Innovación y tecnología, claves de futuro en el sector del vino

José García (AIN IA).- España es el primer productor mundial de vino en volumen, con más de 37 millones de hectolitros producidos durante 2016 (datos recogidos del Ministerio de Agricultura, Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Mapama). No obstante, el consumo interno en España es relativamente bajo comparado con otros países del entorno próximo (Fuente: Organización Internacional de la Viña y el Vino). Si analizamos la posición de nuestros vinos en el comercio internacional, pese a los esfuerzos y el notable avance de los últimos años, todavía tenemos importantes oportunidades de mejora en la escala de posiciones globales.

Para avanzar en un crecimiento sostenible, la cooperación estratégica, la innovación y la internacionalización han sido identificadas como las grandes palancas de futuro de un mercado, el vitivinícola, que es uno de los más dinámicos de nuestro país. Así, por ejemplo, lo distingue el hecho de que desde 2014 el sector del vino en España ha realizado una inversión media anual de 180 millones de euros en I+D+i. Pero, además, es importante destacar que está haciendo un esfuerzo por racionalizar y planificar su agenda estratégica de innovación.

Para avanzar en un crecimiento sostenible, la cooperación estratégica, la innovación y la internacionalización han sido identificadas como las grandes palancas de futuro del sector del vino

Al respecto, durante el último año la Plataforma Tecnológica del Vino, representante de las principales bodegas, grupos de investigación y centros vinculados al mundo del vino en España, ha marcado su agenda estratégica de I+D+i para el periodo 2017-2020, con la definición de ocho áreas científico-técnicas que marcan la hoja de ruta a seguir y que son:

•  Sostenibilidad
•  Innovación
•  Salud
•  Diversificación y consumidor
•  Profesionalización y transparencia
•  Marketing
•  Internacionalización
•  Cooperación

Desde esta hoja de ruta global, tal y como incide el grupo de expertos de la Plataforma Tecnológica del Vino, se hace necesario potenciar un tejido empresarial que apueste por la innovación y que sea capaz de aprovechar las fuentes de conocimiento y tecnología a su alcance, para producir productos y servicios novedosos que tengan aceptación en el mercado global. Este es, desde nuestro punto de vista, una de las claves para la sostenibilidad, la competitividad y el crecimiento del sector del vino en nuestro país.

Con este espíritu, enumeramos a continuación las líneas de investigación y soluciones tecnológicas que, en nuestra opinión, van a marcar la agenda de la innovación de las empresas vitivinícolas españolas y europeas en el próximo trienio.

Viticultura de precisión: producir más con menos

Varios de los problemas identificados por el grupo de expertos de la PTV tienen que ver con el viñedo y la producción agrícola. Por un lado, hay un acuerdo general en el sector en cuanto al bajo rendimiento económico en la producción de uva, principalmente debido al pequeño tamaño de muchos viñedos. Otras cuestiones tienen que ver con el cambio climático y la proliferación de distintas enfermedades en las plantas.

La tecnología marca el avance en el viñedo: Big data, sensores, visión avanzada, biotecnología para la producción de biofertilizantes, entre otros. En cuanto a las mejoras de proceso, destaca la implantación de sensores de control de calidad en línea para la supervisión automática del 100% de las partidas

Para un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles, mejora de la eficacia y lucha contra las enfermedades, la viticultura de precisión puede ser una gran aliada. El término Agricultura de Precisión (AP) hace referencia a aquellas técnicas que tienen como objetivo optimizar la calidad y cantidad de la producción agrícola. Estas técnicas parten de una base relacionada con el concepto de variabilidad, intrínseco a la explotación del campo. La agricultura de precisión pretende controlar los efectos de esta variabilidad, potenciando mayores rendimientos y más homogéneos a partir del mejor aprovechamiento de recursos. El fin es conseguir un aumento de la competitividad de las explotaciones agrícolas, al tiempo que reducir el impacto medioambiental vinculado a la actividad agrícola.
La agricultura de precisión permite medir con exactitud la evolución de las plantas, las necesidades de nutrientes o la detección de plagas en aquellos lugares de la explotación agrícola donde sea necesario.

