Las 10 principales tecnologías emergentes en 2013

Los nuevos desafíos exigen nuevas tecnologías para enfrentarlos. Ell Consejo de la Agenda Mundial sobre Tecnologías Emergentes, del Foro Económico Mundial, identifica aquí las 10 principales tendencias tecnológicas más prometedoras que pueden contribuir a lograr un desarrollo sostenible en las próximas décadas a medida que la población mundial y las demandas materiales impuestas al medio ambiente continúan creciendo con rapidez. Se trata de tecnologías  que, según considera el Consejo, han logrado avances en su desarrollo y se aproximan al despliegue en gran escala.

Vehículos eléctricos en línea (OLEV)

La tecnología inalámbrica puede suministrar ahora electricidad a vehículos en movimiento. En los coches eléctricos de la próxima generación hay conjuntos de bobinas de toma bajo el piso del vehículo que reciben electricidad a distancia a través de un campo electromagnético transmitido por cables instalados bajo la carretera. La corriente carga asimismo una batería a bordo utilizada para propulsar el vehículo cuando está fuera del alcance del campo. Dado que la electricidad proviene de una fuente externa, estos vehículos sólo necesitan la quinta parte de la capacidad de la batería de un coche eléctrico estándar y pueden registrar una eficiencia en la transmisión superior al 80%. En Seúl, Corea del Sur, se están sometiendo a prueba vehículos eléctricos en línea.

 Impresión tridimensional y fabricación remota

La impresión tridimensional permite crear estructuras sólidas en base a un archivo informático digital, con la posibilidad de revolucionar los aspectos económicos de la fabricación si se pueden imprimir objetos a distancia en la casa o en la oficina. En este proceso se depositan capas de material una sobre otra a fin de crear estructuras autónomas de abajo arriba. Los planos preparados en base a diseños con ayuda de computadora se cortan en secciones transversales a fin de crear plantillas para imprimir, permitiendo que se usen objetos creados virtualmente como modelos para “copias impresas” hechas de plástico, aleaciones de metales u otros materiales.

 Materiales que se autorregeneran

Una de las características que definen a los organismos vivos es su capacidad inherente de reparar daños físicos. Una tendencia creciente en la biomimética es la creación de materiales estructurales no vivos que también tienen la capacidad de autorregenerarse cuando se cortan, desgarran o fisuran. Los materiales que se autorregeneran y que reparan daños sin la intervención humana externa podrían prolongar la vida útil de bienes manufacturados y reducir la demanda de materias primas, además de mejorar la seguridad inherente de materiales utilizados en la construcción o como elementos constituyentes de los fuselajes de aeronaves.

Purificación de agua con bajo consumo energético

La escasez de agua es un problema ecológico que se agrava en muchas partes del mundo debido a la competencia que presentan las demandas de la agricultura, las ciudades y otros usos humanos. En aquellos casos en que el agua dulce se ha utilizado excesivamente o agotado, la desalinización de agua de mar ofrece volúmenes de agua casi ilimitados pero con un gasto considerable de energía – principalmente de combustibles fósiles – para accionar sistemas de evaporación o de ósmosis inversa. Hay tecnologías emergentes que ofrecen la posibilidad de lograr una eficiencia energética considerablemente superior en la desalinización o purificación de aguas residuales, reduciendo potencialmente el consumo de energía en un 50% o más. Técnicas como la ósmosis directa pueden mejorar incluso más la eficiencia utilizando energía calorífica de bajo nivel proveniente de la producción de energía térmica o de calor renovable generado por instalaciones solares térmicas y geotérmicas.

Conversión y uso de dióxido de carbono (CO₂)

Las tecnologías largamente prometidas para la captura y el secuestro subterráneo de dióxido de carbono no han demostrado aún ser comercialmente viables, ni siquiera a escala de una sola central eléctrica grande. Las nuevas tecnologías que convierten el CO₂ no deseado en bienes comercializables pueden resolver potencialmente las deficiencias económicas y energéticas de las estrategias tradicionales de captura y secuestro de carbono. Uno de los enfoques más prometedores utiliza bacterias fotosintéticas creadas mediante tecnología biológica para convertir CO₂  residual en combustibles líquidos o sustancias químicas, utilizando sistemas modulares solares de conversión de bajo costo. Se considera que habrá sistemas individuales con una extensión de cientos de acres dentro de dos años. Al ser de 10 a 100 veces más productivos por unidad de superficie terrestre, estos sistemas podrían superar una de las principales limitaciones medioambientales a los biocombustibles en base a materias primas agrícolas o de algas, y suministrar combustibles más bajos en carbono para automóviles, aeronaves u otros grandes usuarios de combustibles líquidos.

