Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología

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El arte de lo invisible. Inversión, beneficios y desafíos de la
Nanotecnología.
Por: Sergio Eduardo Castillo López
Introducción
Puede que al escuchar “nanotecnología” nos haga referencia a lo actual, moderno o al
futuro, pero lo cierto es que esta ciencia que manipula la materia en una dimensión
diminuta se lleva utilizando desde hace bastante tiempo.
Para entrar en contexto es importante definir la palabra por lo tanto, la nanotecnología es el
control y la manipulación de la materia a escala nanométrica, es decir, a la mil millonésima
de metro. Esta técnica va más allá de solo operar en estas dimensiones (se involucran otras
disciplinas como la química), se enfoca en diseñar, caracterizar y producir nanoestructuras,
nanodispositivos y nanosistemas novedosos para controlar la forma, el tamaño y la
propiedad de la materia a esta escala con el fin de desarrollar aplicaciones diversas tanto
civiles como militares. [Del08]
Aunque la palabra nanotecnología es relativamente nueva, la existencia de aparatos
funcionales de dimensiones nanométricas no lo es; además, tales estructuras han existido en
la Tierra desde sus orígenes. Un molusco denominado oreja de mar crea conchas muy
fuertes, cuyo interior es iridiscente, este molusco organiza el carbonato de calcio en forma
de fuertes unidades nanoestructuradas, unidas entre por un pegamento hecho de
carbohidrato y proteína. Estas conchas son la prueba que las estructuras fabricadas de nano
partículas pueden ser más fuertes.
No queda bastante claro en qué momento de la historia el humano empieza a aprovechar las
ventajas de los materiales con dimensiones nanométricas. Se sabe que en el siglo IV (antes
de Cristo), los vidrieros romanos producían cristales que contenían metales nanométricos.
En el museo británico de Londres se puede encontrar un utensilio de este periodo, llamado
la copa de Licurgo, esta copa representa la muerte del Rey Licurgo, está hecha de vidrio de
sosa y cal que contiene nanopartículas de oro y plata. [Poo03]
Otro de los primeros indicios de la nanotecnología fue en la cultura maya, de donde viene
el azul maya”, el cual se compone de materia orgánica y compuestos inorgánicos, dichos
elementos junto con un proceso térmico producían una cristalización de tamaño
nanométrico, las propiedades de este pigmento siguen siendo en la actualidad objeto de
estudio ya que resiste el paso del tiempo, ácido, condiciones climáticas y la biodegradación.
Aplicaciones
Las aplicaciones de la nanotecnología son tan diversas y complejas que los expertos en la
materia prefieren hablar de “nanotecnologías” para observar con mayor precisión los
diferentes tipos de uso.
Algunos ejemplos de aplicación se encuentran en materiales nanoestructurados utilizados
en productos como bolas de golf, de tenis o boliche; en la producción de neumáticos de alto
rendimiento o en telas anti manchas/anti arrugas; cosméticos, fármacos y nuevos
tratamientos terapéuticos; en filtros de agua nanoestructurados y soluciones
mediambientales; se involucran en procesos productivos introduciendo materiales más
resistentes o eficientes (sector industrial o agroindustrial); diseño de nuevos materiales en al
campo de la electrónica, aeronáutica, transporte, hasta en el uso de armas más letales,
ligeras y efectivas.
Se ha identificado que estas aplicaciones pueden cumplir varios propósitos. Por una parte,
se han observado diversos beneficios capaces de reestructurar el entorno material que nos
rodea. Y por otro lado, se identifican las posibles implicaciones que este cambio generaría
en el medio ambiente y en la salud, debido a que estarían presentes nanoestructuras
novedosas creadas por el ser humano.
Se calcula que las principales aplicaciones que se están desarrollando corresponden a:
a. Sector salud y las ciencias de la vida en un 18%
b. Químicos en un 12%
c. Industria de la información y comunicaciones en un 9%
d. Aplicaciones medioambientales en 9%
e. Sector transporte en 8%
f. Energía en 8%
g. Bienes de consumo 8%
h. Construcción 6%
i. Artículos del hogar 5%
j. Defensa y seguridad 5%
k. Aeroespacial 5%
l. Cuidado personal 3%
m. Textiles 3%
n. Alimentos 1%
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El impacto de la nanotecnología en la sociedad es más que evidente, con diversos
desarrollos en la industria, la sostenibilidad del medio ambiente, búsqueda de nuevas
fuentes de energía.
Los alimentos, los primeros beneficiados
Uno de los sectores que ha obtenido beneficios es la producción alimentaria, en la cual se
podrían utilizar nanobiosensores que sirven para detectar microorganismos patógenos en
los alimentos.