Así pues, el empleo de tecnologías tales como los sensores en racimo, la teledetección mediante medidas aéreas no invasivas, gracias al empleo de UAV (análisis de imagen térmica, imagen hiperespectral en tiempo real), pueden ser de gran ayuda.

A lo anterior, hay que sumar el desarrollo de modelos predictivos gracias al Big Data y su acceso por parte del productor, mediante el uso de plataformas web y dispositivos móviles, que pueden suponer una mejora de la calidad de la uva y una drástica reducción de costes de explotación.

La adopción de una metodología de viticultura de precisión pasa por el desarrollo de tres etapas:

1. Recolección de datos (monitorización del cultivo y suelo, mapas de producción).
2. Procesamiento e interpretación de la información (análisis).
3. Aplicación de insumos (nutrientes, plaguicidas) en relación a la variabilidad del suelo.

De hecho, estas tecnologías están facilitando una mejor adaptación en periodos de sequía, al permitir desarrollar estrategias para el control del estrés hídrico del viñedo y están suponiendo un método muy eficaz de detección precoz de plagas y enfermedades. También permiten un mejor seguimiento de los planes de tratamientos fitosanitarios y, con ello, una mejora de la calidad de la uva con una reducción de costes.

En cuanto a la lucha contra las enfermedades en las plantas, las plagas o el estrés hídrico, las alternativas biotecnológicas van a permitir grandes avances en el corto plazo. En este sentido, el empleo de sustancias encapsuladas o no, tales como biofertilizantes, bioestimulantes, biopesticidas o el uso de fagos en la lucha contra patógenos, tienen además la ventaja añadida de poder prescindir de sustancias químicas sintéticas, caminando así hacia una producción de vinos más ecológica y natural.
La bioproducción ha demostrado ser un proceso muy útil de mejora de procesos fermentativos tradicionales para personalización de vinos (Figura 1).

Soluciones tecnológicas en producto y proceso, lo que viene

El consumidor demanda productos naturales, saludables, sostenibles y de calidad. En este sentido, el modelo de alimentación mediterránea es un referente a seguir y el vino es un alimento clave dentro de la dieta mediterránea.

Muchos estudios científicos confirman los aspectos saludables del vino, si bien su contenido en alcohol requiere un consumo responsable en un contexto de un estilo de vida equilibrado y saludable. Por estas razones se debe continuar aumentando el conocimiento científico sobre el efecto del vino y sus componentes en la salud, empleando para ello las herramientas adecuadas, tales como ensayos in vitro, in vivo y mediante estudios de intervención en humanos con todas las garantías científicas y éticas. Los estudios de biodisponibilidad que realizamos con el digestor dinámico in vitro de fermentación colónica que hemos diseñado en Ainia se orientan en esta dirección.

Por otro lado, no hay que olvidar que la industria vitivinícola es fuente de diferentes subproductos y materiales que pueden ser la base del desarrollo de ingredientes nutracéuticos, aromatizantes, saborizantes, colorantes e, incluso, productos cosméticos en los que la presencia de alcohol no es relevante.

Pero, si lo que pretendemos es abrirnos a mercados en territorios geográficamente distantes o en los que nuestro producto puede verse sometido a condiciones meteorológicas extremas, también será importante, además de conocer las peculiaridades del consumidor local (aspectos culturales), adaptar el producto y el envase a los itinerarios y condiciones del transporte. Así pues, deben desarrollarse y emplear modelos matemáticos predictivos que anticipen la evolución y composición del vino desde su elaboración hasta su consumo final y se deben desarrollar nuevas tecnologías de control que permitan asegurar la estabilidad del producto en destino.

Otra cuestión expuesta de forma reiterada en los foros científicos es la necesidad de reducir la presencia de alérgenos en vino. El consumidor demanda cada vez productos más naturales en el sector alimentario, y en el caso del vino, no es excepción.

La presencia de alérgenos y otros tóxicos es un problema ante el cual las empresas están tomando cada vez más conciencia, razón por la que cada vez más grupos de investigación estudian diferentes tecnologías y aditivos que garanticen un producto seguro libre de sustancias indeseables.

