6 grandes tendencias y sectores en los que Alemania es líder
Con sus ideas, la ciencia y la industria desarrollan nuevas tecnologías que cambian la vida cotidiana y afrontan los retos globales.
Ampliar imagen
Cabina del avión del futuro de Airbus
(© Medusa biónica “Air Jelly” de Festo (tomada de magazin-deutschland))
El mundo necesita respuestas a temas urgentes sobre el cambio climático, la energía, la salud, la nutrición y la movilidad. La actual lista de los grandes problemas es larga. La ingeniería alemana es muy valorada en todo el mundo a la hora de hallar soluciones innovadoras. En la tecnología del medio ambiente, la biotecnología o la medicina, Alemania es sinónimo de excelencia a escala mundial. Además de los numerosos centros de investigación alemanes de gran prestigio en el mundo, numerosos científicos creativos del sector privado desarrollan tecnologías innovadoras y excelentes. Más de 12.500 patentes registradas en la Oficina Europea de Patentes tan solo en 2010 dan cuenta de la potencia innovadora de las empresas alemanas. Unos 299.000 científicos trabajan en laboratorios de investigación públicos y privados en Alemania. Los sectores económicos que más invierten en investigación contribuyen con un porcentaje muy elevado de casi un 15 por ciento al valor añadido total. En este campo Alemania aventaja a Japón y EE.UU.
Las tecnologías modernas son la clave para superar los retos globales y la estrategia de fomento de la alta tecnología del Gobierno alemán crea las condiciones políticas y sociales para la innovación. Con esa estrategia se definen proyectos clave para el futuro en los que empresas, universidades e instituciones investigadoras ya hoy están trabajando - desde fuentes de energía eficientes, medicina personalizada, tecnologías para una vida independiente en la vejez, hasta el objetivo de un millón de coches eléctricos hasta 2020 en Alemania. En las siguientes páginas se presentan seis áreas tecnológicas que demuestran la gran variedad innovadora en Alemania: tecnología de vehículos y del transporte, tecnología médica, ingeniería mecánica, tecnologías del medio ambiente, nanotecnología y biónica. Los nuevos desarrollos en estas áreas albergan potencial para mejorar de manera significativa nuestras vidas en los próximos años.
Tecnología del medio ambiente: Enfoque en agua y energía
Energía y agua. Ambos recursos serán cada vez más valiosos en el futuro. Para las tecnologías medioambientales cabe tener en cuenta tres aspectos: la escasez de recursos, el cambio climático y el crecimiento demográfico mundial. La electricidad de origen eólico, solar o de biomasa, tecnologías sostenibles del agua y sistemas de reciclaje totalmente automatizados ya hoy ayudan a afrontar los desafíos globales. Alemania es el mercado líder en tecnologías ecológicas y el mayor exportador con una cuota en el mercado mundial del 16 por ciento
Ampliar imagen
(© Colourbox)
La revolución energética hace de Alemania un modelo para la generación de electricidad de fuentes de energía renovables, como la eólica, la solar y la bioenergía. En las costas del norte de Europa surgirán inmensos parques eólicos para compensar el cierre de plantas de energía nuclear. Las empresas alemanas suministran la maquinaria necesaria. Los recursos renovables servirán también como combustible y para la generación de electricidad. Células solares especiales, desarrolladas por investigadores del Instituto Fraunhofer, generan energía solar de forma muy eficiente. Pero el viento y el sol no siempre están disponibles. Las energías renovables deben ser coordinadas eficazmente entre sí, en las llamadas redes inteligentes o smart grids. Las empresas alemanas de abastecimiento de energía y productores de chips, como Infineon, ofrecen soluciones a medida. También las centrales eléctricas convencionales reducen su impacto en el medio ambiente y el clima, gracias a las nuevas tecnologías. La captura de CO2 que ha desarrollado, por ejemplo, el grupo tecnológico Linde junto con RWE y BASF, reduce las emisiones de las centrales de carbón. El CO2 resultante se podría explotar, como lo demuestra el proyecto “Dream Production” en el que participa Bayer AG. Y la planta más eficiente del mundo de fuentes de energía fósiles se ha puesto en marcha en 2011 en Irsching, cerca de Ingolstadt. La central eléctrica de gas y vapor de Siemens opera con un grado de eficacia de más del 60 por ciento.
