Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología

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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. (Delgado Ramos, 2008)

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 sí 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. (Poole Jr. & Owens, 2003)

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:

  1. Sector salud y las ciencias de la vida en un 18%
  2. Químicos en un 12%
  3. Industria de la información y comunicaciones en un 9%
  4. Aplicaciones medioambientales en 9%
  5. Sector transporte en 8%
  6. Energía en 8%
  7. Bienes de consumo 8%
  8. Construcción 6%
  9. Artículos del hogar 5%
  10. Defensa y seguridad 5%
  11. Aeroespacial 5%
  12. Cuidado personal 3%
  13. Textiles 3%
  14. Alimentos 1%

(Nanoposts, 2007)

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. (Bernardo, 2013)

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. (Nordan, 2005)

Gasto en Nanotecnología del Departamento de la Defensa por aplicación (millones de dólares) Fuente: Departamento de la Defensa, 2007
Gasto en Nanotecnología del Departamento de la Defensa por aplicación (millones de dólares) Fuente: Departamento de la Defensa, 2007

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. (Departamento de la Defensa, 2007)

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. (Lux Research, 2006) (Científica, 2008).

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. (Lawrence, 2005) (Baker , 2005). Cinco años después, en 2015, se estarían calculando ventas por arriba del billón de dólares (millón de millones) (Feder, 2004).

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%. (Roco, 2004).

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 (Lux Research, 2006).

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. (Holman, 2007)

Para el año 2007, se especula el monto del gasto total en nanociencia y nanotecnología a nivel mundial entorno a los 14 mil mdd.

Nanotecnología y su financiamiento: el caso de Estados Unidos, Europa y Japón. Fuente: Delgado, 2008 y Nanosposts, 2007
Nanotecnología y su financiamiento: el caso de Estados Unidos, Europa y Japón. Fuente: Delgado, 2008 y Nanosposts, 2007

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:

  1. Nivel de integración de la nanotecnología con la economía.
  2. Rapidez de respuesta mediante la eficiencia en la planificación estratégica de los sectores.
  3. Nivel de inversión privada.
  4. Mercado de trabajo: nuevos empleos y desempleo.
  5. Políticas gubernamentales. Programas de aceleración e I+D. Colaboración gobierno e industria.
  6. Beneficios derivados de la nanotecnología, productividad, impactos sociales y mejoras en la calidad de vida.
  7. 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

  • Baker , S. (14 de Enero de 2005). The Business of Nanotech. EUA: Business Week.
  • Bernardo, A. (15 de Octubre de 2013). Obtenido de Blogthinkbig.com: http://blogthinkbig.com/nanotecnologia-aplicaciones/
  • Científica. (2008). Nanotechnology Opportunity Report (3 ed.). EUA.
  • Delgado Ramos, G. C. (2008). Economía Política de la Nanotecnología. Mundo Nano, 1(1), 87-94. Obtenido de file:///C:/Users/VAMPIRO/Downloads/53564-151783-1-PB.pdf
  • Departamento de la Defensa. (26 de Abril de 2007). Defense Nanotechnology Research and Development. EUA.
  • Feder, B. (26 de Mayo de 2004). The Internacional Herald Tribune.
  • Holman, M. (8 de Marzo de 2007). Top Nations in Nanotech See Their Lead Erode. EUA: Lux Research.
  • Lawrence, S. (2005). Nanotech Grows Up. Funding for R&D doubled in 2004. EUA: Technology Review.
  • Lux Research. (2006). The Nanotech Report. Investment Overview and Market Research for Nanotechnology. New York, EUA: Lux Research.
  • Nanoposts. (2007). Government Policy and Initiatives in Nanotechnology Worldwide. Canadá.
  • Nordan, M. (29 de Junio de 2005). Nanotechnology: where does the US stand? Lux Research. Testimonio ante la House Committee on Sciences.
  • Pedreño Muñoz, A. (2015). Nanotecnología – Economía como estrategia de futuro. España: Universidad de Alicante.
  • Poole Jr. , C., & Owens, F. (2003). Introducción a la nanotecnología. Barcelona: Reverte.
  • Roco, M. (2004). “Nanoscale science and engineering: unifying and transforming tools. AIChE Journal, 50(5).

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Castillo López Sergio Eduardo. (2016, octubre 14). Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología. Recuperado de https://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/
Castillo López, Sergio Eduardo. "Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología". GestioPolis. 14 octubre 2016. Web. <https://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 18 de Abril de 2019. https://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/.
Castillo López, Sergio Eduardo. Inversión, beneficios y desafíos de la Nanotecnología [en línea]. <https://www.gestiopolis.com/inversion-beneficios-desafios-la-nanotecnologia/> [Citado el 18 de Abril de 2019].
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