Así, por ejemplo, se está investigando sobre cómo evitar los precursores de ticloroanisoles previniendo el crecimiento fúngico o la presencia de otros microorganismos alterantes. También es de gran interés el desarrollo de nuevas técnicas de detección basadas en biosensores y técnicas de limpieza como el uso de ozono para la eliminación de microorganismos contaminantes. Y en el caso del TCA ya presente en el corcho, el empleo de tecnología de Extracción con Fluidos Supercríticos como medida definitiva (Figura 2).

Otro aspecto vinculado con los nuevos retos del mercado exterior es el desarrollo de nuevos envases. Líneas de trabajo recomendadas por la PTV son, por ejemplo, el desarrollo de cierres especiales que permitan la conservación del vino, así como el estudio de la interacción del corcho con el vino para potenciar los aspectos positivos y eliminar los efectos no deseados. También es necesario para garantizar una buena conservación durante el transporte de vino disponer de sistemas y estrategias de control de la trazabilidad del producto (uso de PET, de aluminio para la protección frente a la luz, cambios térmicos) o, incluso, desarrollar nuevos envases con actividad antimicrobiana para conservar y aumentar la vida útil del producto.

Desde un punto de vista de la logística y vinculado con la industria 4.0, también se está trabajando en el desarrollo de envases inteligentes que permiten la trazabilidad en toda la cadena y la obtención de información en tiempo real del producto, los intermediarios y sus circunstancias (etiquetas de RF, indicadores termocrómicos, indicadores de autenticidad-lucha antifraude… Supone el desarrollo de soluciones tecnológicas integrales que incluyan conocimientos en TIC y en tecnologías del envase.

En el ámbito del envase, otra línea de investigación pivota en torno a la valoración de materiales tradicionales para la vinificación de vinos de calidad. En esta línea de investigación, Ainia participa en el consorcio del proyecto Govalmavin, que persigue demostrar métodos de elaboración y envejecimiento alternativos, que combinen el conocimiento enológico moderno con materiales clásicos, como son las tinajas de barro.

Por último, en lo relativo a las innovaciones tecnológicas que competen a la mejora del proceso-producto, cabría destacar la importancia de la implantación de sensores de control en línea para la supervisión automática del 100% de las partidas. Sensores basados en visión artificial en el espectro visible, NIR, imágenes hiperespectrales, detección por teraherzios, cámaras térmicas, etc., que permiten desde una clasificación de la calidad y composición de las uvas en tiempo real, hasta la detección de cuerpos extraños en botella, pasando por el control de precipitados, degradaciones oxidativas o control de la presión de CO2 en cavas.

En la imagen de apertura de este artículo se puede ver a un técnico de Ainia trabajando en el proyecto Bottlescan, en el que se han desarrollado dos prototipos de visión avanzada y espectroscopia para bodegas para la inspección en automático de la calidad del vino.

Sostenibilidad: hacia el concepto de Economía Circular

Otra área de gran interés para el futuro del sector es la relacionada con la sostenibilidad medioambiental. Los cambios en el clima comienzan ya a afectar a los estadios fenológicos del viñedo.

En lo relativo a la sostenibilidad de los recursos, existen ya soluciones tecnologías que permiten el ahorro del agua y/o su reutilización (uso del ozono como alternativa a los CIP tradicionales), la reducción del consumo energético y la sustitución de compuestos químicos recalcitrantes por bio-productos específicos no contaminantes.

Es en este punto donde el concepto de Economía Circular promovido desde la UE encaja perfectamente con las necesidades de nuestra agricultura. La valorización de la biomasa (residuos y subproductos agrícolas), el fomento de las energías renovables, la reducción y capturas de emisiones de CO2 provenientes de las fermentaciones, la recuperación de compuestos de alto valor añadido u obtención de biogás a partir de subproductos son algunos de las numerosas soluciones en las que se está trabajando y que pronto se verán convertidas en realidades tangibles.

José García, director de I+D+i de AINIA