Efecto del cambio climático sobre la vitivinicultura

La gran mayoría de la energía que llega a la tierra proviene del sol.  Antes de llegar a la tierra, los gases de la atmósfera absorben calor mientras que otra parte de esta energía es reflejada por las partículas suspendidas.  Después de la absorción por la atmosfera, la energía incide la superficie terrestre en donde la gran mayoría es absorbida por el mar, otra parte es absorbida por la tierra y otra parte es reflejada de nuevo hacia la atmósfera.  El incremento de gases en la atmósfera, debido a la quema de combustibles fósiles desde inicios de 1800, retiene gran parte de esta energía reflejada.  Esta retención de energía por gases de la atmósfera es lo que se conoce como “efecto invernadero” (un invernadero mantiene el calor dentro de un espacio confinado, lo que acelera el crecimiento de las plantas).  Los gases responsables de absorber la radiación infraroja son el vapor de agua, dióxido de carbono (CO₂), metano y ozono.  La concentración de CO2 de la atmósfera ha aumentado muy rápidamente desde 1958. 

Actividades humanas desde la revolución industrial ha incrementado notablemente la concentración de gases invernadero (que absorben la radiación infraroja) en la atmósfera.  Especialmente el incremento de dióxido de carbón y metano ha causado que la energía reflejada por los océanos y la tierra sea retenida en la atmosfera.  La concentración de CO2 ha aumentado 40% y la concentración de metano se ha incrementado 150% desde 1750.  Aunque a lo largo del tiempo se dan variaciones de la concentración de estos gases en la atmósfera, los niveles actuales de estos gases son mucho más altos que los que se han medido para los últimos 800,000 años en muestras de hielo en diferentes partes del mundo.  Se ha demostrado que existe una correlación (varían de una manera similar) entre el CO2 de la atmósfera y la temperatura, es decir que al aumentar la concentración de CO2 en la atmósfera aumenta la temperatura.  Se prevé que la concentración de CO2 siga aumentando en los próximos 100 años. 

Increíblemente, existen personas que creen que el calentamiento global es un invento de varias naciones y que miles de investigadores se han puesto de acuerdo para engañar al mundo entero (no me queda claro cuál sería el objetivo de esto).  Sin embargo, existen evidencias claras del cambio climático relacionado a actividades antropogénicas (actividades humanas).  Por ejemplo, se ha medido un aumento del nivel del mar de aproximadamente 20 cm en el último siglo y se ha monitoreado un incremento de la temperatura global en aproximadamente 1.5°C.  Otras evidencias son el aumento de la temperatura del los océanos en los últimos 150 años, el decremento de 200 km cúbicos de hielo por año desde 2002  en  Groenlandia, el rápido decremento de la capa de hielo del antártico, la rápida reducción de los glaciares, incremento de notable de eventos de temperatura extrema y reducción de eventos extremos de baja temperatura a nivel global, acidificación del mar, etc., etc., etc.

El clima impacta la agricultura, por lo que sin duda alguna, el cambio climático global tiene el potencial de impactar toda la agricultura del mundo, incluyendo la viticultura.  Históricamente se ha demostrado que la estrecha zona climática donde se produce uva de calidad para vino de mesa es muy sensible a variaciones climáticas, incluyendo cambios climáticos de largo plazo.  Por lo tanto, el cambio climático global tiene el potencial de influir en la brotación, floración y maduración de las uvas.  De igual manera, este cambio tiene el potencial de cambiar el estilo y la calidad de algunos vinos en algunas regiones del mundo.

