trabalho permitiu também contrariar algumas das ideias pré-definidas, tais

como a ideia de que a viticultura era constituída por processos rudimentares.

Em termos técnicos, foi possível por em prática algumas das técnicas de

pesquisa aprendidas durante as palestras lecionadas na semana de Projeto FEUP.

Page 21: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 21 de 23

Referências bibliográficas

[1] Wikipédia. “Vinho” (página consultada em outubro de 2015)

https://pt.wikipedia.org/wiki/Vinho

[2] American Society of Mechanical Engineers. “What is a Mechanical Engineer?”

(página consultada em outubro de 2015)

https://www.asme.org/career-education/k-12-students/what-is-a-mechanical-engineer

[3]Casa José Repolho – “História do vinho em Portugal” (página consultada em

outubro de 2015)

http://www.casajoserepolho-

distinctivewines.com/index.php?option=com_content&view=article&id=12&Itemid=13

[4] Costa Miguel, Machado Jorge, Lopes Hugo , Almeida Tiago, “Lagares Rupestres,

Vinário, Concelho de Viana do Castelo” ,24 de Setembro de 2011 , Ministério da

agricultura do desenvolvimento rural e das pescas , 3 e 5

[5] Instituto Português da Vinha e do Vinho , Factos e Números, Novembro de 2009,

edição nº1 , Cadernos Vianenses 75,76

[6] Wikipedia – “Tillage” (página consultada em outubro de 2015)

https://en.wikipedia.org/wiki/Tillage

[7] Figura 3 -

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Terrassenweingaerten_Wachau.j

pg

[8] Wine-grape-growing “Harvesting Wine Grapes; Mechanical Harvesting” (página

consultada em outubro de 2015)

http://www.wine-grape-

growing.com/wine_grape_growing/harvesting_wine_grapes/mechanical_wine_grape_h

arvesting.htm

[9] Wikipedia – “Vine training” (página consultada em outubro de 2015)

https://en.wikipedia.org/wiki/Vine_training

[10] Western Farm Press – “GPS mechanical tree, vine planter offers greater

efficiency” (página consultada em outubro de 2015)

http://westernfarmpress.com/gps-mechanical-tree-vine-planter-offers-greater-efficiency

[11] Ucanr – “Vineyard Irrigation Systems” (página consultada em outubro de 2015)

http://www.ucanr.org/sites/intvit/files/24456.pdf

[12] Wikipedia – “Surface irrigation” (página consultada em outubro de 2015)

https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_irrigation

[13] Wikipedia – “Irrigation sprinkler” (página consultada em outubro de 2015)

Page 22: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 22 de 23

https://en.wikipedia.org/wiki/Irrigation_sprinkler

[14] Wikipedia – “Drip irrigation” (página consultada em outubro de 2015)

https://en.wikipedia.org/wiki/Drip_irrigation

[15] Figura 4 - http://pt.aliexpress.com/item/New-Hand-Held-Brix-Refractometer-For-

Sugar-Beer-Brix-Test-Optical-0-32-Brix-ATC-Refractometer/32378947452.html

[16] Made How – “The Manufacturing Process” (página consultada em outubro de

2015)

http://www.madehow.com/Volume-1/Wine.html

[17] Youtube – “Como Usar o Refratômetro” (página consultada em outubro de 2015)

https://www.youtube.com/watch?v=QT-tuReLSmA

[18] Figura 5 -

https://www.google.pt/search?q=mechanical+harvesting&source=lnms&tbm=isch&sa=

X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMIgtTC29-

_yAIVwbIUCh3RnQpY&biw=1920&bih=947#q=grape+picking+rods&tbm=isch&tbas=0

&imgrc=CYwOAjoo1aHpBM%3A

[19] Figura 6 -

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Mechanical_Grape_Harvester3.J

PG

[20] Airfield wines – “The Scoop on Machine Harvesting Wine Grapes” (página

consultada em outubro de 2015)

http://www.airfieldwines.com/blog/2010/05/11/the-scoop-on-machine-harvesting-wine-

grapes/

[21] Wine frog – “machine harvesting” (página consultada em outubro de 2015)

https://www.winefrog.com/definition/137/machine-harvesting

[22] Figura 7-

https://www.google.pt/search?q=google+images&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=

0CAcQ_AUoAWoVChMI5P_inNq_yAIVyNYUCh3m-w88&biw=1920&bih=947#q=Wall-

Ye+V.I.N.&tbas=0&tbm=isch&imgrc=NdIJUD_Nz8rNhM%3A

[23] Wine searcher – “Champagne Keen to Investigate Machine Harvesting” (página

consultada em outubro de 2015)

http://www.wine-searcher.com/m/2013/06/champagne-keen-to-consider-machine-

harvesting

[24]AFONSO, João – “Entender de Vinho”, 1ª Edição, Lisboa: a esfera dos livros, 2010

[25] Youtube – “Como funciona o desengançador esmagador – uvas do Douro”

(página consultada em outubro de 2015)

https://www.youtube.com/watch?v=gXycrDXfGW8

Page 23: Faculdade de Engenharia da Universidade do Portoprojfeup/submit_15_16/uploads/relat_1M07... · O vinho é a bebida alcoólica que se obtém da fermentação, total ou parcial, do

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Projeto FEUP – Engenharia Mecânica

Engenharia Mecânica na Agricultura – Mecanização da Produção de Vinho Página 23 de 23

[26] Figura 8 -

http://www.sograpevinhos.com/enciclopedia/guia_vinho/vinificacao/madeira_aberta

[27] Figura 9 –

http://www.sograpevinhos.com/enciclopedia/guia_vinho/vinificacao/jerez_palomino?det

alhe=fermentacaoAlc

[28] Infovini – “Como se faz um vinho” (página consultada em outubro de 2015)

http://www.infovini.com/classic/pagina.php?codPagina=23&flash=1

[29]Figura 10 - http://www.academiadovinho.com.br/_ela_brancos.php

[30] Embrapa – “Sistema de produção de vinho tinto - Engarrafamento” (página

consultada em outubro de 2015)

http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinho/SistemaProducaoVin

hoTinto/engarrafamento.htm

[31] Sobre vinho – “Como guardar vinho” (página consultada em outubro de 2015)

http://www.sobrevinho.net/curiosidades/como-guardar-vinho

[32] – Figura 11

http://www.bing.com/images/search?q=armazenamento+de+vinho&view=detailv2&&id

=44080431B447E825941632E7C1ED2C29BA477BEE&selectedIndex=10&ccid=Tbw3

zg%2f2&simid=608031880829865316&thid=OIP.M4dbc37ce0ff6536a1bdf7cfddfc352d

3o0&ajaxhist=0

[33] – Figura 12

https://www.google.pt/search?q=vinho+madeira+estufagem&source=lnms&tbm=isch&s

a=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMI6NyL2LvFyAIVQU4aCh3vXgAJ&biw=1024&bih=51

3#imgrc=GOd6YzMPiofaDM%3A

[34] Vinho da Madeira – Envelhecimento (página consultada em outubro de 2015)

http://www.vinhomadeira.pt/envelhecimento-23.aspx