Las empresas alemanas son también líderes mundiales en tecnologías sostenibles del agua, con una cuota de mercado del 19 por ciento. Especialmente en países emergentes y en desarrollo hay una gran demanda de tecnologías de tratamiento de aguas residuales y de potabilización. La escasez de agua y el suministro seguro de agua potable para las grandes urbes exigen sistemas innovadores, como los que ofrece Siemens. Alemania es también pionera en reciclaje: sistemas de reciclaje automatizados ayudan a aprovechar los residuos como materia prima.
Ingeniería mecánica: Productor con menor consumo de recursos
La ingeniería mecánica desempeña un papel clave en la economía alemana. Ofrece bienes de capital a todos los rubros industriales. El sector da empleo a unas 920.000 personas, casi el 75 por ciento de su volumen de ventas en 2010 procedió de la exportación. El uso más eficiente de los recursos en la producción industrial impulsa el crecimiento de muchas empresas alemanas de ingeniería mecánica, entre las que se hallan numerosas empresas medianas, pero también sociedades cotizadas en Bolsa, como ThyssenKrupp, Gildemeister y Gea.
Ampliar imagen
(© Colourbox)
Maquinaria y equipos eficaces reducen el impacto medioambiental y ahorran costos de energía, ya que disocian el crecimiento económico del mayor uso de energía. Esto requiere una combinación óptima de componentes mecánicos y electrónicos, la llamada mecatrónica. Este sector tecnológico es cada vez más importante, tanto en maquinaria para el procesamiento de acero como de alimentos. También la tecnología robótica incrementa la eficiencia en la producción. Modernas técnicas de fabricación e ingeniería de procesos en las industrias automotriz y química, por ejemplo, recurren hoy a muy inteligentes sistemas de percepción de imagen. Mediante la simulación computarizada, los ingenieros diseñan complejos procesos de producción de motores, ejes de engranajes y paletas de turbina. Para la producción masiva de componentes de automoción con nuevos materiales, como la fibra de carbono, se necesitan nuevos procesos, como los desarrollados, por ejemplo, por SGL Carbon. También para la producción de motores eléctricos y baterías, a fin de difundir la movilidad eléctrica, los ingenieros alemanes proporcionan plantas de fabricación eficientes.
La necesidad de fuentes de energía y metales preciosos también se refleja en los desarrollos de la ingeniería mecánica. Nuevos barcos de perforación, por ejemplo, podrán en el futuro explotar reservas de gas incluso en alta mar. Sistemas de transporte inteligentes y equipos de minería subterránea asistidos por sensores aumentarán la productividad. También los tractores y máquinas cosechadoras son cada vez más inteligentes: sensores y GPS permiten esparcir de forma selectiva los fertilizantes. Y todo ello sin conductor. Segadoras-trilladoras de alta tecnología consiguen cosechar hasta 70 toneladas de trigo por hora. De esto modo, la técnica ayuda a cubrir el crecimiento de la demanda mundial de alimentos.
Tecnología de vehículos y del transporte: Opciones más ligeras, más eficientes y eléctricas
Movilidad significa libertad, tanto sea en automóvil, en avión o en tren. Pero la protección del clima, la gestión del transporte en las grandes urbes, así como las crecientes demandas de seguridad y comodidad tendrán un impacto decisivo en la tecnología de vehículos y del transporte.
Ampliar imagen
(© Colourbox)
En el futuro, los motores de tracción eléctrica relevarán a los de gasolina y gasóleo. Todos los fabricantes de automóviles alemanes desarrollan motores híbridos o vehículos con batería eléctrica. Mercedes impulsa además la tecnología de pila de combustible y espera producir coches en serie en 2014. Pero los motores de gasolina y gasóleo seguirán teniendo un papel importante por mucho tiempo. Por eso, los motores deben ser más eficientes. Los fabricantes alemanes son conocidos por la tecnología de motores de gasóleo de bajo consumo: reduciendo el motor obtienen mayores prestaciones de una menor cilindrada. Los materiales compuestos ligeros permiten un ahorro adicional de combustible. Con el i3 de BMW se espera producir por primera vez un coche eléctrico en serie compuesto en gran parte de fibra de carbono ligera en lugar de acero.