La temperatura (el clima) afecta el crecimiento de la vid y la producción de vino de diferentes maneras.  Desde el punto de vista fisiológico, el aumento de CO2 podría afectar positivamente la fotosíntesis (el CO2 es crítico para la fotosíntesis), sin embargo, se ha demostrado que el CO2 también reduce la absorción de nitrógeno en cereales, resultando en cosechas con menor contenido nutricional.  Por otro lado, el incremento global de la temperatura aunado a la reducción de lluvias como resultado del cambio climático ha causado el aumento del estrés hídrico en algunas plantas de tal manera que se han reducido sustancialmente los rendimientos.  Más aun, el aumento de la temperatura en algunas zonas agrícolas ha aumentado el rango de distribución y la densidad de algunos insectos que consumen algunos cultivos.  Lo anterior ha aumentado la presión de herbivoría de los insectos sobre las cosechas y además ha causado que se cambien métodos y las costumbres de cultivo en algunas regiones del mundo.  Un ejemplo de la expansión de los insectos debido al cambio climático es el informe de la presencia del mosco portador del Dengue (insecto tropical) en Ensenada, Baja California en el 2012. 

Las vides están adaptadas a rangos de temperatura relativamente estrechos.  En la siguiente figura se presenta el rango de temperatura en el que las vides producen uva de la mejor calidad.  Sin duda alguna que las vides pueden crecer y producir uva en rango más amplio que el que se presenta en la figura, sin embargo, la calidad de las uvas decrece significativamente a temperaturas más altas o más bajas a las que está adaptada la vid.  La uva Pinot gris, por ejemplo, produce la mejor uva cuando la temperatura promedio de la temporada de crecimiento está entre 13 y 15°C.  Por otro lado, se considera que la uva Tempranillo produce las mejores uvas cuando el promedio de la temporada de crecimiento se encuentra entre 16 y 19°C y la uva Nebbiolo entre 18 y 20°C.  Por lo anterior, si la temperatura promedio donde crecen uvas tempranillo en España, México o cualquier otra parte aumenta de 19 a 21°C, estarán fuera del rango donde se producen las uvas de mejor calidad.  Sin duda que estas uvas tempranillo estarán produciendo uva, pero la calidad del producto no será igual.  Lo mismo sucedería con el resto de los varietales.  En los últimos 200 años la temperatura global promedio ha aumentado aproximadamente 1-1.5°C, lo que significa que en algunas zonas la temperatura óptima para el crecimiento de algunos varietales ha sido desplazada.  Desafortunadamente, los modelos predictivos indican que habrá un incremento de la temperatura promedio de aproximadamente 4°C en los próximos 100 años.  Con este aumento, algunas de las vides que producen uva de calidad en México empezarán a experimentar estrés térmico e hídrico (debido al cambio de patrones de lluvia) que causarán que se modifique su calidad. 

Las zonas viticulturales en México se encuentran en el límite o fuera de la franja de crecimiento de la vid conocida como zona mediterránea (30-50° N).  Bajo este esquema, la viticultura en nuestro país se encuentra especialmente afectada por los cambios climáticos globales.  Es decir, el valle de Guadalupe se encuentra en el paralelo 32° N, Valle de Parras, Coahuila se encuentra en el paralelo 25° N, Aguascalientes en el paralelo 21° N y Querétaro en el paralelo 20° N (estos 3 últimos sitios fuera de la zona mediterránea).  Sin duda alguna que en estas zonas se puede cultivar uva de calidad, sin embargo, un aumento de la temperatura hará que las uvas no expresen su máximo potencial.  Veranos más calientes generará uva con mayores concentraciones de azúcar, menor acidez y un cambio en la concentración de antocianos y polifenoles.  Los cambios de temperatura global tendrán un impacto en los patrones de lluvia, lo cual también afectará la fisiología de la vid, así como las técnicas de cultivo en algunas zonas del mundo, incluyendo México. 

Como consecuencia del cambio climático, en Napa, California, ya se ha experimentado un cambio en el clima.  En la siguiente figura se puede apreciar que la temperatura ha aumentado 0.73°C en los últimos 50 años (y más de 1°C en los últimos 100 años, Jones 2005).  De igual manera, se puede observar que los valores promedios máximos han aumentado en 0.68°C y los valores mínimos promedios en la zona han aumentado en 1.37°C en los últimos 50 años.  Esto significa que los eventos de intenso calor se han intensificado en esta zona, pero también, el invierno se ha vuelto más caliente.  Ambos casos son críticos para una maduración adecuada para la uva, si en el verano se experimentan golpes de calor frecuentes, se acelerará la concentración de azúcares demasiado rápido y eso no es bueno para la maduración adecuada de la uva.  Por otro lado, en el invierno las uvas necesitan cierta cantidad de horas de frio (debajo de 5-7°C), si esto no sucede, la brotación y la floración se ven afectadas.  El incremento de temperatura no es exclusivo de Napa, incremento similar se ha observado en Sonoma, Washington, Oregón (Jones 2005) y en Francia (Jones 2011). 