Otra aplicación interesante son los nanocompuestos, sirven en la fabricación de alimentos,
incrementan la resistencia mecánica y térmica, aparte de disminuir la transferencia de
oxígeno en los productos envasados con este tipo de materiales.
Búsqueda de nuevas fuentes energéticas
La tarea de encontrar nuevas fuentes de energía ha visto un fuerte aliado en la
nanotecnología, quizás las celdas solares mejoren su eficiencia debido al desarrollo de
nanoestructuras especializadas.
Medio ambiente
El objetivo principal de la nanotecnología sobre la protección del medio ambiente es
fabricar nano materiales no perjudiciales para el planeta o la salud humana y por otro lado
conseguir que los procesos químicos sean menos dañinos gracias a la nanotecnología.
Tratamiento de aguas residuales es un buen ejemplo de los avances de la nanotecnología
verde. [Ber13]
Riesgos e implicaciones
Cuando se habla de temas que generan grandes cambios en la vida cotidiana del ser
humano, siempre habrá implicaciones de tinte ético que sirvan de mecanismos de control
para que el propósito inicial no se desvié en objetivos que no beneficien al ser humano.
Algunos riesgos son:
1. Que la promesa de reducir el consumo de energía y materiales por medio de la
nanotecnología se extinguiera debido a que las empresas observarían un incremento
en sus costos de producción, uso o avances.
2. Que la nanoestructura modifique el funcionamiento del ser humano con
consecuencias desconocidas, por ejemplo: daños en tejidos, cambio en la
información genética.
3. Que los beneficios de la nanotecnología no se repartieran equitativamente entre la
población, es decir, que se dejara abandonada a la población que por falta de
recursos no tiene acceso a dichos beneficios.
4. Que las aplicaciones político-militares hicieran daño a los derechos humanos al
cambiar el concepto de la guerra, con operaciones clandestinas, así como también
los operativos contrainsurgencia.
5. Que el avance de la nanotecnología en conjunto con la biotecnología, electro
informática y las llamadas ciencias cognitivas podría resultar en la transformación
de la naturaleza humana, modificando el cuerpo y la mente hacia algo mejor, lo que
sea que signifique “algo mejor”.
La expectativa entorno a la nanotecnología son altas, esto se ve reflejado en el gasto
público e inversión que se le destina a áreas de Investigación & Desarrollo de las
nanotecnologías.
La nanotecnología en los negocios
Cabe destacar un punto importante dentro del negocio de la nanotecnología y es que existe
un contraste bastante interesante entre la gama de productos que se comercializan o están
en fase de pre-comercialización ya que son pocos en comparación con la inmensa inversión
efectuada para generar los productos.
Para los empresarios este nicho, aún necesita unos años para madurar, debido a que el
retorno de inversión en un horizonte de mediano-largo plazo es mínimo, puesto que
diversos datos indican que el mercado global tendrá una tendencia hacia este sector, en los
próximos 10 años, con aplicaciones nanotecnológicas del 15% de manufacturas a nivel
global. [Nor05]
A esta posible tendencia exponencial se le tiene que sumar el interés militar, mismo que no
necesariamente operar bajo el marco de la ley y el mercado, debido a que en algunas
ocasiones el producto ya ha sido vendido antes de su desarrollo y producción. En la
Ilustración 1, se pueden observar las principales líneas de investigación y desarrollo militar
en Estados Unidos.[Dep07]
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Según Lux Research, en 2004 se registraron 12,080 millones de dólares (mdd) en ventas de
productos que utilizan algún tipo de nanotecnología, monto que para 2008, según
Científica, se especula en 166 mil mdd. [Lux06][Cie08].
Las proyecciones en un corto plazo son más alentadoras ya que se identifica un crecimiento
potencial. Para Lux, en 2010 se espera que las ventas asciendan a un total de 507 mil mdd.
[Law05][Bak05]. Cinco años después, en 2015, se estarían calculando ventas por arriba del
billón de dólares (millón de millones) [Fed04].
La Inversión en Nanotecnología
Este entusiasmo nanotecnológico ha provocado diversos esquemas e iniciativas de gobierno
para promover la I&D de la nanotecnología (Ver Ilustración 2 para observar los países que
encabezan iniciativas).
En el ámbito del financiamiento, se estima que la inversión de los gobiernos pasó de 430
millones de dólares en 1997 a 3 mil mdd en 2003; situación en la que EUA aporto el 25%.
[Roc04].