La tecnología de chips en el automóvil ya es omnipresente. Desde la asistencia eléctrica al estacionamiento hasta el mando del motor. Y con Infineon, Alemania cuenta en sus filas con el segundo fabricante del mundo de semiconductores para la automoción. Sensores y chips permiten el diseño de sistemas inteligentes de asistencia al conductor para una mayor seguridad y comodidad. Ya existen vehículos de ensayo que completan sin ayuda viajes por autopistas. Los sistemas pueden inducir el frenado del coche en caso de emergencia, incluso el frenado total, pasar al arcén, estacionar y enviar señales de socorro.
En el transporte ferroviario, sistemas de tracción más eficientes ayudan a reducir las emisiones. Al igual que en el automóvil, en locomotoras diesel la tecnología híbrida y los sistemas de recuperación de energía durante el frenado permiten disminuir el consumo. Y con los modernos trenes de alta velocidad se podrán cubrir largas distancias con menor impacto en el medio ambiente. Estos trenes que unen grandes ciudades así como el transporte público sobre vías reducen el tráfico por carreteras. En el transporte aéreo, materiales ligeros de alta resistencia y motores de bajo consumo de combustible ayudan a reducir la carga para el medio ambiente y también los costos. Biocombustibles a partir de aceite de algas o vegetales podrían reemplazar a los combustibles fósiles. Y con el avión solar “Solar Impulse”, en el que participan industrias alemanas, ya ha levantado vuelo el primer avión que se surca los aires exclusivamente, día y noche, por energía solar.
Tecnología médica: Innovación en la sala de operaciones
Medicina de alta tecnología mínimamente invasiva en la sala de operaciones, reproducción molecular de imagen, prótesis inteligentes y vasos cardíacos artificiales: mientras que las innovaciones tecnológicas para la medicina se perfeccionan y miniaturizan cada vez más, el mercado alemán de la tecnología médica cobra cada vez mayores dimensiones. Alemania es el mercado médico más grande de Europa y el tercero del mundo. El sector está muy bien posicionado y es muy competitivo, con una cuota de exportación de más del 60 por ciento. La demanda de modernos métodos y dispositivos médicos crece especialmente en países emergentes de Asia y América Latina.
Ampliar imagen
(© Colourbox)
El sector de tecnología médica de Alemania, caracterizado por empresas medianas, ofrece una amplia variedad de productos, que gracias a la estrecha colaboración con facultativos y clínicas se adapta continuamente a las necesidades de médicos y pacientes, desde la mesa de operaciones completamente automatizada, pasando por el instrumental quirúrgico de alta tecnología, equipos técnicos de respiración artificial y de anestesia hasta el software correspondiente. La ecografía tridimensional permite obtener en tiempo real imágenes del interior del corazón, y las nuevas y sofisticadas técnicas médicas mínimamente invasivas ofrecen a los pacientes un tratamiento rápido, suave y sin dolor. Innovadores sistemas de navegación asisten a otorrinolaringólogos, a especialistas en cirugía bucal y maxilofacial, neurocirujanos, etc. Reúnen toda la información importante en una pantalla central y evitan que los médicos efectúen intervenciones incorrectas durante la operación. Los implantes cocleares inteligentes ayudan a sordos, y una estimulación selectiva de las células nerviosas se está consolidando en el tratamiento de pacientes con Parkinson.
Datos y comunicación de informática no sólo serán algo cotidiano en las clínicas, sino también en la atención al paciente. Los diabéticos, por ejemplo, ya pueden informar sobre sus niveles de glucosa en la sangre a través del móvil o el iPad a su médico de cabecera. Otras “apps” permiten realizan pruebas visuales y auditivas o análisis de lunares. Gracias a los sistemas de asistencia, las personas mayores pueden vivir más, más independientes, más sanas, seguras y móviles. Ciclos de innovación relativamente cortos impulsarán el crecimiento de las tecnologías médicas. Alrededor de una tercera parte de la facturación de los fabricantes alemanes se obtiene con productos con menos de tres años de edad. Y la revolución de la tecnología médica no ha hecho más que empezar. Los tejidos de piel humana hechos en fábrica, los vasos sanguíneos producidos artificialmente y las válvulas del corazón renovables ya no son una visión lejana.
