El cultivo de la vid (Vitis vinifera)
representa una parte importante de la historia agrícola, económica y cultural
de la humanidad. Desde las civilizaciones mediterráneas antiguas hasta las
modernos proyectos vitivinícolas de México y otras partes del mundo, la
producción de uva ha sido un motor de desarrollo que actualmente abarca más de
7,4 millones de hectáreas (1). Sin embargo, esta planta constantemente se
enfrenta a enemigos microscópicos devastadores: los hongos fitopatógenos (que
causan enfermedades a las plantas). Se estima que patógenos como Botrytis
cinerea causan pérdidas anuales superiores a los 100 mil millones de
dólares globales (pulsa aquí), afectando tanto el volumen de la cosecha como la integridad
cualitativa de los vinos y la seguridad del consumidor (2, 3).
En este
contexto, la viticultura se encuentra en una encrucijada tecnológica. Los
métodos tradicionales de control, basados en la aplicación intensiva de
químicos y el histórico uso del cobre, muestran signos de agotamiento debido a
la aparición de resistencias y a la creciente preocupación por la
sostenibilidad (1, 2). En este sentido, la nanotecnología agrícola aparece no
solo como herramienta correctiva, sino también como un cambio de paradigma que
permite intervenir en el viñedo a escala molecular, ofreciendo soluciones de
precisión. Recientemente, tuve la fortuna de realizar una colaboración de
investigación liderado por la Dra. Ernestina Castro-Longoria y su equipo de
trabajo del Centro de Investigación Científica y Educación Superior (CICESE)
con la idea de evaluar el uso de la nanotecnología para el control de hongos
fitopatógenos de la vid (1, 2). Para descargar el primer artículo pulsa aquí y para descargar el segundo pulsa aquí.
La
Fragilidad del Viñedo
La vid es
un organismo de complejidad fisiológica extraordinaria. Cada fase de su ciclo,
desde la brotación en primavera hasta el envero (maduración de la baya), es un
proceso regulado por hormonas vegetales (fitohormonas) y factores ambientales
que los hongos explotan para su beneficio (4, 5). Los ataques fúngicos no son
meras manchas superficiales; son invasiones que comprometen la fotosíntesis, la
translocación de azúcares y el equilibrio hídrico de la planta (1, 6).
El
Paisaje de los Patógenos en la Vid
La
identificación precisa de los patógenos es el primer paso para un control
efectivo. Estudios realizados en regiones como el Valle de Guadalupe en Baja
California han identificado tres actores principales que amenazan la salud del
viñedo:
- Botrytis cinerea (Podredumbre Gris): Este hongo necrotrófico mata activamente las células de la planta para alimentarse. Su ataque es universal, afectando tallos, hojas y, críticamente, los racimos. La infección provoca el rajado de la piel y la formación de un moho grisáceo que destruye la cutícula (2, 7).
- Alternaria alternata: Documentada por primera vez en nuestra
investigación como causante de daños en hojas y uvas de viñedos mexicanos.
Esta especie causa lesiones necróticas marrones en tallos jóvenes y hojas
tiernas (1). Al atacar tejidos fotosintéticos, reduce la energía
disponible para el llenado de los frutos.
- Aspergillus niger: Aunque común en postcosecha, coloniza
racimos en campo, provocando podredumbre negra (1). Su peligrosidad radica
en la posible producción de micotoxinas, como la ocratoxina A (OTA), que
puede persistir en la vinificación y representar un riesgo para la salud
humana (8, 9).
La
vulnerabilidad de la cepa se agrava en condiciones de alta humedad (superior al
90%) y temperaturas templadas (17-23 °C), que favorecen la germinación
explosiva de las esporas fúngicas (7).
Del
Caldo Bordelés a la Crisis de la Química Tradicional
Durante más
de un siglo, el control fúngico se ha apoyado en fungicidas basados en cobre,
siendo el caldo bordelés (sulfato de cobre y cal) el producto más famoso (2).
Aunque salvó a la viticultura europea en el siglo XIX, su uso continuo ha
generado consecuencias ambientales preocupantes.
El problema
fundamental de los tratamientos tradicionales radica en su ineficiencia de
escala. Para proteger el cultivo, se aplican habitualmente entre 4 y 8 kg por
hectárea de mezclas cúpricas (2). Esta saturación provoca la acumulación de
metales pesados en el suelo, alterando la microbiota benéfica y resultando
tóxico para las raíces a largo plazo (2). Además, el uso repetitivo ha
seleccionado poblaciones de hongos resistentes, como cepas de Botrytis
que ya no responden a fungicidas sistémicos modernos (2, 10). Por último, el
exceso de cobre en la uva al momento de la vendimia puede inhibir la
fermentación alcohólica, afectando negativamente la calidad del vino (2, 3).
