Contribuciones a la Economía

 
"Contribuciones a la Economía" es una revista académica con el
Número Internacional Normalizado de Publicaciones Seriadas
ISSN 16968360

Nanotecnología, paradigma tecnológico de vanguardia

Gian Carlo Delgado Ramos
giandelgado@hotmail.com

 

Resumen

La nanotecnología, como paradigma tecnológico de vanguardia, viene generando grandes expectativas, no sólo en países desarrollados que se adjudican el grueso de su estímulo, sino inclusive en otros como China que tienden a posicionarse. Su experiencia es ilustradora para países que, como México, aún están a la cola del desarrollo de la nanotecnología.


Para citar este artículo puede utilizar el siguiente formato:

Delgado Ramos, G.C. : “Nanotecnología, paradigma tecnológico de vanguardia" en Contribuciones a la Economía, febrero 2007. Texto completo en http://www.eumed.net/ce/


 Preámbulo

La nanotecnología opera manipulando la materia a escala nanométrica o la del mundo de las moléculas y los átomos (de entre los 100 a 0.2 nanómetros). Las amplias expectativas –así como las incertidumbres- de las aplicaciones nanotecnológicas responden a que a esa (nano) escala las propiedades de los materiales pueden ser muy diferentes que aquellas a la macro escala.

Las aplicaciones nanotecnológicas pueden ser muy distintas y con grados de complejidad tan amplios que los especialistas prefieren hablar de “nanotecnologías” para apreciar con mayor precisión tal diversidad de usos. Por ejemplo, los materiales nanoestructurados ya son utilizados en productos de lujo como bolas de tenis, golf o boliche (a modo de reducir el número de giros que dan las mismas); en la fabricación de neumáticos de alto rendimiento (nanopartículas); la fabricación de telas con propiedades anti-manchas o antiarrugas (nanofibras); en cosméticos, fármacos y nuevos tratamientos terapéuticos (nanoestructuras); en filtros/membranas de agua nanoestructurados y ‘remedios’ medioambientales; en la mejora de procesos productivos mediante la introducción de materiales más resistentes o eficientes (tanto industriales como agroindustriales); o en el diseño de nuevos materiales para usos que van desde la electrónica, la aeronáutica y prácticamente toda la industria del transporte, hasta para su uso en armas más sofisticadas y novedosas (explosivos, balística, etcétera); etcétera.

Estas aplicaciones, entre otras, han generado ya una doble atención. Por un lado, se observan los amplios beneficios que posibilitaría la potencial reestructuración, en principio, de todo el entorno material que nos rodea. Y, por el otro lado, se identifican las posibles implicaciones que esa transformación generaría en el medio ambiente y, de ahí, en la salud puesto que estarían presentes novedosas nanoestructuras diseñadas por el ser humano y cuyas características, en su gran mayoría, son todavía desconocidas.

De cualquier modo, las expectativas se mantiene álgidas, lo que se refleja en un gasto mundial exponencial que pasa de 430 millones de dólares en 1997 a 9.6 millardos de dólares en 2005. Los cálculos sugieren que actualmente EUA se adjudica el 37% del gasto mundial en nanotecnología, Japón el 28% y la Unión Europea el 24%. Contrasta, en cambio, que los recursos para la investigación en potenciales riesgos sean mínimos. En EUA solamente se destinan a ese rubro entre 15 y 40 millones de dólares anuales.

 

China, país emergente en nanotecnología.

Los primeros pasos de China en la disciplina se dieron a mediados de 1980, momento a partir del cual se registran  varios proyectos, sobre todo en el desarrollo de instrumental básico para la manipulación y medición a nanoescala.

Las actividades comenzaron a girar, en 1992, en torno al National Basic Research Priorities Program cuando se formuló un (sub)programa de investigación básica en nanomateriales (aún activo). En 1998 y hasta el 2003, la Academia China de Ciencias (CAS, por sus siglas en Inglés) financió cinco proyectos mayores en: 1) nanomateriales y nanoestructuras, 2) fabricación de materiales espintrónicos; 3) Materiales/Dispositivos Nanoelectrónicos para la Computación, 4) Propiedades, fabricación y aplicaciones de materiales de banda ancha” y 5) Microestructuras y propiedades físicas de los materiales.[1] Con ésos, la CAS se colocó individualmente como el ente articulador del financiamiento de grupos relativamente grandes, mientras que en colaboración con la Fundación Nacional para la Ciencia de China (NSFC, por sus siglas en Inglés) otorgó financiamiento individual, sobre todo para el desarrollo de pequeños proyectos (e.g. en nanosondas y nanotubos).[2]