Analizando los datos del día de cosecha de la uva Pinot noir en Borgoña se puede evidenciar un decremento en el tiempo de maduración desde 1800.  En Borgoña sea reportado cuidadosamente por bodegas y municipalidades la fecha de la cosecha de Pinot noir desde el siglo XII (Chuine et al 2004).  Se puede ver en la siguiente gráfica que el día se ha reducido en aproximadamente 10 días desde 1800.  En principio esto no parece mucho, pero la calidad de una uva en gran medida está relacionada con el tiempo que permanece en la vid.  La reducción del tiempo de maduración, que en gran medida está determinada por la concentración de azúcar en la vid, indica que hay mayor deshidratación de la uva o que la vid está acelerando su metabolismo por mayores temperaturas.

                Debido a que el cambio climático global es un fenómeno que está afectando la distribución y fisiología de las plantas en México, es necesario realizar estudios que analicen el impacto sobre la vid, la calidad de la uva y la calidad del vino producida con estas uvas.  Se predice que el cambio climático impacte de una manera más severa el Noroeste de México, especialmente la península de Baja California.  Algunos modelos sobre el clima indican un aumento de hasta 5°C en las zonas asociadas al cultivo de la vid.  Ahora, en México se experimentan sequias que han provocado la nula precipitación en los últimos dos o tres años y que están directamente relacionados al cambio climático global.  Debido a lo anterior, se han dejado de producir cereales y forrajes en extensas áreas del norte del País.  Por otro lado, en Yucatán se ha evidenciado el cambio de distribución de las Bromelias (género de plantas tropicales) debido al cambio de los patrones de temperatura y precipitación estacional. 

                En conclusión, el cambio climático global es un fenómeno causado por el hombre por actividades ligadas a la quema de combustibles fósiles, NO HAY DUDA.  Existen evidencias claras que la temperatura seguirá aumentado en los próximos 100 años.  La temperatura afecta de una manera dramática la fisiología de las plantas y los animales.  El incremento de la temperatura afecta la brotación, la floración y la maduración de la uva.  Históricamente se ha evidenciado el impacto del cambio climático sobre la maduración de las vides den Burdeos.  El cambio climático sin duda alguna impactará la viticultura y los estilos de vino en México.

Chuine I, Yiou P, Viovy N, Seguin B, Daux V, Ladurie LR, 2004. Grape ripening as a past climate indicator.  Nature,Vol. 432.

Jones GV, 2005. Climate Change in the Western United States Grape Growing Regions.  Acta Hort. 689, ISHS.

Jones GV, 2011. Climate change and the global wine industry.  Proceedings of the Thirteenth Australian Wine Industry Technical Conference.

Permeabilidad de Oxígeno a Través de los Tapones

                Existen muchos factores que son importantes en la evolución de un vino mientras se encuentra embotellado.  Mientras que es generalmente aceptado que la introducción de oxígeno a través del tapón no es bueno para los vinos blancos, se considera que cantidades limitadas de oxígeno si favorecen la madurez de vinos tintos polifenolicamente robustos.  Sin embargo, uno de los problemas más comunes en la industria vinícola es la sobre-oxidación o la reducción de los vinos después del embotellado de un vino.   La sobre-oxidación se refiere al ingreso de oxígeno en cantidades superiores a las necesarias para ser utilizado para transformar polifenoles y otras moléculas para mejorar el vino.  Cuando se experimenta una sobre-oxidación, los antocianos del vino empiezan a perder la tonalidad violeta y roja, y empiezan a aparecer tonos anaranjados, amarillos y cafés.  Aunque estos tonos no son indicativos de que el vino tendrá sabores o aromas defectuosos, pueden indicar una sobre-maduración del vino. 

