Las megatendencias tecnológicas actuales y su impacto

Algunos avances
del futuro
Megatendencias tecnológicas
Las megatendencias
Megatendencia
tecnológicas actuales
y su impacto en
la identificación
de oportunidades
estratégicas
de negocios
Biotecnología
agrícola
Inteligencia
artificial
Tema
Información
Biocombustibles
Existen cambios en los patrones
de cultivo. La tierra se utiliza
para cosechar materia prima para
biocombustibles, en detrimento de
otros productos, como la naranja,
que serán escasos.
Alimentos
para
consumo
humano
Los centros de investigación
desarrollan métodos para modificar
el sabor, color y la textura de frutas
y legumbres.
Alimentos
para
consumo
humano
Las grandes procesadoras
de alimentos invierten en
biotecnología para conocer las
propiedades de los alimentos que
benefician la salud y que pueden
aprovechar como elementos de
mercadotecnia. Sin embargo la
rentabilidad de algunos cultivos
será limitante para invertir en
conocer su genoma.
Fabricación y
diseño
La conducción de automóviles
estará a cargo del piloto automático
guiado por un navegador GPS y
alimentado con el estado de las
vialidades. El sistema incluirá
alcoholímetro y monitor de signos
vitales.
Electrónica
En el 2050 los nanorrobots podrán
acomodarse de diferente forma
permitiendo que dispositivos
electrónicos cambien de forma y se
reduzcan de tamaño.
Grupo de Desarrollo Regional
del Tecnológico de Monterrey
MEMS
Continúa en la siguiente solapa.
Las megatendencias
tecnológicas actuales
y su impacto
en la identificación
de oportunidades
estratégicas de negocios
Las megatendencias
tecnológicas actuales
y su impacto
en la identificación
de oportunidades
estratégicas de negocios
Grupo de Desarrollo Regional del Tecnológico de Monterrey
Título original
Las megatendencias tecnológicas actuales y su impacto en la identificación de oportunidades estratégicas
de negocios
Compilado por:
Grupo Coordinador de Desarrollo Regional del Tecnológico de Monterrey
Diseño de la publicación
Adriana Hernández Márquez
Juan Carlos Muñoz Anaya
Primera edición, 2009
Derechos Reservados©
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Av. Eugenio Garza Sada Sur No. 2501, C.P. 64849, Monterrey, N.L.
Se prohíbe la reproducción total o parcial de este documento por cualquier medio sin previo y expreso
consentimiento por escrito del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey a cualquier
persona y actividad que sean ajenas al mismo.
ISBN 978-607-7517-94-8
El Tecnológico de Monterrey propicia las investigaciones de sus profesores, sin embargo, de acuerdo
al principio de libertad de cátedra, el contenido, los datos y las opiniones expresadas en este libro son
responsabilidad de los autores y no expresan la opinión institucional de FEMSA ni del ITESM.
Mensaje del Rector
del Tecnológico
de Monterrey
El Tecnológico de Monterrey, comprometido con su misión a
promover el desarrollo del país mediante la formación de recursos
humanos altamente calificados y la promoción del espíritu
emprendedor, ha realizado una serie de esfuerzos de investigación
para identificar oportunidades estratégicas para el desarrollo.
Estos proyectos, que buscan el fortalecimiento de la base productiva
de los estados y las regiones del país, incluyen información con
respecto al desarrollo de nuevos productos en el contexto de
la nueva economía del conocimiento, la adopción de nuevas
tecnologías y los mercados que se abrirán a los nuevos productos.
La presente publicación, que forma parte de este esfuerzo, ofrece
información acerca de las nuevas megatendencias tecnológicas
que están afectando al mundo y su impacto en la identificación de
las oportunidades de negocios, a corto y mediano plazo. Ofrece,
pues, elementos importantes a considerar en cuanto a la generación
de negocios de alto valor agregado.
Rafael Rangel Sostmann
Rector del Tecnológico de Monterrey
Mensaje del Director
General de Fomento
Económico Mexicano,
S.A.B. de C.V. (FEMSA)
México tiene un gran potencial de desarrollo en sus distintas
regiones, el cual es necesario impulsar para generar empleos,
certidumbre y mejores condiciones de vida para las familias.
La equidad entre los mexicanos es una aspiración que debemos
enfrentar con espíritu emprendedor, con productividad y competitividad. El desarrollo regional es clave para ello y por tanto lo asumimos como responsabilidad y compromiso compartido.
Conscientes de este compromiso, en FEMSA impulsamos un
proyecto en conjunto con el Tecnológico de Monterrey para analizar
las diferentes formas de desarrollo de México y proporcionar
información sobre el desarrollo regional, uno de los enfoques más
exitosos en la generación de valor.
El Análisis del Desarrollo Regional implica estudiar desde las
características geográficas, los factores sociales, las tendencias
mundiales, para innovar, crear o utilizar la mejor tecnología y
enfocarnos en lo que hará que nuestra región prospere.
Si conocemos estas particularidades, podremos planear estratégicamente en qué actividades económicas tenemos que enfocarnos, definiendo claramente los roles y responsabilidades de gobiernos, empresas y sociedad para conjuntar esfuerzos, lograr la
mejor productividad y ser competitivos, no sólo para cada región,
sino para todo el país.
En FEMSA estamos conscientes que nuestra labor como empresa va más allá de sólo crear valor económico, sino que nos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
MENSAJE DEL DIRECTOR GENERAL DE FOMENTO ECONÓMICO MEXICANO, S.A.B. DE C.V. (FEMSA)
hemos comprometido para al mismo tiempo generar simultáneamente iniciativas que contribuyan a la indispensable cohesión
social que requieren nuestras comunidades para progresar y vivir
en armonía.
Esperamos que la información reunida por los especialistas del
Tecnológico de Monterrey, sea de utilidad para inspirar y guiar
a nuevas empresas e instituciones a contribuir al desarrollo de
México.
José Antonio Fernández Carbajal
Director General de
Fomento Económico Mexicano, S.A.B. de C.V. (FEMSA)
Contenido
Presentación.................................................................................................................... 13
Capítulo 1
El análisis de las megatendencias............................................................................. 17
1.1 ¿Qué son las megatendencias?: definición e importancia de su estudio..... 17
1.2 Contexto de búsqueda de oportunidades basado en megatendencias...... 18
1.3 Las doce megatendencias tecnológicas.......................................................... 21
Capítulo 2
Sistemas ópticos............................................................................................................ 25
2.1 Descripción.......................................................................................................... 25
2.2 Temas de investigación....................................................................................... 27
2.3 Tecnologías existentes........................................................................................ 28
2.4 Tecnologías emergentes..................................................................................... 30
2.5 Productos y Servicios.......................................................................................... 31
2.6 Taxonomía............................................................................................................. 35
Capítulo 3
Biotecnología agrícola..................................................................................................... 43
3.1 Descripción.......................................................................................................... 43
3.2 Temas de investigación....................................................................................... 45
3.3 Tecnologías existentes........................................................................................ 46
3.4 Tecnologías emergentes..................................................................................... 48
3.5 Productos y servicios.......................................................................................... 48
3.6 Taxonomía............................................................................................................. 51
Capítulo 4
Biotecnología médica...................................................................................................... 55
4.1 Descripción.......................................................................................................... 55
4.2 Temas de investigación....................................................................................... 59
4.3 Tecnologías existentes........................................................................................ 59
4.4 Tecnologías emergentes..................................................................................... 61
4.5 Productos y servicios.......................................................................................... 62
4.6 Taxonomía............................................................................................................. 68
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CONTENIDO
Capítulo 5
Células, tejidos y órganos artificiales......................................................................... 75
5.1 Descripción.......................................................................................................... 75
5.2 Temas de investigación....................................................................................... 80
5.3 Tecnologías existentes........................................................................................ 86
5.4 Tecnologías emergentes..................................................................................... 87
5.5 Productos y servicios.......................................................................................... 88
5.6 Taxonomía............................................................................................................. 89
Capítulo 6
Computadoras de alto rendimiento............................................................................... 97
6.1 Descripción.......................................................................................................... 97
6.2 Temas de investigación....................................................................................... 98
6.3 Tecnologías existentes........................................................................................ 99
6.4 Tecnologías emergentes..................................................................................... 99
6.5 Productos y servicios.......................................................................................... 99
6.6 Taxonomía........................................................................................................... 101
Capítulo 7
Inteligencia artificial..................................................................................................... 105
7.1 Descripción........................................................................................................ 105
7.2 Temas de investigación..................................................................................... 106
7.3 Tecnologías existentes...................................................................................... 107
7.4 Tecnologías emergentes................................................................................... 108
7.5 Productos y servicios........................................................................................ 108
7.6 Taxonomía........................................................................................................... 111
Capítulo 8
Materiales inteligentes e ingeniería de superficies............................................. 119
8.1 Descripción........................................................................................................ 119
8.2 Temas de investigación..................................................................................... 123
8.3 Tecnologías existentes...................................................................................... 124
8.4 Tecnologías emergentes................................................................................... 125
8.5 Productos y servicios........................................................................................ 128
8.6 Taxonomía........................................................................................................... 131
Capítulo 9
MEMS (Sistemas micro-electro-mecánicos)......................................................... 137
9.1 Descripción........................................................................................................ 137
9.2 Temas de investigación..................................................................................... 138
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CONTENIDO
9.3 Tecnologías existentes...................................................................................... 139
9.4 Tecnologías emergentes................................................................................... 139
9.5 Productos y servicios........................................................................................ 140
9.6 Taxonomía........................................................................................................... 141
Capítulo 10
Micro y nanotecnología................................................................................................. 145
10.1 Descripción...................................................................................................... 145
10.2 Temas de investigación................................................................................... 147
10.3 Tecnologías existentes.................................................................................... 147
10.4 Tecnologías emergentes................................................................................. 148
10.5 Productos y servicios...................................................................................... 148
10.6 Taxonomía........................................................................................................ 150
Capítulo 11
Nuevas tecnologías energéticas................................................................................ 155
11.1 Descripción...................................................................................................... 155
11.2 Temas de investigación................................................................................... 159
11.3 Tecnologías existentes.................................................................................... 159
11.4 Tecnologías emergentes................................................................................. 161
11.5 Productos y servicios...................................................................................... 162
11.6 Taxonomía ....................................................................................................... 164
Capítulo 12
Realidad mixta................................................................................................................. 171
12.1 Descripción...................................................................................................... 171
12.2 Temas de investigación................................................................................... 173
12.3 Tecnologías existentes.................................................................................... 174
12.4 Tecnologías emergentes................................................................................. 174
12.5 Productos y servicios generados.................................................................. 174
12.6 Taxonomía ....................................................................................................... 176
Capítulo 13
Tecnologías inalámbricas............................................................................................... 179
13.1 Descripción...................................................................................................... 179
13.2 Temas de investigación ................................................................................. 184
13.3 Tecnologías existentes.................................................................................... 184
13.4 Tecnologías emergentes................................................................................. 185
13.5 Productos y servicios generados.................................................................. 185
13.6 Taxonomía........................................................................................................ 187
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CONTENIDO
Capítulo 14
Conclusiones................................................................................................................. 193
Bibliografía..................................................................................................................... 197
Presentación
Desde la primera mitad del siglo XX se ha hecho evidente la aceleración con
que se han sucedido los cambios a nivel social, cultural, económico y tecnológico; además, se ha acentuado el alcance del impacto que estos cambios
han tenido en las naciones, organizaciones y personas. Esta yuxtaposición
de eventos ha provocado una evolución sin precedentes en la manera de
actuar de los grupos humanos, que también se ha reflejado en el acontecer
económico de todos los países.
La complejidad del entorno, la velocidad y la magnitud de los cambios
obligan a realizar un análisis constante de las nuevas condiciones globales y
regionales; identificando los elementos más relevantes, que permitan generar las mejores estrategias de acción. Estas decisiones pueden conducir al
aprovechamiento de oportunidades de desarrollo en las personas y comunidades, para lograr nuevas formas de creación y uso eficiente y efectivo del
conocimiento.
John Naisbitt en su libro Megatrends 2000 (1990) Alvin Toffler en libros
como El shock del futuro (1970), y últimamente en La revolución de la riqueza
(2007), así como Herman Maynard y Susan Mehrtens en La cuarta ola (1996)
fueron los pioneros en analizar e identificar grandes tendencias que afectan
de manera directa al mundo y que se manifiestan en un plano multidimensional.
Posteriormente, estos trabajos seminales derivaron en observatorios de
tendencias futuras, que se han dedicado a delinear todos los fenómenos que
a su juicio influenciarán la sociedad y la economía en un futuro cercano.
De acuerdo a estos autores y a varios think tanks (rand Corporation,
Stanford Delta Scan y Deutsche Bank Research son tres buenos ejemplos),
es necesario identificar dichas tendencias mundiales e integrarlas a cualquier estudio de prospectiva para que éste tenga utilidad en el mediano y largo plazos. Las megatendencias, como sostienen Naisbitt y Aburdene (1990),
son las grandes fuerzas en el desarrollo humano y tecnológico que afectarán
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
14
PRESENTACIÓN
el futuro en todas las áreas de la actividad humana, en un horizonte de diez a quince
años. Los gobiernos, las instituciones y las empresas las deben tomar en cuenta para
diseñar sus objetivos de largo plazo y enfocar sus esfuerzos y recursos.