Para el año 2004, Lux Research estimó que el gasto total mundial ascendió a 8.6 mil mdd
de los cuales 4.6 mil mdd los otorgó el sector público. Estados Unidos aporto con 1.6 mil
mdd; Japón con alrededor de un millón y la Unión Europea con poco más de mil mdd.
En 2005, la cantidad de capital aportado suponen haber aumentado a 5.9 mil mdd del sector
público, 4.5 mil mdd del grande y mediano empresario y unos 500 millones de start-ups,
para sumar un total de 10.9 mil mdd [Lux06].
Para el año 2006, las cifras de Lux Research definen un total de 12.4 mil mdd: 6.4 mil mdd
del sector público, 5.3 mil mdd del grande y mediano empresario y unos 700 millones de
start ups. [Hol07]
Para el año 2007, se especula el monto del gasto total en nanociencia y nanotecnología a
nivel mundial entorno a los 14 mil mdd.
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Segunda Revolución Industrial
Esta segunda llamada revolución industrial, así han catalogado algunos científicos al
avance de la nanotecnología, ya que prevén un gran impacto económico de esta ciencia
hacia el sector industrial. El suministro de entradas innovadoras, la automatización de
procesos complejos repercutiría en las industrias en su cadena de abastecimiento, canales
de distribución y cadenas de valor. Esto por lógica traería consecuencias como crisis y
desaparición de diversas actividades productivas tradicionales.
La mayoría de los sectores productivos de los países podrían experimentar choques en sus
sistemas económicos, se verían en la necesidad de adaptar cambios drásticos para
garantizar su competitividad dentro de las exigencias de una economía global.
La Nanotecnología y sus diversos escenarios económicos: Cómo
preparar a los países
Es una realidad que los países deberán quieran o no, enfrentarse a los retos que conlleva la
era de la nanotecnología. Definitivamente un aspecto importante es la manera de prepararse
para afrontar con éxito los retos de esta ciencia.
Sería una gran ventaja formular diferentes escenarios con diversas variables para estar
atentos a los posibles cambios. Con el simple hecho de planificar el cambio, favorece la
toma de conciencia, beneficios y riesgos de la nanotecnología, alternativas para su
adaptación y su correcta administración.
La ventaja de este tipo de simulación y planificación permite a los países ajustar sus
planteamientos y estrategias: iniciativas, regulaciones, inversiones.
En escenarios de adaptación de largo plazo, es interesante plantear los siguientes aspectos
para los países:
a. Nivel de integración de la nanotecnología con la economía.
b. Rapidez de respuesta mediante la eficiencia en la planificación estratégica de los
sectores.
c. Nivel de inversión privada.
d. Mercado de trabajo: nuevos empleos y desempleo.
e. Políticas gubernamentales. Programas de aceleración e I+D. Colaboración gobierno
e industria.
f. Beneficios derivados de la nanotecnología, productividad, impactos sociales y
mejoras en la calidad de vida.
g. Coordinación de la industria nacional para la gestión de un cambio acelerado.
Estos solo son algunos aspectos a tomar en cuenta sobre la adaptación de los países a la
nanotecnología. No obstante, las naciones que estén mejor preparadas y conscientes de la
revolución nanotecnológica se encontraran en mejores condiciones para catapultar las
riquezas nacionales.
Conclusiones
En la actualidad, la globalización se caracteriza por un conjunto de problemas que exigen
soluciones rápidas. Los cambios que genera la globalización son desde crisis y turbulencias
financieras generados por los países desarrollados hasta fuertes tensiones migratorias,
debates sobre el cambio climático, disminución de la pobreza, desigualdades, impacto al
medio ambiente.
Los hechos tangibles que genera la globalización hacen pensar a los países que la etapa de
la nanotecnología es una realidad y es importante estar preparados si se quiere seguir siendo
competitivos.
Propuesta de tesis
Tema: “Desarrollo de nanobiosensores con aplicación de identificación de patógenos en
alimentos”
Objetivo: Prevención de enfermedades causadas por consumo de alimentos contaminados.
Se previene a partir de nanobiosensores que diagnostiquen los alimentos antes de ingerirlos.
Se puede enfocar en países en vías de desarrollo o pacientes con enfermedades delicadas.
Bibliografía
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Castillo López Sergio Eduardo. (2016, octubre 14). Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología. Recuperado de http://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/
Castillo López, Sergio Eduardo. "Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología". GestioPolis. 14 octubre 2016. Web. <http://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/>.
Castillo López, Sergio Eduardo. "Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología". GestioPolis. octubre 14, 2016. Consultado el 3 de Diciembre de 2016. http://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/.
Castillo López, Sergio Eduardo. Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología [en línea]. <http://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/> [Citado el 3 de Diciembre de 2016].
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