Para el año 2000 se acordó la formación del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la CAS a modo de integrar las actividades de investigación y promover su comercialización, pero no fue hasta 2003 que la CAS, junto con el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST, por sus siglas en Inglés) la Universidad de Peking y la Universidad de Tsinghua (esas últimas como cofundadoras), acordaron fundar el Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST, por sus siglas en Inglés) con sede en Beijing. Además, en ese momento se formalizaron los mecanismos para la estandarización y comercialización de la nanotecnología.

Datos nacionales de 2003 indicaban que ya había unas 50 universidades o centros de investigación de nanociencia y nanotecnología y más de 100 compañías activas en nano-investigación aplicada. En total, se presumía que a nivel nacional había al menos 3 mil científicos e ingenieros en esas actividades. Geográficamente, Beijing y Shanghai se perfilan a partir de ese momento como los centros medulares de la investigación nanotecnológica. De igual forma, se calcula que de 2000 a 2004 el gasto total gubernamental en nanotecnología acumuló unos 230 millones de dólares (con un poder de compra mucho mayor a nivel local que lo que ese mismo monto permite en países como EUA).

Con tales antecedentes brevemente descritos, en cuanto a publicaciones especializadas se refiere, China se colocaba en 2003 en el cuarto lugar con el 6.3% (si se consideran los países europeos por separado). Antecediéndola figuran EUA con el 25%, Japón con el 12.5% y Alemania con el 10.7 por ciento; y prediciéndola Francia con cerca del 6.3%, Reino Unido con el 5.4% y Rusia con el 4.6 por ciento.[3] El crecimiento de patentes registradas a favor de China también es destacable pero no tiene comparación con el de sus publicaciones. Según estimaciones de 2005, China ocupaba el 20vo lugar a nivel mundial.[4]

Con todo, aunque los datos resultan significativos, éstos no deben de ser sobredimensionados pues hay que considerar, además del incomparablemente reducido gasto público con respecto a otros países del Norte, que los avances chinos en nanociencia y nanotecnología se centran en ciertas áreas y tipo de aplicaciones que se caracterizan por tener, en su gran mayoría, un potencial comercial de corto  plazo. Como se expone desde la política nacional: la meta es integrar la investigación en nanotecnología con la industria tradicional para mejorar sus productos (nótese, no necesariamente innovar). Tal es el caso de los nuevos materiales para su uso en la industria textil como los empleados por la empresa china U-right.

Además, al menos por el momento, China está altamente limitada en términos técnicos pues falta del suficiente equipo de alta resolución electrónica que permite la ‘observación’ de las muestras en tiempo real. Ello restringe, entre otras cosas, la preparación de elementos y componentes para el desarrollo de nano-dispositivos.[5] Consecuentemente, es de esperarse que el grueso de investigaciones de alto grado de sofisticación e input tecnológico (que requieren de equipo especializado y de disponibilidad usualmente restringida a países capitalistas centrales) se queden en manos de los grandes actores: EUA, UE y, en menor medida, Japón. Y es que se trata de aquellas investigaciones que usualmente son más caras y están llenas de incertidumbres puesto que, generalmente, tienen rangos de aplicación que van del mediano al largo plazo, pero que también, en muchos de los casos, resultan ser las de mayor impacto y encadenamientos productivos.

Lo anterior y considerando las dimensiones geoeconómicas de China, no niega las posibilidades del país de ir avanzando, fortaleciendo  y expandiendo su investigación en nanociencia y nanotecnología, pero por lo pronto lleva años de atraso en múltiples especialidades[6] y difícilmente podrá ahí competir (a menos que haya un desarrollo sin precedentes en tales o cuales nichos o que sea producto de un ‘golpe de suerte’ en el quehacer investigativo).

Una breve mirada al caso de México

En el país no existe un programa nacional de nanotecnología pero hay varios proyectos de investigación en nanomateriales y nanopartículas bajo convenios bilaterales con EUA y la UE.

