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La historia de la cerveza se divide a menudo en eras tecnológicas definidas por la refrigeración o la pasteurización. Sin embargo, existe un hito previo, nacido en los laboratorios de la transición entre la alquimia y la química, que cambió para siempre nuestra comprensión de lo que sucede dentro de un tanque de fermentación.
Jan Baptista van Helmont, un médico y místico flamenco del siglo XVII, no solo desafió los dogmas de la Inquisición española, sino que fue el primer científico en identificar el dióxido de carbono (CO₂) como una sustancia distinta del aire común.
Para el sector cervecero moderno, este descubrimiento es la piedra angular que permite desde el control de la carbonatación natural hasta la ingeniería de sistemas de recuperación de gas en plantas de producción a gran escala.
La ruptura con la alquimia medieval
Jan Baptista van Helmont es reconocido por acuñar la palabra gas, derivada del término griego khaos. Antes de su intervención, la ciencia alquímica clasificaba cualquier sustancia volátil simplemente como aire o espíritu.
Van Helmont fue el primero en postular que existían diferentes tipos de vapores con propiedades físicas y químicas únicas, rompiendo con la teoría aristotélica de los cuatro elementos.
Para el cervecero técnico, este cambio de paradigma es fundamental. Sin la distinción entre el aire atmosférico (compuesto principalmente por nitrógeno y oxígeno) y los subproductos de la fermentación, sería imposible comprender procesos críticos como la oxidación o la carbonatación.
La transición de ver el vapor como un espíritu místico a verlo como un gas cuantificable permitió el desarrollo posterior de leyes físicas que hoy rigen el funcionamiento de cualquier isobarométrico.
La identificación del dióxido de carbono
Durante sus experimentos con la combustión de carbón vegetal y la fermentación de mostos, Van Helmont observó la liberación de una sustancia que denominó gas sylvestre (gas de la selva o gas silvestre).
Notó que este gas podía apagar llamas y que era el mismo que se acumulaba en las cuevas y bodegas de fermentación, resultando letal para los seres vivos si se concentraba en exceso.
Este gas silvestre no era otro que el CO₂.
En la industria cervecera, la identificación de este componente permitió entender por qué el mosto burbujeaba durante la actividad de la levadura.
Al entender que se trataba de una sustancia específica, la ciencia pudo empezar a medir su densidad y su comportamiento bajo diferentes temperaturas, lo que eventualmente llevó a la creación de tablas de carbonatación utilizadas en herramientas de software como BeerSmith.
El experimento del sauce
Uno de los aportes más famosos de Van Helmont fue su experimento con un árbol de sauce. Durante cinco años, cultivó un sauce en una maceta con una cantidad controlada de tierra, añadiendo solo agua.
Al final del periodo, el árbol había ganado una masa considerable, mientras que la tierra apenas había perdido peso. Van Helmont concluyó, erróneamente, que la materia del árbol provenía exclusivamente del agua, ignorando el papel del CO₂ atmosférico en la fotosíntesis.
A pesar del error en la conclusión final, el experimento fue revolucionario por su enfoque cuantitativo. En la producción de cerveza, esta mentalidad de balance de masas es vital.
Hoy en día, los maestros cerveceros utilizan balances similares para calcular el rendimiento del extracto y la eficiencia de la maceración.
La metodología de Van Helmont de pesar y medir meticulosamente cada entrada y salida del proceso es el precursor directo del control de calidad moderno.
La fermentación como proceso observable
Van Helmont fue uno de los primeros en proponer que los procesos biológicos, incluyendo la digestión y la fermentación, eran impulsados por fermentos químicos o enzimas (aunque no usara ese término específico).
Él veía la fermentación no como un milagro divino, sino como una transformación interna de la materia mediada por agentes específicos que liberaban gas.
Esta visión desmitificó la producción de bebidas alcohólicas. Al tratar la fermentación como una reacción química observable, se abrió la puerta para que futuros científicos como Pasteur identificaran a la levadura como el organismo responsable.
Para una cervecería, esto significa que el proceso de conversión de azúcares en etanol y CO₂ es predecible y controlable mediante la manipulación de variables como la temperatura y la tasa de inoculación.