Reconociendo su utilidad, las megatendencias ofrecen información sobre los futuros
probables a través de sus manifestaciones presentes y, por lo tanto, se convierten en
un punto de partida para ver hacia dónde se mueve el mundo. El identificar señales que
indiquen futuros posibles y su impacto en productos, comportamientos y organizaciones
se vuelve un arma indispensable en cualquier proceso de planeación.
La principal premisa de las megatendencias actuales es que transitamos de una
sociedad industrial a una sociedad basada en el conocimiento, y que es por lo tanto el
desarrollo de este conocimiento el mejor indicador de la sociedad futura y sus oportunidades.
El grupo de desarrollo regional del Tecnológico de Monterrey se abocó a integrar
en este libro las megatendencias que a juicio de los autores probablemente marcarán el
futuro previsible del mundo, tanto en el aspecto tecnológico como en el social, tratando
de identificar los comportamientos que influenciarán a personas, grupos, instituciones,
comunidades, regiones y países, para con ello identificar oportunidades de productos y
servicios emergentes que puedan comercializarse en los mercados mundiales. Específicamente, se trató de identificar el impacto de las megatendencias mundiales en negocios de alto valor agregado que fueran relevantes al desarrollo regional de los estados
de México.
Las megatendencias que se describen en este libro son el resultado de un enorme
trabajo de investigación y análisis por parte de un gran equipo de investigadores, en el
marco del grupo de desarrollo regional y dirigido por el Dr. Héctor Moreira Rodríguez,
Vicerrector de Desarrollo Académico e Investigación del Tecnológico de Monterrey. Este
equipo estuvo conformado por 24 profesores-investigadores del ITESM en doce campus
a lo largo del país, quienes con el apoyo de asistentes y alumnos de posgrado durante
un año estuvieron trabajando, llevando a cabo tareas no sólo de búsqueda y análisis de
información, sino de validación de conclusiones con expertos a nivel nacional.
Para realizar este trabajo de investigación se desarrolló una metodología específica
que permite identificar los componentes más importantes de la megatendencia, y se
concentra en una técnica para la identificación de productos y servicios comercialmente
atractivos en el futuro, a través del análisis de los elementos de mayor peso en el fortalecimiento de la megatendencia, así como en la evaluación del impacto de ésta en el mercado y en la sociedad. Para la aplicación de esta metodología, se utilizaron un manual
de aplicación y un software que llevaron paso a paso a cada investigador en su trabajo.
Además de los tutoriales, se llevaron a cabo sesiones de capacitación para el desarrollo
de esta investigación en las que participaron 63 investigadores de Ciudad de México,
Cuernavaca, Guadalajara, Hermosillo, Irapuato, León, Monterrey, Morelia, Pachuca, Puebla, Querétaro y Toluca.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
PRESENTACIÓN
15
Los resultados de este esfuerzo se presentan en las siguientes páginas, y es deseo
de los autores que puedan servir como elementos catalizadores para tratar de construir
un futuro para México con una base científica cada vez más sólida, que fortalezca la capacidad nacional para producir bienes de mayor valor agregado, y que de esta forma se
traduzca en una mayor calidad de vida para toda la población, y en la conformación de
una sociedad que cada vez más dé a los mexicanos oportunidades de utilizar al máximo
sus capacidades.
1
El análisis de las
megatendencias
1.1 ¿Qué son las megatendencias?:
definición e importancia de su estudio
En términos generales entendemos una tendencia como la dirección o la
propensión a dirigirse hacia un objetivo determinado que tiene cualquier
elemento. (rae, 2008). En este sentido, una megatendencia se manifiesta
en la dirección que toman simultáneamente varios aspectos de la sociedad
(en términos tecnológicos, de nuevos productos, sistemas de producción
y preferencias de consumo) y que tendrán un impacto cuyos efectos serán
perceptibles por un segmento significativo de la sociedad por más de una
década.
Reconocidos autores han estudiado e identificado grandes cambios en
la sociedad, como Patricia Aburdene que ha definido megatendencia de la
siguiente forma: “es una gran dirección dominante que modela nuestra vida
durante una década o más”. (2006). En el mismo sentido, se han publicado
libros como “Microtrends: the small forces behind tomorrow’s big changes”
de Mark Penn, que buscan describir los cambios que guiarán el presente
hacia nuevas formas de comportamiento en la sociedad y en la producción;
para él las “microtendencias” son las fuerzas que están emergiendo, de manera contra-intuitiva y que moldean nuestro futuro. (Penn, 2007)
En general, para detectar estos grandes cambios se deben observar
los patrones que están emergiendo en el comportamiento social, las tecnologías, la economía, los medios, el cuidado de la salud y los negocios.
(Watson, 2008)
La importancia de la identificación y análisis de las megatendencias
radica no sólo en la previsión de los acontecimientos que pueden transformar la vida social y los mercados, sino en el potencial de prevenirlos,
de modificarlos y de actuar en consecuencia. Es decir, a partir de la
idea del futuro que contempla una megatendencia, podemos no sólo
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
18
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
beneficiarnos de sus contribuciones, sino también protegernos de las amenazas
que representa, y planear sobre cómo obtener el mayor beneficio posible en el entorno actual. La premisa de las megatendencias es que identificando los elementos
que sostienen e impulsan su avance, se puede construir el futuro.
Bajo esta premisa, el analizar el impacto que pueden tener los cambios identificados en las megatendencias sobre nuestra vida diaria y en los productos y servicios ofrecidos en nuestra economía, aunado al ritmo con que los avances científicos
y tecnológicos que la componen, son adoptados por la industria y por los mercados,
es cada vez más pertinente.
1.2 Contexto de búsqueda de oportunidades
basado en megatendencias
El análisis de megatendencias ofrece información que permite detectar oportunidades de
negocio de acuerdo a los siguientes elementos:
•Enfoque hacia el desarrollo regional.
•Prioridad en el desarrollo de los clusters regionales.
•Creación de redes de conocimiento alrededor de los aspectos tecnológicos clave de
los clusters y de sus productos.
•Búsqueda de productos nuevos de alto valor agregado y con un enfoque de largo
plazo
Si consideramos que cualquier proyecto de desarrollo regional contempla la búsqueda de nuevos productos de alto valor agregado con enfoque de largo plazo, la mejor
forma de obtener información sobre productos innovadores y tendencias de mercado es
a través de un análisis de megatendencias.
Esta información sobre tecnologías, nuevos productos y las tendencias de mercado
se pueden integrar en un análisis que incluya datos sobre creación de patentes relativas a nuevas tecnologías y productos, la incorporación de nuevas empresas de base
tecnológica y las inversiones del capital de riesgo en esas empresas. Este libro abre
justamente la posibilidad de presentar información específica sobre las megatendencias
que consideramos pertinentes para los próximos 15 años, y que impactarán en la oferta
y demanda de productos a nivel global.
Además, el análisis de megatendencias contempla el uso de información dinámica,
presentado a través del Observatorio Estratégico-Tecnológico (http://oet.itesm.mx, un
portal de internet diseñado y operado por el Tecnológico de Monterrey), de manera que
el lector pueda generar reportes, con información relevante: patentes, capital de riesgo,
tecnologías, etc.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
19
En el libro se ha diferenciado entre megatendencias sociales y tecnológicas, ya que
son dos tipos diferentes de detonadores de oportunidades concretas de negocios: por
un lado la demanda de una solución por parte del mercado a una necesidad específica
(por ejemplo teléfonos celulares de menor tamaño); y por el otro, la creación de necesidades generadas por una innovación tecnológica (por ejemplo el horno de microondas).
Las megatendencias sociales se asocian al concepto de market pull y significa que la
oportunidad de negocio se origina como respuesta a comportamientos que se pueden
prever en la sociedad en el futuro, y que se pueden traducir en necesidades del mercado.
Las megatendencias tecnológicas se relacionan con el technology push, que busca comercializar una innovación científica o tecnológica sin tener todavía definido un mercado.
A pesar de la distinción, ambas maneras de ver las megatendencias contienen elementos comunes que se manifiestan en las tecnologías asociadas.
Los autores proponen que la interacción de los componentes de las megatendencias sociales con las tecnológicas es la siguiente:
En las megatendencias sociales, un cambio de tipo sociológico, ético, ideológico, moral, de percepción o valoración, genera nuevos comportamientos sociales, que
Figura 1.1 Modelo de la relación entre las megatendencias sociales y
tecnológicas
2
1
Genera
Comportamientos
sociales
3
Demandan
Megatendencia
social
Temas de
investigación
4a
4b
Tecnologías
existentes
Tecnologías
emergentes
Impulsan y
consolidan
Originan
Oportunidades de
negocios
Generan
Productos y
servicios
6
5
Genera
Propician
Comportamientos
Tecnológicos
7
Impulsan y Consolidan
8
Megatendencia tecnológica
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
20
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
demandan el desarrollo tecnológico necesario para producir bienes y servicios, que a su
vez fortalecen y aceleran la megatendencia. Esta lógica se denomina market pull.
A su vez, las megatendencias tecnológicas se generan con cambios cambios en
gran escala en el conocimiento, las aplicaciones o la manera de visualizar una disciplina del conocimiento humano. Estas megatendencias siguen una lógica de technology push. Esto significa que el conocimiento se traduce en productos y servicios
cuyo mercado no se conoce con claridad y que producirá una evolución muy rápida
de los productos y servicios originales. Estos productos y servicios paulatinamente
cambian el comportamiento humano, fortaleciendo y reforzando la megatendencia
tecnológica.
En este proyecto se propone que las megatendencias tecnológicas se manifiestan
a través del siguiente ciclo:
Figura 1.2 Ciclo de las megatendencias tecnológicas
3a
1
Tecnologías
existentes
2
Genera
Temas de
investigación
Megatendencia
tecnológica
Originan
Productos y
servicios
4
Tecnologías
emergentes
Generan
3b
Impulsan y
consolidan
Comportamientos
tecnológicos
6
Propician
Oportunidades de
negocios
5
Las definiciones de cada componente a continuación:
•Temas de investigación: Áreas en donde se está incrementando el conocimiento
básico y las tecnologías derivadas de la megatendencia.
•Tecnologías existentes: Tecnologías conocidas cuyo uso se incrementa y profundiza,
y que evolucionan hacia nuevos productos y servicios.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
21
•Tecnologías emergentes: Nuevas tecnologías que están siendo desarrolladas y que
pueden generar productos y servicios.
•Productos y servicios: Aplicaciones que responden a las innovaciones
tecnológicas.
•Oportunidades / Áreas de negocio concretas: Productos y servicios con un alto
grado de factibilidad y alineación con la estructura económica y los nuevos
mercados.
•Comportamientos tecnológicos: Resultados de la megatendencia que son
percibidos por la sociedad y afectan sus valores, actividades y preferencias.
Éstos, a su vez, retroalimentan e incrementan el efecto de la megatendencia
tecnológica.
Como se aprecia en la figura, la lógica del ciclo comienza con la aparición de conocimiento y desarrollos tecnológicos que son de tal magnitud que se consideran como una
megatendencia tecnológica distinguible (1), la cual genera esfuerzos de investigación y
desarrollo (2), que producen herramientas y conocimiento aplicable (3), los que a su vez
originan productos y servicios (4) que se ofrecen al público. Del total de la oferta tecnológica, sólo una parte tiene éxito a través de oportunidades de negocio concretas (5), las
cuales al expandirse en el mercado propician comportamientos tecnológicos que antes
no existían (6) y responden a la masificación de las tecnologías exitosas. Estos comportamientos impulsan el crecimiento y la evolución de la megatendencia tecnológica,
cerrando el ciclo.
1.3 Las doce megatendencias tecnológicas
Tabla 1.1 Megatendencias tecnológicas
1. Sistemas ópticos.
2. Biotecnología agrícola.
3. Biotecnología médica.
4. Células, tejidos y órganos artificiales.
5. Computadoras de alto rendimiento.
6. Inteligencia artificial.
7. Materiales inteligentes & Ingeniería de superficies.
8. mems (sistemas micro-electro-mecánicos).
9. Micro y nanotecnología.
10. Nuevas tecnologías energéticas.
11. Realidad mixta.
12. Tecnologías inalámbricas.
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
22
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
En este libro se presentan las megatendencias tecnológicas identificadas por los autores
con base en la información analizada:
En la presentación de cada megatendencia se encuentra información como la descripción de la megatendencia señalando sus elementos característicos, sus detonadores, y los cambios que provocan en el entorno. Finalmente, es importante señalar que
las megatendencias implican una compleja relación de muchos elementos, por lo que
también se incluye una taxonomía, que permite darle orden a esta relación de elementos
y procesos que se interrelacionan para generar los productos y servicios específicos para
cada megatendencia.
2
Sistemas ópticos
Gerardo Castañón
Miguel Ángel Tinoco
Elizabeth Belmont
2.1 Descripción
2.1.1. Definición
Son los sistemas o mecanismos que permiten manipular la luz y así modificar
sus propiedades para lograr por medios mínimamente invasivos resultados
de alta calidad en aplicaciones médicas, de instrumentación y de metrología.
Dichas aplicaciones están enfocadas principalmente a los avances en las fibras ópticas, en los láseres, en el estudio de los plasmones, en la nanotecnología y en el de dispositivos de conmutación óptica.
2.1.2 Detonadores
Los elementos tecnológicos de mayor impacto se centran en el campo
tecnológico de las fibras ópticas, los láseres, la nanotecnología y la holografía.