Nanotecnología
Agrícola: La Ciencia de lo Invisible
La
nanotecnología es el estudio y manipulación de la materia en dimensiones de
entre 1 y 100 nanómetros (nm). Un nanómetro es mil millones de veces más
pequeño que un metro; para dimensionarlo, el grosor de un cabello humano es de aproximadamente
60,000 nm (2, 11). A este nivel, las propiedades físicas y químicas de los
materiales cambian drásticamente.
La eficacia
de los nanomateriales, como las nanopartículas de óxido de cobre (CuONPs), no
reside en la cantidad de materia, sino en su relación superficie-volumen. Al
fragmentar el cobre en partículas nanométricas, una cantidad ínfima de metal
ofrece una superficie de contacto inmensa con los patógenos (2). Esto permite
que el cobre actúe de manera dirigida, reduciendo el desperdicio y el impacto
ambiental (2, 11).
Existen dos
enfoques principales en la nano-agricultura: los nanofungicidas, donde
la partícula es el agente activo, y los nanotransportadores, que son
cápsulas que liberan fungicidas tradicionales de manera controlada ante
estímulos específicos como cambios de pH (2, 12).
La
Revolución de la Nanotecnología Verde
Un
obstáculo histórico para la nanotecnología ha sido su fabricación, que a menudo
requiere solventes tóxicos y altas temperaturas (2). Sin embargo, el equipo de
investigación liderado por la Dra. Ernestina Castro-Longoria ha perfeccionado
la biosíntesis o síntesis verde, utilizando organismos vivos para
fabricar estos materiales (1, 2).
El Poder
del Hongo Trichoderma
Las
nanopartículas resultantes (como la formulación Tg2) presentan
dimensiones excepcionales de entre 1 y 3 nm (2). Además, quedan recubiertas por
una capa orgánica de proteínas del propio hongo, lo que mejora su estabilidad y
su afinidad biológica con los patógenos. Los resultados de laboratorio
mostraron que la formulación Tg2 logró un 100% de inhibición de Botrytis
cinerea a una concentración de solo 160 µg/mL. En comparación, el
fungicida comercial NORDOX® 75W, utilizado a la misma concentración, no mostró
efectos inhibitorios significativos sobre el crecimiento del hongo (2).
Validación
en Campo: Resultados en el Valle de Guadalupe
La
investigación se trasladó al entorno real en viñedos comerciales de la variedad
Tempranillo en Ensenada (1). Se evaluaron dos estrategias fundamentales:
- Tratamiento Preventivo: Aplicaciones cada 15 días
desde la inflorescencia hasta la maduración. Las plantas tratadas no
mostraron signos de fitotoxicidad y las uvas maduraron con niveles
normales de azúcar y color (1).
- Tratamiento Correctivo: Aplicaciones semanales sobre
lesiones activas de Aspergillus niger y Alternaria alternata.
El tratamiento detuvo la progresión de la enfermedad y "limpió"
la infección de los tejidos (1).
Reducción
de Residuos Metálicos
Un hallazgo
crucial para la enología es la concentración de cobre residual en el fruto. Los
análisis tras los tratamientos correctivos revelaron que las uvas tratadas con
CuONPs contenían 13.3 µg/g de cobre, mientras que las tratadas con el
producto comercial NORDOX® 75W presentaron 44.3 µg/g (1, 2). El uso de
nanotecnología permite, por tanto, un control eficaz dejando una tercera parte
menos de cobre en la uva, lo que asegura que la fermentación posterior no se
vea comprometida (1, 2, 10).
Seguridad
y Biocompatibilidad
El uso de
nanomateriales en alimentos exige estudios rigurosos de seguridad. Las pruebas
realizadas en modelos celulares de piel, riñón y sistema inmune indicaron que
la toxicidad de las CuONPs es dependiente de la dosis. El mecanismo principal
de acción contra los hongos es la inducción de estrés oxidativo (producción de
ROS), el cual es altamente efectivo contra el patógeno pero manejable para las
células de la vid, que tienden a aislar el metal en sus vacuolas (depósitos de
seguridad celular) para proteger su metabolismo (1, 2, 5).
Hacia la
Viticultura 4.0: Sinergia Tecnológica
La
nanotecnología es parte de una revolución digital que transforma el viñedo. La
integración de estas partículas con drones y sensores avanzados crea una
estrategia de defensa multidimensional (13, 14).