Por un lado, se ha demostrado que el vino tinto continúa su maduración con y sin que el oxígeno esté disponible después del embotellamiento.  Sin embargo, la disponibilidad de oxígeno acelera la velocidad de maduración de un vino tinto.  Este aceleramiento en la maduración del vino, por lo tanto, reduce la vida de guarda del vino.  En un ambiente anaeróbico (sin oxígeno), como el que se experimenta en una botella de vino cerrada con una corcholata o con taparosca algunos vinos van a desarrollar algunas características reductivas.  Por el contrario, vino tinto embotellado en condiciones más aeróbicas (con oxígeno), con un corcho natural, por ejemplo, tenderá a desarrollar características de oxidación más prematuramente.

Todos los vinos pasan por un tiempo de crianza en botella antes de ser consumidos.  Para la gran mayoría de los vinos, este tiempo de crianza en botella puede consistir en unos cuantos meses con la idea de que lleguen al consumidor con las mismas características con las que el vino fue embotellado.  Sin embargo, para algunos vinos de alta gama, la situación es algo más compleja ya que el tiempo de crianza en botella se puede extender por varios años antes de ser liberados al consumidor, que a su vez los puede mantener en cava por varias décadas. 

Durante el tiempo de crianza, el vino experimenta tres etapas, la primera consiste en la etapa de maduración, una etapa de máxima madurez y estabilización, y por último una etapa de declive.  Sin duda alguna que existen una serie de factores que influyen en la tasa en la que evolucionan estas fases de la maduración del vino.   Entre los factores que más afectan la evolución del vino se encuentran la concentración polifenólica del vino, la temperatura de guarda, la exposición a la luz, el pH del vino, y por supuesto la tasa de ingreso de oxígeno a la botella, entre otros.  En la siguiente figura se puede ver el efecto de la calidad del vino en relación a la temperatura de guarda.  A mayor temperatura, la evolución del vino es más rápida, de tal manera que se llega rápido a la etapa de máxima maduración y también rápidamente empieza su etapa de declive de calidad.  Por otro lado, los vinos en guarda a temperaturas muy bajas tienen una evolución muy lenta y tardarán mucho tiempo en llegar a su etapa de máxima calidad.

Es generalmente aceptado que una exposición limitada al oxígeno, especialmente en la etapa temprana de maduración de un vino tinto es deseable para la madurez fenólica de un vino.  Las reacciones oxidativas en vino no embotellado ha sido ampliamente estudiado y se ha llegado a la conclusión de que la oxidación del etanol para producir acetaldehído es uno de los factores que más influyen en la percepción de madurez de un vino.  El acetaldehído le provee al vino un aroma de nuez, jerez, almendra, y en general, en bajas concentraciones provee complejidad a los vinos.  Después de la formación de acetaldehído, se producen subsecuentes reacciones complejas entre el acetaldehído, y  taninos y antocianos.  Estas reacciones son afectadas por el contenido de fenoles, la temperatura, el pH del vino, la concentración de dióxido de azufre y la luz.  Además de las reacciones del oxígeno con las moléculas del vino, en la botella se producen otras reacciones que involucran a los polifenoles, pero no al oxígeno.  Estas reacciones incluyen la polimerización (reacción de compuestos de bajo peso molecular, para formar un compuesto de alto peso molecular) y condensación de taninos, degradación y condensación de antocianos, y la precipitación de polímeros de alto peso molecular.  Además de las reacciones que afectan el color y la estructura tánica, la presencia de oxígeno también influye en el desarrollo de los aromas del vino.  Algunos estudios demuestran que la gran mayoría de los aromas se desarrollan como un resultado de la reducción, mientras que por el contrario, la falta de viveza (soso) de un vino está asociado a los aldehídos que son generados a partir de reacciones oxidativas. 