La mejora en las fibras ópticas, respecto a sus características tanto en
atenuación como en dispersión; esto aumentó la ventana óptica de transmisión. Además, se implementó una técnica para enviar más de una señal
por la fibra óptica al mismo tiempo (370 señales) en diferentes longitudes
de onda (wdm). Por otro lado, el pequeño tamaño de las fibras ópticas (125
micras) ha permitido ser utilizado como un receptor de imágenes, introduciendo éste por cavidades muy pequeñas en el cuerpo y permitiendo realizar
operaciones médicas con éxito; así como utilizar a las fibras ópticas como
sensores, entrando en medios corrosivos en donde la electricidad puede ser
muy peligrosa.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
26
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Por otro lado, el avance en los láseres, dándoles mayor coherencia (logrando pulsos
con un ancho de 0.5 nm1.), les ha permitido ser utilizados para realizar cortes exactos,
en aplicaciones médicas como operaciones oftalmológicas, instrumentos para cauterizar
heridas en caso de personas hemofílicas, terapias como la acupuntura láser o la cromoterapia. Además, los avances en láseres de alta potencia que usan carbono permiten una
gran precisión en los cortes en diferentes materiales, ya que el corte no es por desvaste
sino por evaporación. Otro de los aspectos del desarrollo tecnológico en los láseres, es
la gama de infrarrojos y ultravioleta, que impacta en la calidad de la señal, permitiendo
realizar alineaciones en el orden de los milímetros, micras y medidas superiores a éstas,
y la simulación del universo.
Además, los avances en la miniaturización, nano-tecnología, nano-partículas y nano-óptica ha impulsado el desarrollo en la utilización de las ondas acústicas en materiales sólidos
(plasmones), generando nuevas aplicaciones en la medicina. El uso de las nanopartículas
ha permitido reemplazar nervio dañado por un canal o camino de estas nanopartículas que
pueden ser excitadas con plasmones y han permitido transmitir señales haciendo reaccionar
al nervio bueno y logrando realizar movimientos que hasta el momento eran imposibles. Además, la construcción de dispositivos a escala nanométrica ha permitido realizar procesos de
conmutación óptica y no eléctrica, estos dispositivos se llaman MOEMS2
Al mismo tiempo los avances en la holografía permiten avances en seguridad, al
generar características únicas en el elemento óptico.
2.1.3 Comportamientos Tecnológicos
Dentro de los elementos que caracterizan el desarrollo de la megatendencia de sistemas
ópticos se encuentra: el diseño de redes ópticas de mayor ancho de banda y grandes
distancia de transmisión; las aplicaciones de estos sistemas en medicina y en equipos
médicos; el desarrollo de sistemas de visión para vigilancia, exploración y seguridad; la
mejora de los MOEMS2 para el diseño de equipos de telecomunicaciones más flexibles y
veloces que ayuden a la conmutación óptica; y el desarrollo de redes de fibra óptica para
seguridad aérea, terrestre y submarina.
Por otro lado, algunas de las tendencias que caracterizarán los temas relacionados
con la óptica en el 2010-2015 de acuerdo al Observatorio de Prospectiva Tecnológica
Industrial (opti):
Tabla 2.1 Tendencias
Tendencias
Temas relacionados
Productos y aplicaciones biomédicas avanzadas
Monitorización de cuerpo humano
Microinstrumentación para cirugía mínimamente invasiva
1) Nanómetro
2) Micro-optical-electro-mechanical systems
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
27
Tendencias
Temas relacionados
Producción masiva a bajo costo
Módulos multi-chip
Producción seriada
Monitorización y control del medio ambiente
Microsistemas en aparatos de control del medio ambiente
Aplicaciones inteligentes
Productos inteligentes
Sensing layers
Almacenamiento y transferencia de datos
MOEMS en fibra óptica
Sistemas de almacenamiento de mayor capacidad
Dispositivos móviles
Disminución del peso y volumen de los dispositivos móviles
Fuente: Elaboración propia.
Entre los elementos que evidencian el impacto de la megatendencia en la sociedad,
dado por la oferta tecnológica, se observa que los consumidores exigen redes ópticas de
mayor ancho de banda y mayor distancia de transmisión. Existe además un crecimiento
en la demanda de aplicaciones ópticas en medicina y en equipos médicos. De la misma
forma, las empresas y centros públicos demandan mejores sistemas de visión para vigilancia, exploración, seguridad. También se están mejorando algunos dispositivos como
los MOEMS (sistemas micro- electro- opto- mecánicos) para fabricar equipos de telecomunicaciones más flexibles y veloces que ayuden a la conmutación óptica, los centros
de transporte público y de materiales exigen el desarrollo de redes de fibra óptica para
seguridad aérea, terrestre y submarina más especializadas, existe el interés del público
en el desarrollo de computadoras ópticas y la biométrica óptica es aplicada en la seguridad de equipo, documentos oficiales y en transacciones financieras.
2.2 Temas de investigación
En la revisión bibliográfica de las principales líneas de investigación dirigidas por los
Centros de Investigación de las universidades de mayor prestigio en Estados Unidos,
América Latina, Europa y Asia encontramos los siguientes temas:
Tabla 2.2 Temas de Investigación
Diseño genético de fibras microestructuradas
Solitones: trasmisión de señales ópticas mediante
pulsos de luz
Arquitectura de redes de comunicación mediante
sistemas ópticos
Fibra óptica microestructurada con polímeros (mpof)
Sistemas fotónicos no-lineales
Fibra fotónica cristalina de silica y nanofotónica
Sensores ópticos aplicados al medio ambiente y
medicina
Estudios de plasmones en nanopartículas metálicas
Retinas electrónicas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
28
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Telescopio Interferométrico
Materiales ópticos para espacio
Circuitos ópticos integrados y micro-nano
estructuras
Nanotecnología en sensores
Memorias y regeneradores ópticas
Formatos de modulación del alta eficiencia espectral
Sistema ultrarrápido de monitoreo de redes
multicanal para redes transparentes
Seguridad y confiabilidad en redes transparentes
Redes ópticas de acceso y para señales de radio
sobre fibra
Arquitectura de cross-conectores y enrutadores
ópticos y switches
Métodos no invasivos para tratar desórdenes
espinales
Fuente: Elaboración propia.
En México existen centros de investigación que se han enfocado durante varios años
en el desarrollo de este campo, como son: El Instituto de Astronomía de la UNAM; el
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (inaoe); el Centro de Investigación
Científica y Educación Superior de Ensenada (cicese); el Centro de Investigación Óptica
A.C. (cio); Centro de Electrónica y Telecomunicaciones (itesm campus Monterrey) y El
Centro de Óptica (itesm campus Monterrey), entre otros.
En empresas líderes en el ramo los proyectos en el área de los sistemas ópticos son:
Tabla 2.3 Proyectos en el área de sistemas ópticos
Componentes de alta velocidad de semiconductores electrónicos (investigaciones para explorar el límite superior de
los nuevos dispositivos electrónicos)
Radios Cognitivos Inteligentes (ICR siglás en inglés) que utilizan sistemas híbridos de eficiencia energética
Redes de IP de siguiente generación (IRIS)
Nuevas arquitecturas para aumentar la capacidad de las redes de comunicación Quantum
Integración de estructuras ópticas micro-mecánicas de control electrónico lógico
Redes ultra largas Haul Mesh
Monitoreo de rendimiento óptico
Fibras de amplificadores paramétricos
Ruteo de datos ópticos basado en técnicas de lógica fotónica
Procesadores integrados de señales optoelectrónicas, a través de un modulador fotónico de vectores
Chips integrados con silicón
Fuente: Elaboración propia.
2.3 Tecnologías existentes
Las tecnologías existentes que impulsan el desarrollo de la megatendencia, para la optimización en la transmisión de datos, así como para el aumento y mejora de los productos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
29
existentes en las áreas de aplicación, se agrupan en dos categorías: la primera son los
haces de luz y medios de transmisión (láseres, sensores y emisores) y la segunda son
los decodificadores de las señales ópticas.
Tabla 2.4 Haces de luz y medios de transmisión
Haces de luz y medios de transmisión
Redes de difracción sobre fibra óptica
Barrido láser
Diodos de emisión de luz orgánica (oled)
División de longitud de onda
Fases de arreglos multiantenas
Fibra de vidrio, filamentos plásticos y dispersión desplazada
Filtros óptico-reflectivos
Láseres de CO2, gas, materiales activos, infrarrojos, fibra óptica, tres puntos,
inyección, alta y baja potencia
Lentes esferocilíndricas
Luz polarizada elíptica
Materiales ópticos de interacción orgánica y para lentes
Modulación de frecuencia óptica
Recubrimientos antirreflejantes
Refracción infrarroja
Semiconductores
Sensores de fibra óptica, láser, ópticos y multi-gigabyte
Técnicas de caracterización experimental de amplificadores
Técnicas ópticas no lineales
Tecnologías de atenuación y dispersión
Tecnologías de sistemas guiados
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.5 Decodificadores
Decodificadores
Técnicas de inversión espectral
Análisis multiespectral, corrección geométrica, fotogrametría
Antenas ópticas que superan el límite de difracción actual
Cámaras térmicas de infrarrojos
ccd (dispositivos de carga acoplada)
Conjugadores ópticos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
30
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Decodificadores
Diseño de estabilización acelerada
Enlaces óptico-atmosféricos
Espejos líquidos o sólidos
Fotodetectores de alta velocidad
Frecuencia de suma
Iluminación estructurada (3d-sim)
Imágenes hiperespectrales y moleculares
Interferometría holográfica y holografías
Medición por haz de luz
Redes ópticas pasivas (pon)
Tecnologías para metrología óptica
Fuente: Elaboración propia.
2.4 Tecnologías emergentes
Las tecnologías emergentes, se definen como innovaciones científicas que pueden crear
una nueva industria o transformar una existente. Incluyen tecnologías discontinuas derivadas de innovaciones radicales, así como tecnologías más evolucionadas formadas a
raíz de la convergencia de ramas de investigación antes separadas. Cada una de estas
tecnologías ofrece una rica gama de retos y oportunidades de mercado y retos a un futuro que proporcionan el incentivo para realizar inversiones de riesgo. Algunas tecnologías
emergentes que impulsan la megatendencia son:
Tabla 2.6 Tecnologías emergentes que impulsa las megatendencias
Biosensores ópticos
Diodos de bombeo de estado sólido (dpss) y diodos transparente de emisión de luz orgánica (toled)
Reflectometría óptica de baja coherencia
Láseres de silicio híbrido
Proyección de franjas cohesión (lebs) y espectroscopía elástica de luz dispersa de cuatro dimensiones (4d-elf)
Puntos cuánticos (quantum dots)
Opto-electro-mecánica
Óptica de no contacto
Interferometría backscatter (bsi)
Fibra ax (fttx)
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
31
Espectroscopía retrodispersa mejorada de baja
Plasmones
Fuente: Elaboración propia.
2.5 Productos y Servicios
2.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios más relevantes para esta megatendencia se generaron en el campo de la electrónica y computación, telecomunicaciones, procesos comerciales e industriales, medicina, optometría, fotografía y procesamiento de imágenes y
en pantallas y dispositivos de iluminación. A continuación se presentan dichos productos
y servicios clasificados por su área de aplicación.
Tabla 2.7 Electrónica y Computación
Electrónica y Computación
Computadoras ópticas
dvd con capacidad de almacenamiento masivo (mayor a 1tb)
Micro-componentes ópticos
Transistores
Dispositivos optoelectrónicos
Componentes fotónicos integrados
Controles ópticos inalámbricos en entretenimiento
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.8 Telecomunicaciones
Telecomunicaciones
Amplificadores ópticos dopados
con erbio
Televisión digital
Amplificadores y láseres de fibra
óptica o guía óptica integrada
Instrumentos de conmutación
óptica a través de moems (sistemas
micro opto electro mecánicos).
Embudos fotónicos
Técnicas de caracterización
experimental de fibras
Sistemas multiplex ópticos
Cables para trenzado de fibra
óptica, cables coaxiales de fibra
óptica y fibras ópticas de cristal
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
32
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Telecomunicaciones
Compensadores de dispersión
Servicios de instalación y
mantenimiento de redes ópticas de
gran ancho de banda como fibra
a la casa, fibra al edificio y redes
metropolitanas
Soluciones de acceso óptico a
redes
Equipos de comunicación y redes
para sistemas multi-gigabyte
Fibra óptica para envío y recepción
de señales, y transmisión de datos
por Internet
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.9 Procesos Comerciales e Industriales
Procesos Comerciales e Industriales
Modelos teóricos para optimizar el diseño de láseres
Servicios de entrenamiento para uso, mantenimiento y manejo de láseres
Sistemas de seguridad en contra de la falsificación de billetes
Sistemas de ayuda al conductor en condiciones de baja visibilidad
Satélites, aviones y misiles teledirigidos
Láseres de: carbono para aplicaciones industriales (corte, soldadura, plaqueado, endurecimiento), de diodos, de alta potencia
para aplicaciones industriales (calentar, fundir, detectar defectos, tensiones residuales y evaluar propiedades mecánicas).
Detectores de grietas en deposiciones realizadas sobre metales con láser de potencia; y de corrosión.
Estudios comparativos del comportamiento térmico-dinámico de equipos auxiliares de iluminación
Filtros dicroicos
Lentes esféricos, y prismáticos.
Fibroscopios
Servicios de elaboración de medidas geodésicas
Sensores interferométricos para la determinación de vibraciones y desplazamientos en rangos micro y submicrométricos; de láseres para control de niveles; y ópticos de proximidad y movimiento
Servicios de caracterización del comportamiento mecánico y térmico de sólidos y fluidos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.10 Medicina
Medicina
Instrumentos de: neutralización y extirpación de células cancerígenas; para cauterización; y cortar tejido.