Mediante
cámaras multiespectrales, los drones detectan el estrés de la planta antes de
que los síntomas fúngicos sean visibles al ojo humano (13). La inteligencia
artificial analiza estos datos y permite localizar los focos de infección con
precisión milimétrica (15). De este modo, el viticultor puede aplicar las
nanopartículas biosintetizadas solo en las zonas afectadas, reduciendo costos
operativos y minimizando el impacto ambiental de manera drástica (1, 13). Si
quieres leer más sobre la Inteligencia Artificial y la viticultura pulsa aquí.
Conclusión
La
viticultura del siglo XXI no se basa en el dominio químico de la naturaleza,
sino en la comprensión de sus procesos a escala molecular. La investigación
desarrollada con la Dra. Ernestina Castro-Longoria demuestra que es posible
utilizar la propia biología del viñedo —como los hongos benéficos Trichoderma—
para crear protectores potentes y seguros (1, 2). Al reducir la carga de
metales pesados y mejorar la precisión del tratamiento, la nanotecnología verde
asegura no solo la salud de la vid, sino la pureza y calidad de cada copa de
vino que llega a nuestra mesa.
Como citar este artículo:
Cabello-Pasini, A. 2026. Estrategias Avanzadas en la Protección del Viñedo: La Nanotecnología Verde como Frontera en el Control de Patógenos Fúngicos. https://vinospasini.blogspot.com/2026/05/estrategias-avanzadas-en-la-proteccion.html
Literatura Citada
- Martínez-Soto, D.,
Campos-Jiménez, E., Cabello-Pasini, A., Garcia-Marin, L. E.,
Meza-Villezcas, A., & Castro-Longoria, E. (2025). Evaluation of
Fungal Sensitivity to Biosynthesized Copper-Oxide Nanoparticles (CuONPs)
in Grapevine Tissues and Fruits. Journal of Fungi, 11(10), 719.
- Campos-Jiménez, E.,
Juarez-Moreno, K., Martínez-Soto, D., Cabello-Pasini, A., &
Castro-Longoria, E. (2025). Green Synthesized Copper-Oxide
Nanoparticles Exhibit Antifungal Activity Against Botrytis cinerea,
the Causal Agent of the Gray Mold Disease. Antibiotics, 14(11),
1099.
- Hua,
L., Yong, C., Zhanquan, Z., Boqiang, L., Guozheng, Q., & Shiping, T.
(2018). Pathogenic mechanisms and control strategies of Botrytis
cinerea causing post-harvest decay in fruits and vegetables. Food
Quality and Safety, 2(3), 111-119.
- Hernández Casado, I. (2025). Un
nuevo método basado en la IA y la visión artificial permite detectar el
mildiu en el viñedo. Revista de Investigación en Viticultura.
- Agrios,
G. N. (2005). Plant Pathology (5th ed.). Academic Press.
- Gonçalves da Silva, A., Pavan,
M. A., Muniz, M. S., Tonin, T. A., & Pelizer, T. (2008). Nutrient
availability in the soil and its absorption, transport, and redistribution
in vines. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 39,
1507-1516.
- Agrobiotop. (2025). Botrytis
de la vid (Botrytis cinerea): síntomas y factores favorecedores. Guía
Técnica de Sanidad Vegetal.
- Rangel-Montoya, E. A., &
Hernandez-Martinez, R. (2024). Identification and pathogenicity of Aspergillus
species associated with vine canker in Mexico. Journal of Plant
Pathology, 106, 1311-1324.
- Gimferrer Morató, N. (2008).
Hongos tóxicos en uvas: el riesgo de la ocratoxina A. Consumer Eroski.
- Rupp, S., Weber, R. W. S.,
Rieger, D., Detzel, P., & Hahn, M. (2017). Spread of Botrytis
cinerea strains with multiple fungicide resistance in German horticulture.
Frontiers in Microbiology, 7, 228887.
- Wikipedia. (2025).
Nanopartícula: Definición y conceptos de escala.
- Rojas-Aguirre, Yareli,
Aguado-Castrejón, Karina, & González-Méndez, Israel. (2016). La
nanomedicina y los sistemas de liberación de fármacos: ¿la (r)evolución de
la terapia contra el cáncer?. Educación química, 27(4),
286-291.
- Portal Frutícola. (2025, 18
agosto). Sensores y drones: la revolución tecnológica en el campo.
- Campus del Vino. (2025).
Tecnologías innovadoras en el sector vitivinícola: IA y sensores.
- Garde-Cerdán, T., Souza-da
Costa, B., Rubio-Bretón, P., & Pérez-Álvarez, E. P. (2021). Nanotechnology:
Recent advances in viticulture and enology. Journal of the Science of
Food and Agriculture, 101, 6156-6166.
- UC Davis Chile. (2021).
Consideraciones para la vinificación frente a uva afectada por pudrición
gris. Área de Extensión e Innovación.
No hay comentarios:
Publicar un comentario