En 2001, el país tenía cerca de dos decenas de grupos de investigación en entes como la UNAM (e.g. grupo Regina), la Universidad Autónoma de San Luis Potosí o el Cinvestav. A la par y hasta 2005, en el país no registra a su favor ni una sola patente, un dato llamativo dado que la UNAM figura en la posición número 71 de productividad de publicaciones en nanociencias y nanotecnología a nivel mundial.

Uno de los esquemas más ejemplificadores del tipo de cooperación internacional el establecido a través de la Fundación México–Estados Unidos para la Ciencia para la colaboración en tecnologías de sistemas micromecánicos (MEMS, por sus siglas en Inglés) y algunos nanomecánicos con instituciones como los laboratorios Sandia, la Universidad de Texas, Universidad de Nuevo México, el Centro de Diseño de MEMS de Sony de San Antonio Texas, y las principales proveedoras de software de diseño especializadas en MEMS de EUA. Entre otros se pueden mencionar: 1) los acuerdos entre el Centro Internacional de Nanotecnología y Materiales Avanzados (CINMA) de la Universidad Veracruzana y la Universidad de Texas (Austin); 2) el acercamiento entre la Universidad de Guanajuato y la Universidad de Texas (Dallas); 3) el establecimiento de un laboratorio binacional con EUA entre un Instituto público del Conacyt, el Centro de Investigaciones en Materiales Avanzados - CIMAV (Chihuahua) y la Universidad de Texas; 4) las colaboraciones entre el Laboratorio de Nanotecnología y Nanociencias de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Universidad Autónoma de Nuevo León y el  Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Texas (Austín) o el Lawrence Berkeley National Laboratory de EUA, entre otras.

Por lo anterior, se puede apuntar que la nanociencia y la nanotecnología en el país se encuentra en su estado embrional y en el grueso de los casos bajo esquemas de cooperación particulares. No hay ninguna agenda de investigación nacional, ni tipo de regulación.

 

Consideraciones finales

De cara a la ola de optimismo, estímulo y desarrollo de la nanotecnología a nivel mundial y, ante su alto grado de complejidad e incertidumbre, resulta crecientemente necesario el estudio, evaluación y debate sobre sus implicaciones sociales, éticas, ambientales y legales. Un punto ya ampliamente reconocido en países como los europeos, EUA y Japón donde comienzan a establecerse grupos especializados de trabajo.

La cuestión es importante dado que urge la regulación, tanto de la investigación, como de los productos que hacen uso de la nanotecnología y que ya están en el mercado o que eventualmente lo harán. El trasfondo del asunto es obvio: cómo se distribuye el riesgo y cómo se socializan los beneficios.

Ello, para el caso de México implica, por un lado, dilucidar el estado en el que está la investigación y desarrollo nacional y el contexto y modalidad del rol que ésta juega, o eventualmente jugaría en el ámbito internacional y de cara a competidores del Sur como China (ya no se diga de aquellos del Norte). Y, por el otro lado, obliga a evaluar si ese frente tecnológico es comparativamente más útil para resolver las necesidades nacionales, en qué medida y ámbitos, y a qué coste.

 

[1] Peng, Zilong.,Meng, Wei., y Liu, Peihua. “An análisis of the Function and Status of CAS in National Nanotechnology Research.” Bulletin of the Chinese Academy of Sciences. Vol. 19. No. 4. Beijing, 2005: 227.

[2] Véase: www.wtec.org/loyola/nano/IWGN.Worldwide.Study/ch8.pdf. De 1990 a 2002 se financiaron 990 proyectos por medio de la NSFC con un valor de 220 millones de yuanes o 27.5 millones de dólares (de 2005).

[3] Comisión Europea. Third European Report on Science & Technology Indicators. Bruselas, 2003: 393.

[4] a) Sin autor, “Government raises nano-tech funding.” China Daily. 10 de junio de 2005; b) Huang, Zan; Chen, Hsinchun; Chen, Zhi-Kai; Roco, Mihail. “International nanotechnology development in 2003: country, institution and technology field analysis based on USPTO patent database.” Journal of Nanoparticle Research, No. 6. EUA, 2004.

[5] Peng, Meng y Liu., 2005. Op cit: 231.

[6] Tal es el caso de los mencionados nanodispositivos y su integración a nanoestructuras mayores para aplicaciones en nanomedicina, nanorobótica, etcétera. Me refiero a estructuras adaptativas y nanoestructuradas avanzadas, a ensamblajes moleculares, nanobiosensores, etcétera.


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