                A diferencia de los aromas de oxidación, la gran mayoría de los degustadores coinciden que los aromas de reducción no son agradables.  El azufre es un elemento que es introducido al vino desde diferentes puntos.  En el campo, el azufre es aplicado a las uvas como un fungicida y puede ser acarreado en la fruta hasta el proceso de fermentación.  Por otro lado, algunos aminoácidos libres o de las proteínas que tienen azufre en su estructura molecular pueden ser transportadas al mosto o vino.  Estos aminoácidos y proteínas se degradan y liberan el azufre.  Por último, el azufre puede ser añadido indirectamente al vino y mosto por el vinicultor durante la vinificación al añadir metabisulfito de sodio o potasio para proteger el vino microbiológicamente.  El azufre elemental puede ser reducido microbiológicamente o termoquímicamente para producir sulfuro de hidrógeno  (H2S o ácido sulfídrico) y sulfuros.  Cuando el problema de sulfuros no es atendido, se pueden producir mercaptanos en el vino.  Mientras que los sulfuros pueden ser eliminados mediante oxidación o con cobre, los mercaptanos son difícilmente removidos del vino.

                Un vino reducido generalmente presentará aromas de hule, huevo podrido, pantano, ajo.  El límite de percepción de estos aromas varía de persona a persona lo cual lo hace complejo de evaluar,  además, los degustadores describen de una manera diferente la percepción de estos aromas.  Para hacer esto más difícil, algunos aromas de reducción no son percibidos como ofensivos y se describen como aromas de complejidad. 

En múltiples estudios realizados, se ha determinado que la tasa de introducción de oxígeno a través del tapón varía dependiendo del tipo de cierre.  En la siguiente figura se puede observar que los tapones taparosca son los cierres con menor permeabilidad de oxígeno, seguido por los tapones Zork y sintéticos.  Se puede ver también que existe un poco variabilidad entre los tapones.  Por otro lado, los cierres con mayor permeabilidad son los corchos naturales y que estos tienen una mayor variabilidad.  Lo anterior significa que algunos corchos naturales del mismo lote (bolsa) tienen baja permeabilidad pero otros tapones tienen alta permeabilidad (inconsistencia). 

Otros estudios demuestran que los corchos Técnicos (aglomerados) tienen una permeabilidad al oxígeno un poco menor a los corchos naturales, pero lo más importante es que tienen muy poca variabilidad.  Lo anterior sugiere que aunque funcionan de una manera similar a los corchos naturales, los corchos aglomerados o técnicos tienen poca variabilidad en el mismo lote, es decir, son muy consistentes.

Se ha demostrado también que la posición de la botella durante la guarda es importante en la permeabilidad del oxígeno a través de la botella.  Los valores más altos de permeabilidad se observan cuando las botellas con guardadas en forma vertical.  La posición de guarda de las botellas afecta más a los cierres de corcho natural y de corcho aglomerado.  Lo anterior se debe a que la humedad del corcho juega un papel muy importante en la elasticidad de las células del corcho.  El corcho tiene que estar húmedo para que mantenga sus propiedades elásticas, y en la posición vertical, el corcho no está en contacto con el vino.  Por otro lado, los corchos sintéticos son afectados poco por la posición de guarda, mientras que los cierres quitapón son los que menos permeabilidad presentan, y por otro lado, esta permeabilidad no es afectada por la posición de guarda.

                En general, se considera que los diferentes tapones para cerrar un vino tienen diferente permeabilidad al oxígeno.  En la siguiente figura se puede evidenciar que los cierres taparosca presentan la menor permeabilidad (0.0001 a 0.001 mL aire/día), mientras que los corchos naturales y sintéticos presentan la mayor permeabilidad (0.001 a 0.01 ml air/día).  La alta variabilidad de los corchos naturales se debe a las inherentes variaciones en la composición del corcho, lo cual es dependiente del árbol donde se cosechó el corcho.   Por otro lado, los corchos técnicos (corcho aglomerado) tienen mucho menos variabilidad en cuanto a la permeabilidad debido a que están hechos con viruta de corcho aglomerado con polímeros sintéticos.  La homogenización de la viruta del corcho hace que estos corchos sean muy consistentes entre si.  La variabilidad de los corchos sintéticos se debe más a la variabilidad entre los diferentes polímeros y métodos utilizados por las diferentes compañías para hacer los cierres.  Sin embargo, la realidad es que la permeabilidad de los corchos sintéticos es muy similar a los corchos naturales y que la variabilidad en la permeabilidad de cada una de las marcas de corcho sintético es mucho menor que la de los corchos naturales.