Detectores ópticos de tumores; y de cáncer de páncreas en etapas tempranas.
Diagnóstico de infección de hepatitis g
Microscopios 3d, cars (Coherent Anti-strokes Raman Scattering).
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
33
Medicina
Dispositivos portátiles de endoscopía
Tomógrafos de óptica coherente y tomógrafías computarizadas de retina
Cápsulas endoscópicas
Lámparas de hendidura para aplicaciones oftalmológicas
Cirugías para corrección de miopía, hipermetropía y astigmatismo
Tratamientos correctivos de las cataratas
Monitores de la interacción de medicamentos experimentales en el cuerpo humano
Lentes bifocales, de contacto, y intraoculares,
Biosensores para la detección de: agentes contaminantes en ataques químicos o bacteriológicos; enfermedades
infecciosas como hepatitis o sida y de sustancias nocivas como la salmonella
Depilación estética y dermoabrasión
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.11 Optometría
Optometría
Lensómetros
Optómetros
Inclinómetros ópticos
Servicios de cálculo de medición de la distancia entre la tierra y los astros, y de medición de la velocidad de la luz
Telescopios reflectores, refractores y catadióptricos
Queratómetros
Refractómetros
Medidores ópticos de superficies
Detectores de: contaminación atmosférica, movimientos de la corteza terrestre
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2.12 Fotografía y Procesamiento de Imágenes
Fotografía y Procesamiento de Imágenes
Sistemas de meteorológicos ópticos
Servicios de análisis epidemiológico satelital en la agricultura
Cámaras digitales ccd
Modeladores digitales de elevación
Clasificadores de imágenes satelitales (gis & wis)
Mosaicos digitales
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
34
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Tabla 2.13 Pantallas y Dispositivos de Iluminación
Pantallas y Dispositivos de Iluminación
Pantallas: transparentes, de televisión y de dispositivos portátiles (laptops, celulares, pda’s y lentes ).
Dispositivos: de iluminación de muy alta definición (qd-led)T
Micropantallas digitales de alta resolución (lentes traductores de señales acústicas para personas con sordera)
Fuente: Elaboración propia.
2.5.2 Proyectos de Inversión
Los proyectos que a continuación se presentan, son proyectos relacionados con los sistemas ópticos y se encuentran en la lista de proyectos que ya tienen una fuente de financiamiento definida de acuerdo a la información generada por PricewaterhouseCoopers
y la Asociación Nacional de Capital de Riesgo (National Venture Capital Association) en
Estados Unidos para el año 2007:
Inversión en el diseño de:
•Pantallas con tecnología óptica para usarse en dispositivos portátiles como palm,
blackberry y handheld;
•Redes ópticas de mayor ancho de banda y mayor velocidad de transmisión;
•Software para proveedores de telecomunicaciones;
•Sistemas de apoyo en conmutación óptica;
•Componentes basados en fibra de vidrio, para aplicaciones médicas por ejemplo
a través de nanopartículas y plasmones en el diagnósticos y tratamiento de
enfermedades en la espina dorsal;
•Componentes fotónicos;
•Sistemas de visión para vigilancia, exploración y seguridad;
•Láseres para instrumentos quirúrgicos, laparosópicos y de cirugías oculares;
•Sistemas de imagenología médica hiperespectral;
•Holografías;
•Configuraciones ópticas que pueden ser aplicadas a “grating” y “slit”;
•De diódos de emisión de luz (led) en la industria automotriz;
•Enlaces óptico-atmosféricos entre una estación aérea y otra terrestre, para
servicios de vigilancia contra incendios, globos dirigibles que supervisen una zona
determinada y manden información a través de un enlace óptico a una estación
terrestre. El siguiente paso será a largar distancias de 2 a 20 kilómetros; dispositivos
orgánicos, que le permite asimilar los nuevos retos: pantallas flexibles, biosensores,
aprovechamiento de nuevos materiales de síntesis orgánica y nano-aplicaciones
orgánicas.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
35
2.6 Taxonomía
Una manera muy útil de poder identificar los elementos que componen una megatendencia es a través de la siguiente taxonomía.
Esta taxonomía interrelaciona las áreas en que se aplica la megatendencia con las
tecnologías y los productos y servicios resultantes de la aplicación de estas tecnologías.
De esta manera la taxonomía nos ayuda a mapear el desarrollo de la megatendencia y su
relación con productos y servicios existentes que están en proceso de consolidación.
Tabla 2.14 Taxonomía
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Tecnologías
Fotónica
Computación y
almacenamiento óptico
Refracción infrarroja
Antena óptica que supera el
límite de difracción actual
Láser infrarrojo
Sensor óptico
Electrónica y
computación
Equipo electrónico óptico
Productos y servicios
Computadoras ópticas
dvd con capacidad de
almacenamiento masivo
(mayor a1tb)
Micro-componentes ópticos
Antena óptica
Controles ópticos
inalámbricos en
entretenimiento
Fotodetector de alta
velocidad
Transistores
Espejo líquido
Dispositivos
optoelectrónicos
Reflectometría óptica de baja
coherencia. láser de silicio
híbrido
Componentes fotónicos
integrados
Láser de fibra óptica
Amplificadores y láseres de
fibra óptica o guía óptica
integrada
Refracción infrarroja
Embudos fotónicos
División de longitud de onda
Telecomunicaciones
Amplificación y
modificación de señal
Fases de arreglos
multiantenas
Técnicas de caracterización
experimental de
amplificadores
Fibras de dispersión
desplazada
Redes de difracción sobre
fibra óptica
Sistemas multiplex ópticos
Amplificadores ópticos
dopados con erbio
Compensadores de
dispersión
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
36
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Modulación de frecuencia
óptica
Amplificación y
modificación de señal
Técnica de inversión
espectral
Compensadores de
dispersión
Construcción del conjugador
óptico
Red óptica pasiva (pon)
Fibra ax (fttx)
Tecnología de atenuación
Tecnología de dispersión
Fibra óptica para envío y
recepción de señales
Triple play
Televisión digital
Triple play
Fibra óptica para
transmisión de datos por
internet
Opto-electro-mecanica
Instrumentos de
conmutación óptica a través
de moems (sistemas micro
opto electro mecánicos)
Fibra de vidrio
Técnicas de caracterización
experimental de fibras
Telecomunicaciones
Envío y recepción de
datos
Soluciones de acceso
óptico a redes
Fibra de vidrio
Filamentos plásticos
Cables para trenzado
de fibra óptica, cables
coaxiales de fibra óptica y
fibras ópticas de cristal
Sistemas multi-gigabyte
Servicio de instalación y
mantenimiento de redes
ópticas de gran ancho de
banda como fibra a la casa,
fibra al edificio y redes
metropolitanas
Sistemas multi-gigabyte
Equipos de comunicación y
redes para sistemas multigigabyte
Modelos teóricos para
optimizar el diseño de
láseres
Educación
Capacitación
Láser comercial
Holografía
Procesos comerciales
e industriales
Servicios de entrenamiento
para uso, mantenimiento y
manejo de láseres
Sistemas de seguridad en
contra de la falsificación de
billetes
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Tecnología para metrología
óptica
Caracterización del
comportamiento mecánico y
térmico de sólidos y fluidos
Medición por haz de luz
Elaboración de medidas
geodésicas
Cámara térmica de infrarrojos
Sistemas de ayuda al
conductor en condiciones
de baja visibilidad
Tecnología de sistemas
guiados
Satélites, aviones y misiles
teledirigidos
Láser co2
Láseres de carbono para
aplicaciones industriales
(corte, soldadura,
plaqueado, endurecimiento)
Láser de alta potencia
Láseres de alta potencia
para aplicaciones
industriales (calentar, fundir,
detectar defectos, tensiones
residuales y evaluar
propiedades mecánicas)
Láser comercial
Láser de inyección
Procesos comerciales
e industriales
Láser industrial
Lentes y filtros
industriales
Sensores ópticos
industriales
37
Semiconductores
Láseres de diodos
Interferometría holográfica
Detección de grietas en
deposiciones realizadas
sobre metales con láser de
potencia
Interferometría holográfica
Estudios comparativos
del comportamiento
térmico-dinámico de partes
de núcleos debalastos
para equipos auxiliares de
iluminación cortados con
prensa de corte rápido o
láser de potencia
Espectroscopía óptica
Detectores de corrosión
Filtros óptico-reflectivos
filtros dicroicos
Tratamientos hidrofóbicos
lentes esféricos
Lentes de policarbonatos
lentes prismáticos
Fibra óptica
Fibroscopios
Sensores de fibra óptica
Sensores interferométricos
para determinación
de vibraciones y
desplazamientos en rangos
micro y sub-micrométrico
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
38
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Procesos comerciales Sensores ópticos
e industriales
industriales
Cirugías con instrumentos
ópticos
Diagnóstico de
enfermedades
Medicina
Tecnologías
Productos y servicios
Sensores de láser
Sensores láseres para
control de niveles
Sensores ópticos
Cámaras térmicas de
infrarrojos
Láseres de baja potencia
Instrumentos de
neutralización y extirpación
de células cancerígenas
Láseres de baja potencia
Instrumentos para cortar
tejido
Láseres de baja potencia
Instrumentos para
cauterización
Plasmones
Detectores ópticos de
tumores
Espectroscopía de
plasmones
Instrumentos de diagnóstico
de infección de hepatitis g
Espectroscopía elástica
de luz dispersa de cuatro
dimensiones (4d-elf)
Detección temprana de
cáncer de páncreas
Espectroscopía retrodispersa
mejorada de baja cohesión
(lebs)
Detección temprana de
cáncer de páncreas
Frecuencias de suma
Microscopios cars (coherent
anti-strokes raman
scattering)
Técnicas ópticas no lineales
Microscopios cars (coherent
anti-strokes raman
scattering)
Comunicación óptica
Dispositivos portátiles de
endoscopía
Barrido láser
Tomógrafos de óptica
coherente
Comunicación óptica
Cápsulas endoscópicas
Imágenes moleculares
Herramientas para
visualizar la interacción
de medicamentos
experimentales en el cuerpo
humano
Iluminación estructurada
(3d-sim)
Microscopios 3d
Tecnologías de estado sólido
de bombeo de diodo (dpss)
Lámparas de hendidura para
aplicaciones oftalmológicas
Imagenología médica
Oftalmología
Sensores ópticos de
proximidad y movimiento
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Oftalmología
Medicina
Tratamiento
dermatológico
Biosensores
Instrumento de medición
oftalmológico
Instrumento de medición
para laboratorio
Optometría
Instrumento de medición
para construcción e
ingeniería civil
Medición astronómica
39
Tecnologías
Productos y servicios
Barrido láser
Tomógrafo para análisis
computarizado de retina
Láser de gas (excimer)
Cirugías para corrección
de miopía, hipermetropía y
astigmatismo
Interferometría backscatter
(bsi)
Tratamientos correctivo de
las cataratas
Materiales ópticos de
interacción orgánica
Lentes intraoculares
Recubrimientos
antirreflejantes
Lentes bifocales
Diseño de estabilización
acelerada
Lentes de contacto
Láseres de material activo
Depilación estética y
dermoabrasión
Biosensores ópticos
Biosensores para la
detección de agentes
contaminantes en ataques
químicos o bacteriológicos
Biosensores ópticos
Biosensores para la detección
de enfermedades infecciosas
como hepatitis o sida
Biosensores ópticos
Biosensores para la
detección de sustancias
nocivas como la salmonella
Láseres de 3 puntos
Lensómetros
Reflexión de la luz
Queratómetros
Reflexión de la luz
Optómetros
Reflexión de la luz
Refractómetros
Óptica de no contacto
Inclinómetros ópticos
Proyección de franjas
Medidores ópticos de
superficies
Tecnologías para el
conocimiento de los cambios
terrestres y atmosféricos
Medición de la distancia
entre la tierra y los astros
Tecnologías para el
conocimiento de los cambios
terrestres y atmosféricos
Medición de la velocidad
de la luz
Tecnologías para el
conocimiento de los cambios
terrestres y atmosféricos
Detección de movimientos
de la corteza terrestre
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
40
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
Áreas de aplicación
Áreas de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Análisis para la toma de
decisiones
Tecnologías para el
conocimiento de los cambios
terrestres y atmosféricos
Detección de contaminación
atmosférica
Espejos sólidos o con
aleación de materiales
líquidos
Telescopios catadióptricos
Espejos sólidos o con
aleación de materiales
líquidos
Telescopio reflector
Espejos sólidos o con
aleación de materiales
líquidos
Telescopio refractor
Enlaces óptico-atmosféricos
Sistemas meteorológicos
ópticos
Imágenes hiperespectrales
Servicios de ánalisis
epidemiológico satelital en
la agricultura
Dispositivo de carga
acoplada (ccd)
Cámaras digitales ccd
Análisis multiespectral,
corrección geométrica,
fotogrametría
Herramientas de
clasificación de imágenes
satelitales (gis & wis)
Análisis multiespectral,
corrección geométrica,
fotogrametría
Herramientas elaboración
de modelos digitales de
elevación
Análisis multiespectral,
corrección geométrica,
fotogrametría
Mosaicos digitales
Luz polarizada elíptica
Pantallas para dispositivos
portátiles (laptops,
celulares, pda’s y lentes )
Fotónica
Micropantallas digital de
alta resolución (lentes
traductores de señales
acústicas para personas con
sordera)
Diodo transparente de
emisión de luz orgánica
(toled )
Pantallas transparentes
Diodo de emisión de luz
orgánica (oled)
Pantallas de televisión
Puntos cuánticos (quantum
dots)
Dispositivos de iluminación
de muy alta definición
(qd-led)
Optometría
Lentes de uso
astronómico
Análisis para la toma de
decisiones
Fotografía digital
Fotografía y
procesamiento de
imágenes
Geodesia
Pantallas y
dispositivos de
iluminación
Displays ópticos
Iluminación de baja
energía
Fuente: Elaboración propia.
