Las bodegas subterráneas son estructuras subterráneas para el almacenamiento y envejecimiento del vino . Son un componente integral de la industria vitivinícola en todo el mundo. El diseño y la construcción de cuevas de vino representan una aplicación única de las técnicas de construcción subterránea.
El almacenamiento de vino en amplios espacios subterráneos es una extensión de la cultura de las bodegas , que ofrecen ventajas tanto en términos de eficiencia energética como de uso óptimo de una superficie limitada. Las bodegas de vino proporcionan naturalmente una humedad elevada y temperaturas frescas, que son clave para el almacenamiento y el envejecimiento del vino .
La historia de la construcción de cuevas para la elaboración de vino en los Estados Unidos se remonta a la década de 1860 en Sonoma y a la de 1870 en la región del Valle de Napa. En 1857, Agoston Harazsthy fundó Buena Vista Winery y en 1862 se completó la Casa de Prensa de Buena Vista Winery y, en 1864, se completó un segundo edificio que ahora se llama Champagne Cellars. En total, Buena Vista Winery tenía cinco cuevas entre los dos edificios en funcionamiento en 1864. Jacob Schram, un inmigrante alemán y barbero, fundó Schramsberg Vineyards cerca de Calistoga, California, en 1862. Ocho años después, Schram encontró un nuevo empleo para los trabajadores chinos que recientemente habían terminado de construir túneles y pendientes sobre las montañas de Sierra Nevada para el Ferrocarril Transcontinental Union Pacific. Los contrató para cavar una red de cuevas a través de la blanda roca de la Formación Volcánica de Sonoma que se encuentra debajo de su viñedo.
Otro grupo de trabajadores chinos se tomó un tiempo libre de su trabajo habitual en los viñedos para excavar un laberinto de cuevas para el envejecimiento del vino debajo de los viñedos Beringer, cerca de Santa Helena, California. Estas cuevas superaban los 365 metros de largo, 5 metros de ancho y 2 metros de alto. Los trabajadores usaban picos y palas (y, en ocasiones, cinceles de acero, gatos dobles y pólvora negra) para romper la roca blanda. Trabajaban a la luz de las velas y retiraban el material excavado en cestas de mimbre. Al menos 12 cuevas para el almacenamiento de vino se construyeron con estos métodos.
Desde la década de 1890 hasta principios de la década de 1970, no se construyeron nuevas bodegas de vino en los Estados Unidos, y muchas de las existentes se abandonaron o se deterioraron con el tiempo. La construcción de bodegas de vino se reanudó en 1972, cuando Alf Burtleson Construction comenzó la rehabilitación de las antiguas bodegas de vino de Beringer, a la que siguió el diseño y la construcción de nuevas bodegas.
En 1982, la Bodega Far Niente completó la primera de estas cuevas de vino de la “nueva era” en el Valle de Napa AVA . La cueva tenía solo 60 pies (18 m) de largo y se usaba exclusivamente para añejar el vino y almacenar barriles vacíos. En 1991, 1995 y 2001, las cuevas se ampliaron. Se agregaron nuevas habitaciones y áreas de almacenamiento, con diferentes alturas de corona y formas intrigantes. Se construyó una sala octogonal para una biblioteca de vinos y se agregó una sala redonda con cúpula en el centro del complejo. Las cuevas de la Bodega Far Niente ahora abarcan alrededor de 40,000 pies cuadrados (3,700 m 2 ).
En 1991, Condor Earth Technologies Inc. se asoció con Alf Burtleson para diseñar y construir el elaborado proyecto Jarvis Wine Cave. Se construyeron más de 4200 m2 (45 000 pies cuadrados ) de bodega subterránea y espacio en cuevas, con tramos de cuevas que superan los 25,5 m (85 pies) de ancho. En Jarvis, toda la bodega está contenida dentro de las áreas de túneles, incluidas las áreas de trituración, fermentación, almacenamiento en barriles, embotellado, laboratorio, oficina, marketing y hospitalidad. Estas cuevas están abiertas para visitas públicas con cita previa.
La humedad alta minimiza la evaporación . Los productores de vino consideran que una humedad superior al 75 % para los tintos y superior al 85 % para los blancos es ideal para el envejecimiento del vino y el almacenamiento en barricas. La humedad en las bodegas de vino varía naturalmente entre el 70 y el 90 %.