Debido a la complejidad del problema de la introducción de oxígeno al vino por el corcho después de embotellado, se han realizado múltiples estudios sobre el método de taponado de una botella.  En Australia, por ejemplo, se realizó un estudio de siete años sobre el efecto del tapón en la percepción de calidad de vinos.  La permeabilidad de oxígeno determinada para los corchos naturales fue de décimas de mililitro de O2 en las primeras semanas de embotellado, centésimas de mililitro en los primeros cuatro meses en botellas acostadas, pero hasta varios mililitros en botellas almacenadas en posición vertical.  El estudio de nuevo confirmó que existe una gran variabilidad en la permeabilidad de los corchos naturales.

                Las características del vino antes de ser embotellado se presenta en la Tabla 1.  Se puede ver que los niveles de azúcar residual eran bajos (vino seco), sulfitado, con un pH típico de un vino fresco, y con un alto grado alcohólico (14.2°).

Los corchos sintéticos presentaron una permeabilidad muy similar a los corchos naturales, sin embargo, presentaron una menor variabilidad entre tapones.  La permeabilidad de los corchos sintéticos fue de aproximadamente 1 centésima de mililitro por día, sin embargo, la permeabilidad en los tapones taparosca fue de solo 1 milésima de mililitro por día.  De una manera práctica se puede concluir que el tapón taparosca es una barrera efectiva contra el oxígeno.

                Después de hacer la evaluación organoléptica de los vinos embotellados por 7 años, se llegó a la conclusión de que el oxígeno no era un componente vital para la evolución y maduración de un vino tinto una vez embotellado.  Sin duda alguna se observó que el acceso de pequeñas cantidades de oxígeno (aprox. 4 mL O2/botella/año) aceleran la evolución y maduración de un vino tinto a través de reacciones oxidativas.  Sin embargo, el vino tinto continuó su evolución sin que oxígeno entrara a la botella a través del tapón.  Se asume que esta evolución del vino se debe a reacciones anaeróbicas que no fueron calificadas negativamente en este estudio.

                Se puede concluir que el vino evoluciona independientemente de la introducción de oxígeno a la botella a través del corcho.  Por otro lado, los tapones taparosca son una barrera prácticamente impermeable al oxígeno.  Los corchos sintéticos presentan una permeabilidad de oxígeno similar a los corchos naturales, sin embargo, la variabilidad en la permeabilidad es mayor en los corchos naturales.  Es decir, la permeabilidad en un lote de botellas tapadas con corchos naturales que provienen de una misma bolsa es mucho mayor que la que se presentaría en un lote de vinos cerrados con corchos sintéticos provenientes de una misma bolsa.  Esta variabilidad en los corchos naturales se debe a las pequeñas imperfecciones de la corteza de donde se saca el corcho.  Por otro lado, la consistencia de los corchos técnicos o sintéticos se debe a la uniformidad de los procesos tecnológicos con los que se hacen estos cierres.

                El tipo de corcho que se utilice para cerrar un vino va a impactar la maduración de un vino.  Los datos indican que la oxidación de un vino es menor en vinos tapados con taparosca y mayor en botellas con corchos naturales y/o sintéticos.  Sin embargo, el tipo de cierre no es lo único que afecta la maduración de un vino, la temperatura, la manera de guarda, el tiempo, etc. También deben ser considerados.  Lo que es claro, es que la permeabilidad de oxígeno a través de los corchos sintéticos es muy similar (o mejor debido a la consistencia) que los corchos naturales.