Nanotecnología: marcapasos de diminutas dimensiones
Las dimensiones son pequeñas, pero el potencial es enorme: sólo unas pocas millonésimas de milímetros miden las estructuras nanotecnológicas. Pero en la escala nanométrica, las propiedades de materiales, como el punto de fusión o la solubilidad, son muy diferentes. Los ingenieros y científicos alemanes utilizan estos conocimientos para marcar las tendencias en muchos sectores, desde la óptica, la electrónica y la tecnología de la construcción, la medicina, farmacéutica, química y textiles, hasta la ingeniería mecánica, técnicas de seguridad, tecnología medioambiental y biotecnología. Alemania ocupa el tercer puesto mundial en el campo de esta tecnología emergente, después de EE.UU. y Japón. Unas 950 empresas alemanas, incluyendo muchas nuevas medianas empresas, trabajan en nanoproductos.
Ampliar imagen
(© colourbox)
La nanotecnología se utiliza, por ejemplo, para la ingeniería de edificios. Los nanomateriales en la cristalización de módulos solares permiten aprovechar mejor la luz solar. Científicos de la Universidad Técnica de Renania del Norte-Westfalia (RWTH) en Aquisgrán trabajan en nanopartículas que permiten obtener nuevas imágenes moleculares para el diagnóstico de determinadas enfermedades, como el Alzheimer, y tratamientos a medida. El tratamiento del cáncer con nanopartículas ya ha dado los primeros resultados, según estudios clínicos realizados en colaboración con el Centro Alemán de Investigación Oncológica (DKFZ) en Heidelberg. Y algunos instrumentos auxiliares, como catéteres, son más higiénicos gracias a los nanorevestimientos.
En materia de productos fitosanitarios, los ingredientes activos envasados en nanocápsulas se pueden utilizar de manera más eficiente y ecológica, dado que así las sustancias acceden mejor a su lugar de acción. También la movilidad eléctrica apuesta por la nanotecnología: investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) trabajan en nanomateriales especiales que aumentan la vida útil y la capacidad de almacenamiento de las baterías de vehículos eléctricos. Las diminutas partículas ofrecen también la posibilidad de estampar circuitos integrados sobre finísimas películas, lo cual que hace que las pantallas sean aún más planas. Los nanomateriales también contribuyen a combatir el plagio. Sistemas de marcación basados en nanomateriales o materiales nanobiotecnológicos se utilizan hoy para evitar la falsificación de medicamentos o de piezas de automóviles y aviones.
La seguridad de nanomateriales se examina muy intensamente en Alemania. En estudios de investigación se analizan los efectos sobre el ser humano y el medio ambiente y se exploran riesgos potenciales. El Gobierno alemán ha presentado, por ejemplo, con el plan de acción “Nanotecnología 2015”, un concepto para la utilización de nanotecnología sin peligro para el ser humano y el medio ambiente.
Biónica: Aprender de la naturaleza
La naturaleza es un inmenso laboratorio. Durante millones de años de evolución se han hallado soluciones que permiten la vida de los organismos. De este desarrollo se benefician científicos e ingenieros. La biónica es la disciplina que combina la biología y la tecnología. Y los ingenieros alemanes son líderes en el desarrollo de aplicaciones biónicas.
Ampliar imagen
(© Colourbox)
Un ejemplo de ello son robots escaladores que suben como lagartijas por lisas fachadas de cristal gracias a unas láminas especiales. O escarabajos que perciben la luz infrarroja y pueden servir de ejemplo para la fabricación de sensores infrarrojos en alarmas de incendio. La piel del tiburón inspiró a los investigadores del Centro Alemán de Aeronáutica (DLR) para desarrollar la superficie llamada “riblet”. La baja resistencia al flujo de esta superficie reduce la fricción en el aire y en el agua de aviones y barcos. Para el brazo del robot que la empresa Festo ha desarrollado con investigadores del Instituto Fraunhofer se utilizó como modelo una trompa de elefante. La parte superior del robot en forma de trompa está conformado por sensibles dedos que pueden asir incluso objetos frágiles.
Investigadores de la Universidad Técnica de Ilmenau desarrollan una base para pacientes que deben guardar cama, la cual se percibe como piel humana. La base detecta por medio de sensores cómo la piel real del paciente está irrigada. Si surge amenaza de escaras, la base impulsa la circulación de la sangre mediante movimientos.
Enlaces:
Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF)
Clara Steffens y Henning Hochrinner, cortesía magazin-deutschland, febrero 2012.