En el norte de California, la evaporación de los barriles de vino en un almacén de superficie es del orden de 4 galones (15,1 litros) por cada barril de 60 galones (227 litros) por año. En una bodega, la evaporación de los barriles se reduce a aproximadamente 1 galón (3,8 litros) por barril por año.
Dado que los vinos tintos suelen envejecerse en barrica durante dos años, esto representa una diferencia de pérdida de volumen bruto del 10 %. En el caso de los vinos blancos, que se envejecen en barrica durante aproximadamente un año, se produce una diferencia de pérdida del 5 %, lo que supone un ahorro significativo.
La industria del vino considera desde hace mucho tiempo que una temperatura constante de entre 13,0 °C y 15,5 °C (55 °F y 60 °F) es óptima para el almacenamiento y el envejecimiento del vino. Las temperaturas del aire en el norte de California dan como resultado una temperatura subterránea uniforme de aproximadamente 14,5 °C (58 °F), óptima para las bodegas de vino. Un almacén de superficie requiere energía para enfriar, calentar y humidificar. Si bien la bodega de vino más básica puede costar más de $100 por pie cuadrado para construir, la reducción de los costos de energía da como resultado un ahorro neto a largo plazo.
En la región vitivinícola de Napa-Sonoma, como en muchas otras zonas de California, los valores de la tierra son altos. El desarrollo no agrícola suele estar restringido. Un almacén de almacenamiento reduce la tierra disponible para cultivar uvas, afecta a los espacios abiertos y los hábitats naturales e impide otros usos de la tierra. La regulación del uso de la tierra en California impone limitaciones a los tipos y ubicaciones de desarrollo de la tierra. Muchas restricciones de uso de la tierra y requisitos de permisos no se aplican a los espacios subterráneos. En 2004, se estima que había entre 130 y 150 cuevas utilizadas para el envejecimiento del vino, el almacenamiento en barricas y las salas de degustación en el norte de California.
El marketing es un componente importante de la industria vinícola moderna, y muchas bodegas cumplen diversas funciones de marketing y relaciones públicas. Las bodegas construidas recientemente contienen cocinas comerciales y privadas, bibliotecas de vinos, salas de conciertos y exposiciones, oficinas para el personal, ascensores, baños y otras comodidades. Algunas tienen interiores de alta gama, que incluyen pisos de cerámica y piedra, paredes y techos revestidos de mampostería, esculturas y obras de arte, iluminación ambiental, fuentes, cascadas y candelabros. En Stag's Leap Wine Cellars , un péndulo de Foucault oscila continuamente sobre un lecho de arena negra en la sala de exposiciones central.
El desafío para el diseño y la construcción de la mayoría de las cuevas de vino es crear un espacio lo suficientemente amplio en una roca débil con poca cobertura. El tamaño típico de una cueva de almacenamiento de barriles de vino es de 13 a 18 pies (4 a 5,5 m) de ancho y de 10 a 13 pies (3 a 4 m) de alto. Sin embargo, las cuevas construidas varían hasta 85 pies (30 m) de ancho y 50 pies (15 m) de alto; difícil de lograr en una roca de mala calidad.
En zonas de geología compleja, es difícil encontrar buenos portales. Una bodega típica se construye con dos o más portales, por razones de seguridad y operativas. Al menos un portal conduce directamente al exterior, pero en muchos casos al menos un portal establece una conexión directa con un edificio de la bodega.
La mayoría de los portales que dan acceso a las bodegas tienen alturas de sobrecarga de roca y tierra inferiores a 0,2 veces la altura y el ancho de la entrada. La altura de la cara del portal normalmente oscila entre 3,5 y 6 m (12 y 20 pies). Las áreas del portal rara vez se despojan del material de tierra suelta y los portales se cortan de la superficie del suelo nativo utilizando excavadoras. Las pendientes laterales del portal a menudo se inclinan hasta 0,5H:1V o más, y la cara del portal se excava hasta quedar vertical o casi vertical.
La construcción de los interiores de las cuevas puede complicarse por las elaboradas curvas y los planos de estilo laberíntico que algunos propietarios eligen para sus cuevas de vino. A medida que la superficie del suelo se inclina hacia arriba, lo que proporciona más cobertura y, por lo general, una roca más sólida, las cuevas pueden albergar múltiples galerías. Siempre que sea posible, la cueva se diseña y construye para proporcionar al menos 1,2 veces su ancho de cobertura en las intersecciones. Los diseños de habitaciones y pilares, similares al diseño de minas subterráneas, brindan una disposición de construcción económica. Las patas del túnel suelen tener entre 30 y 100 pies (9 a 30 m) de largo y los pilares suelen tener un mínimo de 20 pies (6 m) de ancho.