3
Biotecnología agrícola
Horacio Cardiel
Gerardo Montejano
3.1 Descripción
3.1.1 Definición
La biotecnología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza organismos vivos y/o sus componentes y/o metabolitos para desarrollar o modificar productos alimenticios, químicos y farmacológicos para mejorar su utilidad y
aplicabilidad; mejorar plantas y animales para incrementar su resistencia
a factores adversos o aumentar su rendimiento y productividad; desarrollar métodos de biorremediación ambiental; o desarrollar microorganismos
para usos específicos. Su objetivo es el desarrollo de bienes y servicios de
amplia utilidad.
3.1.2 Detonadores
Aunque la biotecnología ha existido desde tiempos remotos y muchos de
sus principios y técnicas se remontan a los inicios de la historia registrada, se
puede considerar que en los últimos veinte años es cuando surge la biotecnología moderna (como se le conoce en la actualidad) a raíz del desarrollo
de técnicas de manipulación del adn y sus genes (adn recombinante) y la
expansión de la ingeniería genética.
Los siguientes cambios constituyen a su vez el motor que promueve y
demanda avances de la biotecnología y otras áreas relacionadas; es decir,
este conjunto representa la demanda para nuevos desarrollos por parte del
sector científico:
a) Estilo de vida actual y avances en la ingeniería de alimentos
b) Demanda creciente de alimentos debido al crecimiento poblacional
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
44
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
c) Avances en el conocimiento de la entomología y la genética de las plantas
d) Aumento en las expectativas en la calidad de vida
e) Cambios en ciclos climatológicos, aunados a una disminución de la superficie
agrícola
f) Cambios en estilos de vida, dietas y abusos de la medicina tradicional (mutaciones
biológicas de micro-organismos patógenos). Avances en el entendimiento de la
acción de los fármacos.
g) Abuso en el uso de agentes químicos sintéticos con efectos tóxicos, nocivos a la
persona y dañinos al medio ambiente.
h) Avance en los métodos de extracción y purificación de sustancias químicas naturales
con acciones específicas.
i) Externalidades en los procesos productivos (producción no deseada de sustancias
contaminantes el medio ambiente).
j) Demanda creciente de alimentos de alto valor nutritivo.
k) Desarrollo de tecnologías de producción en ambientes controlados.
3.1.3 Comportamientos tecnológicos
Algunas de las áreas de la biotecnología moderna incluyen el empleo de proteínas y
enzimas codificadas por los genes de diversos organismos vivos (proteómica), así como
el uso de microorganismos en un amplio rango de aplicaciones tales como: producción
de alimentos, procesamiento de los mismos, remediación de ambientes contaminados
y manejo de desechos, mejora de suelos, cruza y producción animal, productos farmacéuticos y procedimientos médicos.
Algunas de las evidencias del impacto que esta megatendencia tiene en
la sociedad son las siguientes: el consumidor actual demanda alimentos que
además de satisfacer sus necesidades y gustos básicos, le suministren componentes bioactivos con algún beneficio tangible. Tal es el caso de los alimentos
“anticolesterolémicos” que reducen los niveles de colesterol presentes en el
organismo.
Por otro lado, en la producción agrícola, se observa en algunos sectores, una mayor
aceptación de cultivos transgénicos como algodón y soya con el fin de incrementar la
productividad y por ende, el volumen de producción. A este respecto, de acuerdo a información de la organización Tech Cast, Argentina es considerado el segundo productor
de cultivos transgénicos del mundo, con más de 19 millones de hectáreas destinadas al
cultivo de soya, maíz y algodón. (TechCast, 2008)
En México, actualmente existe una moratoria para el cultivo de maíz transgénico; sin
embargo el país ocupa el treceavo lugar mundial en la producción de algodón y soya
transgénica.
En el área de la salud, se observa el aumento en el número de mujeres que al dar a
luz contratan el servicio de depósito del cordón umbilical -como fuente de células madre
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
45
embrionarias- para tratar posibles enfermedades degenerativas en su hijo(a) tales como
cáncer, diabetes o Parkinson en el futuro.
En el ámbito industrial, se están remplazando sustancias químico-sintéticas por materiales biológicos amigables con el ser humano y el medio ambiente. Tal es el caso de colorantes,
productos de belleza y cosméticos en general. Aunado a esto, se observa un aumento en la
responsabilidad por parte de las empresas por cuidar el medio ambiente al utilizar tecnologías
de bio-tratamiento de sus efluentes (uso de biodigestores por ejemplo).
Por último, se conoce del empleo de tecnologías de biorremediación (usando microorganismos o plantas) para la recuperación de suelos y mantos acuíferos por parte de
diversos organismos públicos en el mundo.
3.2 Temas de investigación
En todas estas líneas se encuentra el involucramiento del sector científico, el sector público y el sector privado. El primero juega el papel de generador de nuevas ideas, aunque
en muchos casos no existe una vinculación directa con los otros dos sectores resultando
que muchos proyectos potencialmente exitosos queden en publicaciones y presentaciones científicas sin llegar a convertirse en productos comerciales. El sector privado se
encuentra a la búsqueda de oportunidades de inversión por lo cual su principal papel
sería el del financiamiento de estos desarrollos. No obstante, en muchas ocasiones se
vuelve el promotor de una nueva idea posiblemente gracias a la necesidad de solucionar
problemas específicos. Por ejemplo, se conoce en México de la existencia de varios alimentos funcionales a base de amaranto. Sin embargo, estos no se pueden comercializar
masivamente debido a la carencia de las técnicas y equipos que permitan la mecanización de su cultivo y procesamiento.
El sector público por su parte, dispone de recursos para apoyar la investigación científica
y tecnológica buscando un usuario final del desarrollo obtenido. Además tiene la difícil tarea de
emitir leyes acordes a los requerimientos de la población y los avances científicos.
Algunas de las disciplinas del conocimiento más importantes de la biotecnología a
nivel general son:
Dentro de los temas de investigación que generan un mayor impacto en la evolución
de la megatendencia se encuentran:
Tabla 3.1 Disciplinas del conocimiento
Bionanotecnología
Nutrigenómica
Farmacogenética
Medicina genómica
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
46
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
Tabla 3.1 Disciplinas del conocimiento
Bioenergética
Proteómica
Bio-remediación con microorganismos
Optimización de bioprocesos y bioingeniería
Fuente: Elaboración propia.
Una de las mayores empresas en el área de biotecnología agrícola es Monsanto,
ellos tienen definidas las siguientes áreas de investigación
Tabla 3.2 Temas de investigación
Agrobiotecnología
Biotecnología alimenticia
Genómica y proteómica
Biocombustibles
Bionanotecnología
Química molecular
Bio-remediación
Microbiología
Bioinformática
Bioingeniería
Fuente: Elaboración propia.
3.3 Tecnologías existentes
Tabla 3.3 Áreas de Investigación
Granos para cultivo
Calidad de los granos
Tolerancia al estrés del medioambiente
Control de plagas
Tolerancia a herbicidas
Resistencia a enfermedades
Resistencia a enfermedades
Mejora de lípidos (por ejemplo en la composición de los ácidos grasos)
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
47
Manejo y mejora de proteínas
Compuestos bio-activos
Fuente: Elaboración propia.
Algunas de las tecnologías existentes relevantes para la megatendencia se refieren a las tecnologías para la manipulación genética, para la identificación de nuevos usos de microorganismos, para
la modificación de las propiedades de alimentos y para el análisis y aplicación de las moléculas.
Tabla 3.4 Áreas de Investigación
Manipulación Genética
Amplificación de adn in vitro por pcr (Polymerase Chain Reaction)
Análisis comparativo genotípico
Análisis de cariotipos y germoplasma
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.5 Microorganismos
Microorganismos
Caracterización bioquímica microbial y de macrófitos
Identificación de nucleopoliedrovirus
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.6 Análisis y aplicación molecular
Análisis y aplicación molecular
Marcadores moleculares
Tratamiento de biomasa
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.7 Modificación de las propiedades de alimentos
Modificación de las propiedades de alimentos
Agentes bioactivos
Bacterias para la fermentación láctea
Caracterización de la flora levaduriforme
Conservación en papel gaceta
Supresión o sobre-exposición de carbohidratos y de enzimas metabólicas
Desnaturalización de enzimas
Fermentación de biomasa
Fortificación y liofilización
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
48
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
Tabla 3.7 Modificación de las propiedades de alimentos
Modificación de las propiedades de alimentos
Producción de lactobacilos bulgaricus
Fuente: Elaboración propia.
3.4 Tecnologías emergentes
El mercado biotecnológico en el sector de la salud se caracteriza por empresas muy especializadas en su ramo (productos) y por la falta de competencia ya que los desarrollos son de
muy largo plazo y costosos y entonces los inversionistas buscan nichos muy exclusivos y se
adhieren a desarrollos científicos y patentes que garanticen un retorno alto a su esfuerzos.
En otros sectores como el alimentario, cosmético e industrial es factible aprovechar las
tecnologías emergentes para hacer adaptaciones bio-activas al producto que son de mediano e inclusive corto plazo y que deben pasar la prueba de aceptación por parte del consumidor en los mercados para considerarse exitosas y promotoras de otros desarrollos.
Dentro de las tecnologías emergentes se encuentran:
Tabla 3.8 Tecnologías Emergentes
adn recombinante
Conteo cromosómico
Análisis genético de células y de marcadores moleculares
Genética molecular
Hibridación de impresiones e introgresiva
Introgresión génica
Mejora en plantas recolectoras de minerales (Phytomining)
Expresión heteróloga de hidrólisis de glycosil
Fuente: Elaboración propia.
3.5 Productos y servicios
3.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios representativos se encuentran en las áreas de organismos genéticamente modificados (omg), biorremediación, educación, nutrigenómica,
medicina y en biocombustibles. Ejemplos de ellos son los siguientes:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
49
Tabla 3.9 Organismos genéticamente modificados
Organismos genéticamente modificados
Semillas mejoradas genéticamente (resistentes a herbicidas, plagas y demás elementos patógenos), con
tolerancia a la toxicidad del aluminio y seleccionadas genéticamente entre variedades de un cultivo
Bioinsecticidas basados en la selección de cepas microbianas
Aguacates resistentes al hongo phytophthora
Henequén mejorado genéticamente para mayor resistencia de sus fibras
Gusanos modificados genéticamente para lumbricultura
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.10 Biorremediación
Biorremediación
Servicio de remoción de materia orgánica y microorganismos patógenos de cuerpos de agua
contaminados
Plantas que absorben metales pesados y elementos tóxicos del suelo
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.11 Educación
Educación
Cursos y campañas informativas sobre los productos biotecnológicos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3.12 Nutrigenómica y medicina
Nutrigenómica y medicina
Alimentos con: prebióticos y probióticos naturales para la eliminación de antibióticos en producción pecuaria
y con enzimas para ganado para aumentar su calidad nutricional
Servicios de: nutrición personalizada, autenticación de fitofármacos, determinación de la pureza de
fitofármacos y de detección de conservadores de origen vegetal
Frutas listas para comerse o cortadas con periodos más largos antes de la descomposición
Alimentos con contenido nutricional mejorado y que transportan medicamentos
Medicamentos herbales
Alimentos con péptidos con funciones anti-microbiales, inmunomoduladores, antitrombóticas, de transporte
de minerales, para disminuir la presión sanguínea, para combatir la desnutrición severa y para combatir la
obesidad
Cepas de microorganismos seleccionadas para la fermentación en la industria cervecera, vinícola, de bebidas
fermentadas y panificación
Plantas de cempasúchil sobreproductoras de carotenos para uso como antioxidante y colorante vegetal
Forrajes mejorados genéticamente
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
50
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
Tabla 3.13 Biocombustibles
Biocombustibles
Bioetanol, biodiesel y biomasa
Fuente: Elaboración propia.
3.5.2 Proyectos de inversión
Los avances en el conocimiento biotecnológico han permitido acortar los tiempos del
lanzamiento de un producto a partir de su fase de investigación por lo cual en la actualidad se puede pensar en términos de inversión en el mediano y largo plazo, sin embargo
el riesgo en ambos casos sigue presente. Se considera que ha habido cierto abuso
de la mercadotecnia y publicidad de estos productos con promesas difícilmente comprobables. Esto ha originado la falta de credibilidad por parte del consumidor a pesar
de que si existen cosméticos y productos alimenticios que efectivamente incorporan
agentes bioactivos benéficos al ser humano. Por otro lado, la estabilidad económica
y regulaciones de los países son un factor trascendente para que la iniciativa privada
invierta en estos desarrollos que aunque riesgosos, pueden resultar en productos altamente lucrativos.