Mejor nutrición para mejorar la salud a nivel molecular

Incluso en los países desarrollados, millones de personas padecen desnutrición debido a deficiencias de nutrientes en su alimentación. Ahora hay técnicas genómicas modernas que pueden determinar a nivel de la secuencia genética el inmenso número de proteínas naturalmente consumidas que son importantes en la alimentación humana. Las proteínas identificadas podrían tener ventajas en comparación con los suplementos proteicos habituales ya que pueden suministrar un mayor porcentaje de aminoácidos esenciales y presentan mejor solubilidad, sabor, textura y características nutricionales. La producción en gran escala de proteínas puras para la dieta humana en base a la aplicación de biotecnología a la nutrición molecular puede representar beneficios para la salud, por ejemplo, desarrollo muscular, manejo de la diabetes o disminución de la obesidad.

 Detección a distancia

El uso cada vez más difundido de sensores que permiten respuestas frecuentemente pasivas a estímulos externos continuará cambiando la forma en que respondemos al entorno, especialmente en la esfera de la salud. Cabe citar como ejemplos los sensores que monitorizan de manera continua funciones del cuerpo humano – como la frecuencia cardíaca, el oxígeno en la sangre y la glucemia – y, de ser necesario, activan una respuesta médica como el suministro de insulina. Los adelantos logrados se basan en la comunicación inalámbrica entre dispositivos, las tecnologías de detección de bajo consumo energético y, a veces, el aprovechamiento activo de la energía. Otro ejemplo es la detección de vehículo a vehículo, que mejora la seguridad vial.

Administración de fármacos con precisión mediante la tecnología a nanoescala

Los fármacos que pueden administrarse con precisión a nivel molecular dentro o alrededor de una célula afectada pueden brindar oportunidades sin precedentes de tratamientos más eficaces, reduciendo al mismo tiempo efectos secundarios adversos. Las nanopartículas dirigidas que se adhieren al tejido afectado facilitan la administración a microescala de compuestos terapéuticos potentes, minimizando al mismo tiempo su impacto sobre el tejido sano, y están avanzando en ensayos médicos. Después de casi una década de investigaciones, estos nuevos enfoques presentan finalmente signos de utilidad clínica.

Electrónica orgánica y materiales fotovoltaicos

La electrónica orgánica – un tipo de electrónica impresa – es el uso de materiales orgánicos como polímeros para crear circuitos y dispositivos electrónicos. A diferencia de los semiconductores tradicionales (a base de silicio) que se fabrican mediante costosas técnicas fotolitográficas, la electrónica orgánica se puede imprimir con procesos de bajo costo y a escala regulable como la impresión mediante chorro de tinta, característica que hace que sean muy baratos en comparación con los dispositivos electrónicos tradicionales, tanto en términos de costo por dispositivo como de bienes de capital requeridos para producirlos. Si bien es poco probable que la electrónica orgánica compita actualmente con el silicio en cuanto a velocidad y densidad, presenta la posibilidad de representar una ventaja importante en cuanto a costo y versatilidad. El costo de los colectores fotovoltaicos solares impresos de producción en gran escala, por ejemplo,  podría acelerar la transición a la energía renovable.

 Reactores de la cuarta generación y reciclaje de desechos nucleares

La corriente que pasa una sola vez por los reactores nucleares utiliza sólo el 1% de la energía potencial disponible en el uranio, dejando el resto contaminado radiactivamente como “desechos nucleares”. Si bien el desafío técnico que presenta la eliminación geológica es manejable, el desafío político de los desechos nucleares limita en gran medida el interés presentado por esta tecnología energética de cero carbono y escala muy regulable. El reciclaje de combustible agotado y la reproducción de uranio 238 como nuevo material fisible – denominado Nuclear 2.0 – prolongarían durante siglos los recursos de uranio ya extraídos, reduciendo considerablemente al mismo tiempo el volumen y la toxicidad a largo plazo de los desechos, cuya radiactividad disminuiría por debajo del nivel del mineral de uranio original a una escala de siglos en vez de milenios. Esto reduce en gran medida el reto de la eliminación geológica (y hasta cabría decir que la tornaría innecesaria) y hace que los desechos nucleares sean un problema medioambiental de menor importancia en comparación con los desechos peligrosos producidos por otras industrias. En varios países se están desplegando tecnologías de la cuarta generación – como los reactores rápidos enfriados por metal líquido – ofrecidas por empresas de ingeniería nuclear arraigadas.

Esta lista ha sido preparada por el Consejo de la Agenda Mundial sobre Tecnologías Emergentes, del Foro Económico Mundial, cuyo actual presidente es David King. Para una lista completa de los miembros del Consejo, ver aquí

Imagen: diseños creados por medio de la impresión 3D en Leuven REUTERS/Yves Herman