El conflicto con la Inquisición
Tras la publicación en 1621 de sus trabajos sobre la curación magnética, Jan Baptista van Helmont fue sometido a un proceso por la Inquisición española en los Países Bajos, que culminó en 1625 con la censura de varias de sus tesis y períodos de arresto domiciliario.
Estas medidas limitaron la difusión de un conjunto de ideas que incluían observaciones experimentales sobre los gases, a los que denominó gas, entre ellos el gas sylvestre, hoy identificado como dióxido de carbono (CO₂).
El conflicto se desarrolló en un contexto de tensión entre la escolástica aristotélica y la iatroquímica, ya que Van Helmont describía la generación de gases como un fenómeno material medible, producto de reacciones naturales como la combustión y la fermentación.
La publicación póstuma de Ortus Medicinae en 1648 retrasó la circulación de estas observaciones, lo que postergó la incorporación del CO₂ como entidad física diferenciada en el estudio de procesos como la fermentación y la transformación de la materia.
Relación entre presión y solubilidad
Aunque Van Helmont no formuló la ley de Henry, su descubrimiento del gas como entidad física fue el paso necesario para que otros lo hicieran. La solubilidad del CO₂ en la cerveza es inversamente proporcional a la temperatura y directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido.
En la práctica industrial, esto se traduce en la necesidad de enfriar la cerveza lo más cerca posible de los 0 grados Celsius antes de realizar la carbonatación forzada.
La eficiencia del proceso depende de entender que el gas sylvestre identificado en el siglo XVII tiene una afinidad específica por el líquido que varía drásticamente con los cambios térmicos, lo que influye en la estabilidad de la espuma y la retención del gas en el servicio final.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Cómo se mide el dióxido de carbono (CO₂) disuelto en la cerveza en la industria moderna?
En las cervecerías modernas, el CO₂ disuelto se mide en volúmenes de CO₂ o en gramos por litro (g/L) mediante medidores analíticos de carbonatación (métodos de expansión de volumen o sensores ópticos de infrarrojos). Estas herramientas permiten determinar la cantidad exacta de gas disuelto independientemente del aire u otros gases presentes, garantizando la textura y estabilidad de la espuma.
2. ¿Cuál es la diferencia técnica entre el CO₂ de fermentación y el CO₂ comercial inyectado?
Químicamente son la misma molécula, pero el CO₂ producido de forma natural durante la fermentación suele arrastrar compuestos aromáticos volátiles del lúpulo y la malta. En plantas de producción a gran escala, el gas liberado en la fermentación se purifica y recupera mediante sistemas de compresión para reinyectarlo posteriormente, optimizando costos y preservando el perfil sensorial propio de la cerveza.
3. ¿Qué impacto tiene el aire atmosférico u oxígeno dentro del tanque de fermentación?
A diferencia del CO₂, el oxígeno atmosférico es el principal enemigo de la cerveza terminada. Aunque la levadura necesita oxígeno en la fase inicial de inoculación para sintetizar esteroles y ácidos grasos, la presencia de O2 en fases posteriores causa oxidación, generando sabores desagradables (como a cartón mojado o jerez) y degradando los alfa-ácidos del lúpulo.
4. ¿Qué es un tanque isobarométrico y por qué requiere el control exacto de gases?
Un tanque isobarométrico es un recipiente hermético diseñado para mantener una presión constante y uniforme durante el llenado o maduración de la cerveza. Permite transferir y envasar el líquido sin que el CO₂ disuelto se desgasifique (evitando el exceso de espuma) y previene la entrada de aire exterior que pueda contaminar u oxidar el producto.
5. ¿Quién descubrió la relación exacta entre la presión y la solubilidad de los gases en los líquidos?
Aunque Jan Baptista van Helmont identificó el gas CO₂, fue el químico británico William Henry en 1803 quien formuló la Ley de Henry. Esta ley establece que la cantidad de gas disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial de dicho gas sobre el líquido, principio que rige la carbonatación forzada en la elaboración de cerveza.
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