La biotecnología moderna incluye diferentes áreas dentro de las cuales se están desarrollando proyectos que se consideran atractivos tanto social como económicamente
y lógicamente prioritarios. No obstante, existen ciertos productos que podrían clasificarse
dentro de dos o más áreas de la biotecnología. Ejemplo de esto es un alimento anticancerígeno que podría estar dentro del área de alimentos nutraceúticos pero a la vez
forma parte del área de la salud. Es difícil priorizar los proyectos ya que sin duda aquellos
que evitan la pérdida de vida o contribuyen a la mejora de su calidad han atraído más
atención a nivel mundial. Por otro lado, el mercado de cosméticos y alimentos con agentes bio-activos está mostrando una expansión significativa.
Las áreas más atractivas donde se localizan los fondos de inversión son:
a) Pesticidas amigables con el medio ambiente/ agrobiotecnología
b) Enzimología aplicada a la industria alimentaria/ biotecnología alimentaria
c) Secuenciación de mapas genómicos en seres vivos/ Genómica
d) Estudio de la expresión de genes específicos con fines terapeúticos, preventivos y
alimentarios/ Proteómica
e) Fármacos con acción específica y dirigida para la prevención y o tratamiento de la
diabetes y el cáncer/ Biotecnología farmacéutica
f) Análisis y diagnósticos moleculares para la prevención y tratamiento de
enfermedades/ Biotecnología médica
g) Desarrollo de combustibles derivados de materiales biológicos/ biocombustibles
h) Desarrollo de compuestos antibacterianos naturales para combatir microorganismos
patógenos resistentes a los fármacos tradicionales / Microbiología
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
51
i) Desarrollo de agentes moleculares con propiedades específicas para el desarrollo de
productos de consumo general amigables con el medio ambiente/ Química molecula
j) Empleo de microorganismos cuyos metabolitos regeneran suelos para cultivo/ Bioremediación
k) Diseño de herramientas computacionales para la secuenciación de mapas
genómicos/ Bioinformática
l) Nanosistemas para suministrar farmacéuticos específicos en órganos dañados/
Bionanotecnología
3.6 Taxonomía
Tabla 3.14 Taxonomía
Áreas de aplicación
Organismos
genéticamente
modificados
Áreas específicas de
aplicación
Insecticidas y fertilizantes
Tecnologías
Caracterización bioquímica
microbial
Identificación de
nucleopoliedrovirus
Productos y servicios
Bioinsecticidas basados
en la selección de cepas
microbianas
Henequén mejorado
genéticamente para mayor
resistencia de sus fibras
adn recombinante
Organismos
genéticamente
modificados
Semillas con tolerancia a la
toxicidad del aluminio
Semillas modificadas
genéticamente
Hibridización introgresiva
Análisis comparativo
genotípico
Análisis de cariotipos
Biorremediación
Semillas mejoradas
genéticamente (resistentes a
herbicidas, plagas y demás
elementos patógenos)
Semillas con tolerancia a la
toxicidad del aluminio
Semillas seleccionadas
genéticamente entre
variedades de un cultivo
Análisis de germoplasma
Aguacates resistentes al
hongo phytophthora
Tratamiento de suelo para
uso agrícola
adn recombinante
Gusanos modificados
genéticamente para
lumbricultura
Recuperación de cuerpos
de agua
Caracterización biológica de
macrófitas
Servicios de remoción
de materia orgánica y
microorganismos patógenos
de cuerpos de agua
contaminados
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
52
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Recuperación de suelos
Plantas recolectoras de
minerales (phytomining)
Plantas que absorben
metales pesados y
elementos tóxicos del suelo
Educación
Métodos de enseñanza
Promoción del área
Técnicas de mercadotecnia
Cursos y campañas
informativas sobre los
productos biotecnológicos
Liofilización
Conservación en papel
gaceta
Producción de lactobacilos
bulgaricus
Alimentos para consumo
animal
Desnaturalización de
enzimas
Fermentación en medio
sólido
Alimentos con prebióticos y
probióticos naturales para la
eliminación de antibióticos
en producción pecuaria
Alimentos con enzimas para
ganado para aumentar su
calidad nutricional
adn recombinante
Genética molecular
Forrajes mejorado
genéticamente
Agentes bioactivos
Alimentos con contenido
nutricional mejorado
Péptidos con funciones
antimicrobiales
Péptidos con funciones
inmunomoduladoras
Nutrigenómica y
medicina
Bacterias para la
fermentación láctea
Péptidos con funciones
antitrombóticas
Péptidos con funciones de
transporte de minerales
Alimentos para consumo
humano
Péptidos para disminuir la
presión sanguínea
Fortificación
Agentes bioactivos
Supresión o sobreexposición de carbohidratos
de la pared celular
Supresión o sobre-exposición
de enzimas metabólicas de las
membranas de fosfolípidos
Alimentos pediátricos para
combatir la desnutrición severa
Alimentos para combatir la
obesidad
Alimentos que transportan
medicamentos
Frutas listas para comerse
o cortadas con periodos
más largos antes de la
descomposición
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Introgresión génica
Plantas de cempasúchil
sobreproductoras de carotenos
para uso como antoxidante y
colorante vegetal
Marcadores moleculares
amplificación de adn in vitro
por pcr (polymerase chain
reaction)
Análisis de componentes
de alimentos
Nutrigenómica y
medicina
Microorganismos
industriales
53
Marcadores moleculares
amplificación de adn in vitro
por pcr (polymerase chain
reaction)
Servicios de detección de
conservadores de origen
vegetal
Análisis genético de
marcadores moleculares
Autenticación de
fitofármacos
Caracterización de la flora
levaduriforme
Cepas de microorganismos
seleccionadas para la
fermentación en la industria
cervecera, vinícola, de bebidas
fermentadas y panificación
Análisis molecular
Asesoría en nutrición
Agentes bioactivos
Servicios de nutrición
personalizada
Análisis de componentes
de alimentos
Análisis genético de
marcadores moleculares
Determinación de la pureza
de fitofármacos
Hibridación de impresiones
Medicamentos
Conteo cromosómico
Medicamentos herbales
Análisis citogenético
Procesos bioenergéticos
Biocombustibles
Insumos para la
producción de
biocombustibles
Fuente: Elaboración propia.
Fermentación de biomasa
Bioetanol
Tratamiento de biomasa
Biodiesel
Expresión heterologa de
hidrólisis de glycosil
Biomasa
Marcadores moleculares
4
Biotecnología médica
Martha Alejandra Morgado Munguía
4.1 Descripción
4.1.1 Definición
Tecnología basada en un enfoque multidisciplinario que involucra varias
ciencias y disciplinas como biología, bioquímica, genética, virología y
química, en convergencia con la nanotecnología, tecnología de la información y el escalamiento de procesos, entre otras, con meta en la
predicción, prevención y tratamiento personalizado de enfermedades, a
nivel celular y molecular.
4.1.2 Detonadores
Desde los primeros experimentos de corte y empalme de genes, que dieron
lugar al nacimiento de la industria de la biotecnología, se han conseguido
adelantos impresionantes, con tres metas específicas: diagnóstico predictivo; intervenciones terapéuticas preventivas, y cuidado de la salud personalizado.
Por otro lado, existen cambios científicos tecnológicos y sociales que
conducen a la megatendencia en biotecnología médica. Estos pueden agruparse en conductores demográficos, científico-tecnológicos y sociales, que
están impulsando los avances tecnológicos en el cuidado de la salud, tal
como se muestra en la tabla 5.1
La medicina, con la característica de su eterno dinamismo, también está
animada de un movimiento de cambio, como mecanismo para poder satisfacer las aspiraciones de salud de las grandes mayorías.
Es evidente la transformación a partir del siglo xx, época en la cual la
principal causa de muerte en casi todos los países cambió de diarreas e
infecciones agudas en la infancia hacia enfermedades del corazón y cáncer
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
56
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
en edades más avanzadas de la vida. Mientras que en lo que va del siglo xxi, en México,
el cáncer es la principal causa de muerte infantil, surgiendo la obesidad y la diabetes
como problemas de gran impacto en toda la sociedad, aunadas a la problemática de
resistencia a antibióticos y enfermedades del corazón.
Tabla 4.1 Cambios científicos, tecnológicos y sociales que conducen a la
megatendencia
Conductores
demográficos
1. Mayor esperanza de
vida
2. Aumento de la
proporción de personas
mayores en la población
3. Disminución de las
tasas de fecundidad y
el retraso en la edad de
reproducción
Conductores científico
tecnológicos
Conductores de salud
Tendencias de
consumo
1. La mejora de las
herramientas para la
recopilación de datos
2. La mejora de los
métodos de análisis de
datos
3. Convergencia de las
disciplinas
de las ciencias
1. Aumento en la tasa de
incidencia de cáncer y
trastornos hereditarios 2.
Enfermedades relacionadas con el
envejecimiento (por ejemplo, la
enfermedad de Alzheimer
3. Enfermedades infecciosas (por
ejemplo, sida y sars)
4. Enfermedades por “estilo de
vida” (por ejemplo la diabetes tipo
2 y la obesidad)
1. Libre diagnóstico y
autocuidado
2. El aumento
del mercado de
medicamentos para
mejorar estilo de vida
y de autodiagnóstico
Fuente: Elaboración propia.
Por otro lado, en Latinoamérica y el Caribe, la población de adultos mayores está
creciendo a una tasa anual de 3%, comparada con una tasa de crecimiento de la población anual de 1.9%. Además, la expectativa de vida al nacer se incrementará desde
51.2 años en el período 1950-1955 hasta 72.8 años en el período 2020-2025, lo que
significa un incremento de 21.6 años. Esto es importante, ya que desde el punto de vista
biológico, el envejecimiento es un proceso en el que a medida que avanza, aumentan
gradualmente el riesgo de enfermarse y de tener dificultades funcionales.
En marzo de 2004 algo más de la mitad de todos los recién nacidos tiene una madre mayor de 30 años. Esto se compara con cuatro de cada diez mujeres en 1994. Esta
tendencia es coherente con las demás naciones desarrolladas. Esto genera riesgo de incapacidad o dificultad para concebir. Este es uno de los impulsores clave de la evolución
técnica en el área de reproducción asistida.
Todos estos eventos, han marcado prioridades y caminos en el área de la investigación y desarrollo de nuevos tratamientos médicos.
4.1.3 Comportamientos tecnológicos
La biotecnología médica ha mejorado de manera radical los medios de diagnóstico. La
reacción en cadena de la polimerasa, método para amplificar fragmentos minúsculos
de adn, inicialmente descrita a mediados de los ochenta, ha sido decisiva para la invención de análisis de sangre que, entre otras cosas, permiten determinar rápidamente
la exposición al virus de inmunodeficiencia humana (vih). La creación de anticuerpos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
57
monoclonales en 1975 condujo a otra revolución médica similar. El cuerpo produce normalmente una gran variedad de anticuerpos -proteínas del sistema inmunitario - que
atacan a los microorganismos y otros invasores extraños.
Al fusionar células productoras de anticuerpos con células de mieloma, los científicos consiguieron generar anticuerpos que, cual “balas mágicas”, podían dirigirse a metas determinadas, incluidos marcadores singulares llamados antígenos, en la superficie
de las células inflamatorias.
Ejemplos iniciales incluyen los anticuerpos monoclonales capaces de impedir al sistema inmunitario rechazar trasplantes de órganos, y el tan renombrado Herceptin, aprobado para el tratamiento de cáncer de mama avanzado en 1988. Se han autorizado otros
anticuerpos monoclonales para el tratamiento de la esclerosis múltiple y la artritis reumatoide, y actualmente se están usando con carácter experimental en pacientes, como
posibles tratamientos del asma, la enfermedad de Crohn y la distrofia muscular.
Marcados con radioisótopos u otros agentes de contraste, los anticuerpos monoclonales pueden ayudar a descubrir la ubicación de células cancerosas, lo que permite
asegurar una mayor precisión en la cirugía y la terapia de radiación y mostrar, en un plazo
de 48 horas, si un tumor está respondiendo a la quimioterapia. Las proteínas también
pueden descargar una dosis letal de fármacos tóxicos en las células cancerosas, sin
dañar los tejidos normales contiguos.
La primera vacuna recombinante, aprobada en 1986, se obtuvo mediante la introducción de un fragmento de gen del virus de hepatitis B en levadura. El fragmento fue
convertido por el mecanismo genético de la levadura a un antígeno, una proteína que
se encuentra en la superficie del virus que estimula la respuesta inmunitaria. De esta
forma se evitó la necesidad de extraer el antígeno del suero de la persona infectada con
hepatitis B.
Hoy existen más de 100 medicamentos y vacunas recombinantes. Debido a su eficacia, inocuidad y costo relativamente bajo, las pruebas de diagnóstico molecular y las
vacunas recombinantes pueden ser de especial importancia en la lucha contra enfermedades tradicionales de los países en desarrollo, como la leishmaniasis (infección tropical
que causa fiebre y lesiones) y la malaria.
La secuencia del genoma humano, ha dado a los científicos una abundante “lista
de partes”, con las que pueden entender mejor por qué y cómo se producen las enfermedades. Ha impulsado el estudio del perfil de la expresión genética, técnica para observar la expresión de miles de genes simultáneamente en una placa de cristal llamada
micromatriz. Esta técnica permite predecir, en algunos casos, la agresividad del cáncer
de mama.
La capacidad de asignar riesgos y respuestas a las variaciones genéticas está impulsando el movimiento hacia la “medicina individualizada”. El objetivo no es más que
la prevención, el diagnóstico temprano y una terapia más eficaz, mediante la prescrip-
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
58
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
ción de intervenciones que concuerdan con determinadas características genéticas del
paciente.