En la mayoría de las ocasiones, el Nuevo Método Austriaco de Tunelización (de una o más caras), también conocido ahora como Método de Excavación Secuencial (SEM), con pequeños avances tecnológicos innovadores, se utiliza para excavar y sostener cuevas de vino.
Las cuevas se excavan normalmente en forma de herradura invertida con un radio de corona y con patas rectas o curvas. Los túneles se excavan normalmente utilizando una máquina perforadora de túneles o un cabezal de fresado en una excavadora. Los escombros detrás de la cinta transportadora de la máquina perforadora se vierten en el fondo y se extraen con un minicargador con neumáticos o una máquina minera de carga, transporte y descarga (LHD).
Inicialmente, es probable que el avance de la excavación se limite a 2 pies (0,6 m) sin apoyo inicial en el suelo. Una vez volcada, y dependiendo de las condiciones del suelo, el avance sin apoyo puede aumentarse a 4 pies (1,2 m), 6 pies (1,8 m) e incrementos más largos. El avance máximo sin apoyo inicial en el suelo puede alcanzar 20 pies (6 m) o más en toba de ceniza volcánica estable. Sin embargo, en serpentinita cizallada, roca de lava profundamente meteorizada o suelo arcilloso húmedo, las condiciones inestables del suelo pueden limitar el avance sin apoyo a menos de 2 pies (0,6 m).
En los portales de los túneles y en el interior de las bodegas se utilizan hormigón proyectado como refuerzo y soporte del suelo. En los portales, se utilizan normalmente clavos de tierra y muros de hormigón proyectado como soporte permanente y se construyen de arriba hacia abajo en capas. Los clavos de tierra se instalan a una distancia de entre 1,2 y 1,8 m (4 y 6 pies) en dirección horizontal y vertical. El hormigón proyectado suele tener un espesor mínimo de 15 cm (6 pulgadas) y está reforzado con malla de alambre soldado. La típica mezcla de resistencia de diseño de 4000 psi (28 MPa) se aplica mediante el proceso húmedo.
Dentro de las cuevas, el soporte inicial del terreno suele ser hormigón proyectado reforzado con fibra . Se aplica un mínimo de 2 pulgadas (5 cm) de espesor de hormigón proyectado de mezcla húmeda alrededor del perímetro del suelo expuesto después del avance de cada día. Según lo requieran las dimensiones de la cueva y las condiciones del suelo, se aplican capas adicionales de hormigón proyectado y malla de alambre soldado en los días siguientes. La mezcla de hormigón proyectado tiene un diseño de resistencia a la compresión de 4000 psi (28 MPa). En algunos casos, también se instalan pernos de anclaje de patrón o de punto. Cuando se utilizan salas más anchas y altas, se emplea el modelado para ayudar con el diseño del revestimiento.
El acabado interior de las cuevas es una parte integral del proceso de construcción. Los detalles de impermeabilización son importantes para los interiores de las cuevas de vino. Las manchas de humedad y las filtraciones de agua son antiestéticas y pueden causar problemas de mantenimiento y seguridad. Sin embargo, la migración de vapor de humedad a través del revestimiento de la cueva es deseable para mantener la humedad.
Una vez que el complejo de cuevas ha sido completamente excavado, impermeabilizado y apuntalado inicialmente, se aplica un espesor de 2 pulgadas (5 cm) de hormigón proyectado final o gunita simple/coloreada a las paredes y el arco. Los conductos y tuberías de servicios públicos se encajonan dentro de la capa final de hormigón proyectado en las paredes y el arco y se colocan debajo de la losa del piso de hormigón. Las losas de hormigón armado suelen tener un espesor de 6 pulgadas (15 cm) y están sustentadas por un drenaje secundario.
Para sustentar sus diversos usos, los complejos de bodegas pueden contener hasta 13 sistemas de servicios públicos diferentes, entre los que se incluyen sistemas de agua caliente y fría para uso doméstico y de procesamiento, energía eléctrica, iluminación, sonido y juegos de agua, energía de emergencia por batería, sistemas de gas comprimido, comunicaciones y relés de radio, ventilación automática y sensores computarizados y controles de climatización.