Dado que ahora expresan genes humanos, los animales “transgénicos” pueden estudiarse como modelos para el desarrollo de la diabetes, la arteriosclerosis y la enfermedad de Alzheimer. También pueden producir grandes cantidades de proteínas humanas
con potencial terapéutico. Por ejemplo, actualmente se están llevando a cabo experimentos en pacientes con un trombolítico recombinante, expresado en la leche de cabras
transgénicas.
Otro campo que está adelantando rápidamente es el de la proteómica, que usa
tecnologías como la espectrometría de masas para detectar marcadores biológicos proteínicos en la sangre que pueden indicar señales tempranas de enfermedades, incluso
antes de que aparezcan los síntomas. Uno de estos marcadores es la proteína C reactiva, indicadora de cambios inflamatorios en las paredes de los vasos sanguíneos, que
presagian arteriosclerosis.
Los estudios de las células madre embrionarias humanas, dirigidos a reemplazar
células dañadas por diabetes, cáncer o la enfermedad de Alzheimer, han provocado una
acalorada polémica en los Estados Unidos, por el temor de que este tipo de investigación
exige la destrucción de vida humana en potencia. No obstante, las investigaciones avanzan rápidamente en laboratorios financiados con fondos privados en Estados Unidos y
en todo el mundo, encontrando nuevas fuentes para la purificación de dichas células. La
biotecnología también está resolviendo el apremiante y creciente problema de la resistencia a los antibióticos.
La nanomedicina es otro campo médico que está avanzando rápidamente. Los científicos están elaborando una gran variedad de nanopartículas y nanodispositivos, de apenas una millonésima de pulgada de diámetro, para mejorar la detección del cáncer, fortalecer las respuestas inmunitarias, reparar tejidos dañados y evitar la arteriosclerosis.
A principios de este año, la fda de Estados Unidos aprobó una nanopartícula ligada
al medicamento contra el cáncer Taxol, para el tratamiento del cáncer de mama avanzado. En Estados Unidos se está usando con carácter experimental otra nanopartícula
en pacientes cardíacos, para mantener abiertas las arterias coronarias después de una
operación de angioplastia.
Con ayuda de la bioinformática - poderosos programas de computadora capaces
de analizar miles de millones de datos de la secuencia del genoma - los científicos están descifrando los códigos genéticos de las bacterias y descubriendo “puntos débiles”
vulnerables al ataque por componentes identificados por técnicas de análisis de alto
rendimiento.
Diversos organismos internacionales han identificado el enorme potencial de impacto de la tecnología relacionada al proceso biológico de envejecimiento, entre ellas el
Consejo de Inteligencia Nacional (National Intelligence Council, nci) de Estados Unidos.
Para ellos los efectos de este desarrollo tecnológico se reflejarán en nuevas formas de
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
59
tratamiento, reducción de costos de los productos y servcios, así como la expansión de
los recursos para el cuidado de la salud (nic, 2008).
En este setido será importante, a nivel social, el impacto que tienen estos avances tecnológicos en las estructuras demográficas –al aumentar la esperanza de
vida- y en los patrones de actividades –y consumo- de personas sanas de edad
avanzada.
4.2 Temas de investigación
Los temas de investigación de mayor impacto para la megatendencia son:
Tabla 4.2 Temas de investigación
Análisis de la genómica poblacional
Estudio de las enfermedades degenerativas (como diabetes o cáncer)
Aplicaciones de la protobolómica (para el tratamiento de la obesidad por ejemplo)
Enfermedades cardiovasculares, hereditarias e infecciosas
Biotecnología médica y farmacéutica
Vacunas
Investigación, desarrollo y optimización de fármacos
Fuente: Elaboración propia.
4.3 Tecnologías existentes
Las tecnologías existentes en la biotecnología médica se refieren a las herramientas de
cómputo, para la obtención y manejo de la información genética, y el análisis y uso de
las moléculas y proteínas.
Tabla 4.3 Herramientas de cómputo
Herramientas de cómputo
Manejo de bases de datos (árboles de decisión, sistemas expertos, redes neurales, análisis de agrupamiento
(clustering), algoritmos genéticos y de inteligencia artificial teórica y reducción de dimensionalidad
multifactorial)
Métodos de modelación estadística (Montecarlo, ocultos de Markov y bayesianos)
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
60
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Tabla 4.4 Análisis y manejo de la información genética
Análisis y manejo de la información genética
Amplificación de adn para screening a través de la reacción en cadena de polimerasa
(pcr)
Arreglos y screening de polimorfismos de nucleótidos simples (snp)
Análisis serial de expresión génica (sage)
Establecimiento de perfiles genéticos
Ingeniería genética
Herramienta de búsqueda de alineación de adn local básica (blast)
Secuenciación de adn (por ejemplo por hibridación o por shotgun)
Vectores adenovirales, virales y no virales
Relación entre genotipo y fenotipo
Terapia génica
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.5 Análisis y uso de moléculas y proteínas
Análisis y uso de moléculas y proteínas
Espectrometría de masas por ejemplo a través de la identificación por huella peptídica
Destrucción del neurotransmisor de células colinérgicas
Caracterización de marcadores biológicos
Antígenos (generadores de anticuerpos)
Dianas terapéuticas
Chips de proteínas
Análisis de mutaciones de receptores de superficie y oncogenes
Bioluminiscencia de ATP (adenosín trifosfato)
Producción de distrofina y cardiotoxina
Degradación de Edman
Reparación molecular
Modelos animales
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.6 Ingeniería de materiales
Ingeniería de materiales
Biopolímeros absorbibles
Manejo de biorreactores
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
61
4.4 Tecnologías emergentes
Dentro de las tecnologías emergentes en la megatendencia se encuentran:
Tabla 4.7 Como herramientas de cómputo
Como herramientas de cómputo
La computación distribuida (grid computing)
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.8 Ingeniería de materiales
Ingeniería de materiales
Células modificadas genéticamente
El cultivo de células madre
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.9 Análisis y manejo de la información genética
Análisis y manejo de la información genética
adn recombinante
Administración ex-vivo
Análisis de oligonucleótidos
Secuenciación de cadn marcado (est)
Diagnóstico genético pre-implantación (pgd)
Vacunas de adn
Clonación genética
Cromosomas humanos artificiales
Pruebas de tramo de cadena de adn (badn)
Fertilización in vitro (fiv) e inyección intra-citoplásmatica de espermatozoides (icsi)
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.10 Análisis y uso de moléculas y proteínas
Análisis y uso de moléculas y proteínas
Técnicas para la predicción de la estructura de proteínas (casp y capri)
Selección de estructura complejas
Proteínas quinasas reguladas por mitógeno (mek)
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
62
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
4.5 Productos y servicios
4.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios impulsados por el desarrollo tecnológico de la megatendencia se encuentran en el área de bioinformática, tratamientos médicos personalizados, perfiles genéticos y prevención de enfermedades, y reproducción asistida.
Algunos de ellos son:
Tabla 4.11 Bioinformática
Bioinformática
Software para la predicción de la estructura de las proteínas, simulación de la interacción proteína-proteína para la proteómica
y el modelado de la expresión de proteínas
Software para análisis y modelación de mutaciones celulares para detección temprana de cáncer
Software para anotación y comparación de genomas
Software de análisis de secuencias genéticas, modelado de sistemas biológicos y análisis automatizado de la
regulación génica de un organismo
Software para manejo y análisis de imágenes de alto rendimiento
Bases de datos compartidas de secuencias genéticas
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.12 Tratamientos médicos personalizados
Tratamientos médicos personalizados
Dispositivos médicos implantables en el cuerpo como mallas quirúrgicas, películas anti-adherentes, películas
hemostáticas, dispositivos intra-cardiacos, stents absorbibles, ligamentos y dispositivos para la reparación de
tendones, agentes de embolización y sistemas de administración de fármacos
Proteínas que transportan fármacos letales para células cancerosas exclusivamente
Terapia de reparación de tejidos dañados y contra el Alzheimer
Tratamiento molecular de diabetes y de artritis reumatoide
Biochips de transporte de información genética
Anticuerpos monoclonales para evitar rechazo en trasplante de órganos, y para tratamiento del asma, la enfermedad
de crohn y la distrofia muscular
Tratamiento de hemofilia, fibrosis quística y enfermedad de Huntington
Fármacos adaptados a la condición genética de un individuo
Tratamientos contra la vejez y la degeneración muscular
Supresores genéticos de tumores
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
63
Tabla 4.13 Perfiles genéticos y prevención de enfermedades
Perfiles genéticos y prevención de enfermedades
Anticuerpos monoclonales con agentes de contraste para marcar células
Servicios de caracterización e identificación de proteínas
Identificadores de agentes patógenos
Proteínas para la detección temprana de arterioesclerosis
Vacuna contra la malaria y ataques biológicos
Vacunas comestibles
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.14 Reproducción asistida
Reproducción asistida
Selección genética de embriones para reproducción asistida
Bebés diseñados genéticamente
Tratamientos de fertilidad
Fuente: Elaboración propia.
4.5.2 Proyectos de inversión
Tabla 4.15 Principales proyectos de capital de inversión en biotecnología
médica en Estados Unidos durante 2007, según los reportes de Money Tree
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Biopolímero
absorbible para
uso médico
$9.7 millones de
dólares
•Las principales empresas de dispositivos médicos se encuentran actualmente trabajando
con Tepha, creadora de un biopolímero absorbible, para aplicar la nueva tecnología en el
desarrollo de otros dispositivos médicos, que aprovechen las propiedades de flexibilidad y
resistencia, junto con la capacidad de formar algunas de las más fuerte fibras absorbibles
del mundo.
•Entre los productos en curso de elaboración con este biopolímero están las mallas
quirúrgicas, películas anti-adherentes, hemostáticos, dispositivos intra-cardíacos, stents
absorbibles, ligamentos y dispositivos para la reparación del tendón, agentes de la
embolización, y sistemas de administración de fármacos.
•Socios Tepha son: Aesculap ag, HemCon Tecnologías Médicas, LifeCell Corporation, nmt
Medical, y Tornier, Inc.
Fármacos para
terapia contra
enfermedades por
falta de pliegue
de proteínas y
amiloidosis
•La investigación se centró en el plegado y agregación de proteínas y está dando lugar a
grandes avances a través de la bioquímica y la medicina.
•La elucidación de un código de pliegue está demostrando ser de extrema importancia en
la era postgenómica, donde un buen número de genes se han identificado sin una clara
función todavía.
•Esta investigación está empezando a arrojar luz sobre la base molecular y bioquímica de
una serie de enfermedades neurodegenerativas de impacto dramático.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
64
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Investigación,
desarrollo y
optimización de
fármacos
•La biotecnología no sólo es genética, también es una herramienta muy útil en el desarrollo
de medicamentos genéricos”.
•En el proceso de producción de genéricos se tienen que desarrollar nuevos métodos de
síntesis para ampliar el abanico de moléculas que se pueden patentar.
•La “biotecnología blanca o química sostenible” permite a las compañías farmacéuticas
llevar a cabo métodos de producción que se adaptan a la nueva normativa sobre desarrollo
sostenible. “La industria farmacéutica es la que más residuos produce, por cada kilogramo
de fármacos se producen mil kilogramos de residuos, tanto disolventes como productos
concomitantes”.
•En 2003 había 4,200 empresas biotecnológicas en 25 países (1,879 de ellas en Europa),
con casi dos millones de empleados.
•La biotecnología puede desempeñar un papel importante en la producción de nuevos
fármacos, aunque “hay que tener en cuenta que no es la panacea universal”.
•La biotecnología sanitaria o roja ha tenido como principales éxitos el desarrollo de
fármacos, vacunas y elementos de diagnóstico y la terapia génica.
•Entre los éxitos de la proteómica se encuentran las terapias de sustitución de proteínas,
incluido el factor VIII-a para el tratamiento de los pacientes hemofílicos o la producción de
insulina humana.
•La industria farmacéutica había trabajado con 400 dianas terapéuticas. La genómica ha
multiplicado por diez el número de dianas y lo ha situado en más de 4.000 genes.
Fármacos
biotecnológicos
enfocados para
terapia contra
cáncer
•Tienen como objetivo estudiar y atacar los mecanismos moleculares del crecimiento
tumoral. Los expertos predicen que muchos pacientes con cáncer, si no la mayoría,
finalmente llegarán a recibir al menos una de esas drogas.
•Una droga llamada Avastin, que trabaja por asfixia parando el suministro de sangre a los
tumores, prolonga la vida de pacientes con cáncer de pulmón y cáncer de mama, según los
resultados de los ensayos clínicos. El Herceptin, para cáncer de mama, logra la reducción
en aproximadamente la mitad de la probabilidad de que el cáncer de mama reaparezca.
•Por supuesto, los oncólogos opinan que éstos son los primeros logros y que están todavía
muy lejos de dar las soluciones totales, por lo que se deben combinar con quimioterapia.
Suelen causar efectos secundarios nocivos, como hemorragia severa en pulmones para el
Avastin y el Herceptin puede causar insuficiencia cardíaca potencialmente fatal. Herceptin
puede ser utilizado sólo para el 20 al 30 por ciento de los pacientes con cánceres de mama
que tienen una determinada característica genética.
•Ambos Avastin y Herceptin han sido desarrolladas por la compañía de biotecnología Genentech, la
empresa que ahora atrae a un gran número de inversionistas y analistas de valores.
•Pero hay otros fármacos de otras compañías que están en trámite. Se espera la presentación
de los resultados de tres fármacos nuevos, dos desarrollado por Pfizer y uno elaborado por
el equipo de Bayer y Onyx Pharmaceuticals, que muestran algunos eficacia contra el cáncer
de riñón, que en la actualidad es notoriamente difícil de tratar.
•Los nuevos fármacos multi-objetivo, en presentación de pastilla, deberán actuar bloqueando
la acción del factor de crecimiento tumoral, del factor de crecimiento plaquetario, del factor
de crecimiento endotelial vascular, o vegf, una proteína que estimula la formación de vasos
sanguíneos que llevan el oxígeno y nutrientes al tumor creciente.
Proteínas
terapéuticas de
ingeniería
•Proteínas que se han diseñado en el laboratorio para uso farmacéutico.
•La mayoría de los biofarmacéuticos comercializados hasta la fecha son los fármacos de
proteínas terapéuticas recombinantes.
•En el 2003, el mercado de proteínas terapéuticas creció en casi un 19% a $ 37 mil
millones, y se prevé alcanzar ventas de más de $ 90 mil millones para el año 209. Sin
embargo el crecimiento en el futuro depende en gran medida de la industria para superar
una serie de obstáculos, incluido el suministro y los problemas de costos.
•Se utilizan para aliviar a los pacientes que sufren de muchas condiciones, entre ellas:
•Varios tipos de cáncer (anticuerpos monoclonales, interferones).
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Proyecto de
inversión
Proteínas
terapéuticas de
ingeniería
65
Forma de impacto
•Los ataques al corazón, derrames cerebrales, la fibrosis quística, la enfermedad de Gaucher
(enzimas, factores de la sangre)
•Diabetes (insulina)
•La anemia (Eritropoyetina)
•Hemofilia (factores de coagulación de la sangre)
•La principal proteína de los tratamientos terapéuticos en el año 2003 fueron:
•Johnson & Johnson’s Procrit tratamiento de la anemia
•Amgen tratamiento de la anemia Epogen
•Schering-Plough tratamientos de la hepatitis y de Intron A Peg-Intron
Farmacéutica con
especial atención
en nanotecnología
Se enfoca en el desarrollo de
•Nanocables
•Transporte de electricidad en nanoestructuras
•Transporte de electricidad a través de las moléculas
•Moléculas de superficie, Arquitectura de circuito
•Nanoelectrónica molecular,
•Interacciones biomoleculares
•Análisis de imágenes de biomoléculas, membranas, y células
•Motores biológicos,
•Nano-implantes
•Bio-Nanosensores, Microfluidos, Nanofluidos, y Lab-on-a-Chip
•Nanobiología, nanomedicina
Transferencia de
genes in vivo para
determinar la
función de dichos
genes
•El tratamiento está basado en la administración sistemática de la construcción génica de
interés.
•Aunque el adn puede ser administrado de forma directa lo habitual es recurrir a la ayuda
de algún vector que facilite el proceso de transferencia del gen y permita la entrada y
localización intracelular del mismo, de tal forma que éste resulte en un gen funcional.
•Así mismo, es importante recurrir a vectores con destinos específicos dentro del organismo
lo cual permite la entrega celular selectiva del gen en un determinado órgano o tejido, sin
requerir para ello procedimientos traumáticos o quirúrgicos.
•Los métodos de transferencia génica in vivo en desarrollo usan métodos no virales:
•Inespecíficos, adn desnudo y complejos adn-liposomas,
•Específicos, mediados por receptor, complejos adn-proteína o Inmunoliposomas/
liposomas destinados.
Proteína
recombinante
humana
•Después de más de dos décadas de continua expansión mundial, la formación empresarial
y la diversificación tecnológica, el sector de la terapéutica con proteínas recombinantes
humanas (adnr) ahora representa el núcleo de la industria de la biotecnología médica en
humanos, por valor de más de $ 32 mil millones en el 2003.
•Si bien muchas de estas proteínas recombinantes para uso diagnóstico y/o terapéutico
están en fase experimental, cada día se suman a la lista nuevas proteínas recombinantes ya
en fase de producción.
•El sector de adnr terapéutica incluye a más de 110 empresas que participan en el
descubrimiento, desarrollo y comercialización de productos de ADNr. Estas empresas
tienen una cartera de más de 80 fármacos en terapéutica de desarrollo clínico y una cartera
combinada de 73 productos comercializados.
•Para que este proceso productivo sea rentable es importante tener procesos de producción
bien caracterizados para una correcta evaluación de los costos productivos de estos
productos recombinantes.
•Un ejemplo de esto son los trabajos de mejoramiento de la producción de pro-insulina
humana recombinante en cultivos de E.coli.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
66
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Proteína
recombinante
humana
•Después de su comercialización por la compañía Eli Lilly y Co en Estados Unidos de
América en 1982, la insulina humana recombinante ha reemplazado gradualmente a la
insulina animal, siendo actualmente el tratamiento más frecuente elegido para pacientes
con diabetes insulino-dependientes o con requerimientos de insulina; representado
actualmente alrededor del 90% de la insulina comercializada.
•El precio actual de la insulina humana recombinante es inferior (menos de 500 dólares/g)
cuando se compara con el valor comercial de otras proteínas recombinantes de uso
farmacéutico presentes en el mercado, tales como la eritropoyetina humana (850.000
dólares/gramo) y el factor estimulante de colonias granulocíticas (450.000 dólares/gramo).
•Para continuar reduciendo los costos de producción de estos productos con el fin de
incrementar su uso se emplean varias alternativas. Algunas se basan en lograr gran
escalado en la fermentación. A este nivel, pequeñas mejoras en la concentración proteica
obtenida pueden afectar significativamente la productividad del proceso de fermentación.
Otras estrategias están basadas en la optimización de los procesos de recuperación y
purificación de un producto luego de la fermentación.
•Generalmente la recuperación y purificación son procesos muy complejos y costosos por lo
cual es importante optimizarlos con el fin de lograr productos más económicos.
Biofarmacéutico
para
enfermedades
inflamatorias
•mek es una proteína quinasa que regula tanto la biosíntesis como la respuesta a una serie
de factores que impulsan el crecimiento incontrolado o inflamación asociados a muchas
enfermedades humanas.
•Los científicos han descubierto múltiples meks, serie de inhibidores que interfieren
selectivamente con estos procesos de enfermedad crítica.
•El primer inhibidor de mek, arry-142886, fue licenciado a AstraZeneca ab para el cáncer y
se encuentra actualmente en desarrollo clínico.
•Es un inhibidor potente y selectivo de la enzima y de los sistemas celulares, y es bien
tolerado y eficaz en varios modelos preclínicos humanos de las enfermedades inflamatorias
impulsado por factores como la tnfalpha, il-1 e il-6.
•La inhibición de mek será útil en el tratamiento de enfermedades inflamatorias agudas y
crónicas, incluida la artritis reumatoide, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (epoc),
y la enfermedad inflamatoria intestinal (ibd).
Anticuerpos
monoclonales
para el
tratamiento de
enfermedades
infecciosas
•Cada vez más gérmenes patógenos se hacen resistentes a los antibióticos.
•La administración de anticuerpos inmunológicos puede ser una nueva alternativa para eludir
la resistencia de las bacterias a los antibióticos.
•Los científicos pueden producir anticuerpos únicos, llamados “anticuerpos monoclonales”,
capaces de unirse a una parte específica del antígeno. De esta forma los pacientes podían
recibir dosis pequeñas y potentes de anticuerpos monoclonales purificados, reduciendo
enormemente los riesgos de efectos secundarios.
•Algunos pacientes sufren reacciones inmunes frente a muchos antígenos extraños.
•Además su producción es difícil y cara., por lo que hay que seguir investigando sobre
nuevas opciones
Fármacos
biotecnológicos
para tratar
enfermedades
metabólicas
•Se centra en el estudio de la biología celular, la bioquímica y la regulación de la proteína
deacetilanasa clase iii.
•Estas enzimas proporcionan nuevos puntos de entrada en las vías que afectan a múltiples
enfermedades humanas. Inversionistas con capital de riesgo le han apostado a la
investigación sobre esta enzima centrada en el desarrollo de nuevos tratamientos para las
enfermedades metabólicas y otras necesidades médicas insatisfechas.
•Con más de 2 mil millones de dólares bajo gestión, Polaris Venture Partners es una
sociedad de capital de riesgo, experimentados en apoyo a nueva tecnología.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
67
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Productos
Biológicos
Principalmente hablamos de:
•Erythropoeitin (120 b de jy)
•Human Growth Hormone (60b)
•Human Insulin (49b)
•GCSF (43b)
•Interferon Alpha (29b)
•Therapeutic Antibodies (13b)
•Interleukin 2 (11b)
•Más de 1,000 nuevas ideas sobre productos biológicos están disponibles para licencia,
producción y mercado.
Compañías de
investigación
biofarmacéutica
•La industria sigue perdiendo competitividad.
•Entre otras razones por su menor inversión en investigación derivada de la pérdida de
ingresos y el alto costo que supone la investigación de nuevas moléculas.
Drogas
antibacteriales
para bacterias
resistentes
•Antibiótico muy activo frente a bacterias gram positivas con alto índice de mortabilidad,
en especial la temida Staphilococcus Aureus, que es la causante de la mayoría de las
infecciones hospitalarias.
•Estas bacterias se habían vuelto resistentes a los antibióticos tradicionales, de ahí la
importancia de encontrar nuevos fárma Platencis, que fue encontrada en muestras de suelo.
Terapias para
osteoporosis
•Las técnicas biotecnológicas que han surgido tienen un impacto significativo en la
investigación de la osteoporosis y el desarrollo de nuevos y más eficaces tratamientos para
esta enfermedad.
•Los tratamientos actualmente disponibles no están basados en biotecnología, sin embargo,
son numerosos los tratamientos en desarrollo.
•Estos nuevos tratamientos basados en biotecnología se centran en estimular el crecimiento
óseo, inhibiendo la degradación ósea y la mejora de la entrega de drogas de los
tratamientos convencionales.
Familia de
pequeñas
moléculas
terapéuticas para
el tratamiento de
enfermedades
genéticas
•Se requiere evaluar la droga respecto a seguridad, tolerabilidad y perfil farmacocinético.
• Están siendo investigadas inicialmente como tratamiento para la fibrosis quística y la
distrofia muscular de Duchenne, con el potencial de tratar una serie de otros trastornos
genéticos.
•En estudios preclínicos, con biodisponibilidad oral, han demostrado una actividad
significativa y buena tolerancia en los niveles de dosis mucho más altas que las que se
requieran para mostrar la actividad.
Células madre
hematopoyéticas
para el
tratamiento del
cáncer
•Es un tipo de terapia celular. Una variedad de moléculas terapéuticas utilizan células para
realizar una función específica que normalmente las células cancerosas no hacen.
•Estos incluyen pequeñas moléculas, péptidos, proteínas, anticuerpos, rna anti-sentido y
ribozomas. En el caso de la terapia celular, como su nombre lo indica, el tratamiento se
lleva a cabo con células madre en lugar de pequeñas moléculas.
•En la terapia celular, las células se dan a los pacientes como sistema de prestación de
asistencia terapéutica para una enfermedad específica para lograr un beneficio terapéutico.
•Se requiere un examen de los agentes celulares que están relacionados con la química y
componentes celulares de la sangre u otros tejidos para el tratamiento del cáncer.
•Se hace hincapié en aquellas empresas y productos que son activamente el desarrollo y la
comercialización de células y suministros de los agentes terapéuticos para el tratamiento de
pacientes con cáncer.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
68
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Proyecto de
inversión
Células medre
para terapia
regenerativa y
desarrollo de
fármacos
Forma de impacto
•Con su capacidad de diferenciarse y convertirse en una fuente continua de las células que
componen los tejidos y órganos críticos, las células madre tienen el potencial para nuevas
terapias regenerativas y nuevas herramientas de investigación para la evaluación de drogas
a probar en nuevas terapias para células enfermas.
•Para los observadores del mercado de la industria farmacéutica, tienen potencial en todo el
mundo para trasplante, banco de células y desarrollo de medicamentos.
•Aplicación de tecnologías con células madre para los siguientes ámbitos:
•Enfermedades cardiovasculares y pulmonares
•Artritis, Incontinencia, Osteoporosis, Diabetes
•Cáncer, Ortopedia, Infertilidad
•Enfermedad de Alzheimer, Burns (grave)
•Lupus, Enfermedad de Parkinson
•Insuficiencia hepática, Esclerosis múltiple
•Críticos de isquemia en las extremidades
•Enfermedad de Crohn
•Enfermedad de células falciformes
•Mieloma múltiple
•nh linfoma, Leucemia
Fuente: Elaboración propia.
4.6 Taxonomía
Tabla 4.16 Taxonomía
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Sistemas expertos
Técnicas de secuenciación
shotgun
Análisis de información
genética
Análisis de agrupamiento
(clustering)
Herramientas de búsqueda de
alineación local básica (blast)
Computación distribuida (grid
computing)
Bioinformática
Productos y servicios
Análisis de secuencias
genéticas
Anotación de genomas
Bases de datos
compartidas de secuencias
genéticas
Árboles de decisión
Microarreglos de proteínas
Minería de datos
Simulación genética
Modelación homóloga
Conjunto crítico de técnicas
para la predicción de la
estructura de proteínas (casp)
Algoritmos genéticos
Predicción de la estructura
de las proteínas
Genómica comparativa
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
69
Productos y servicios
Cadenas de markov
Modelos bayesianos
Hibridización genómica
Sistemas expertos
Métodos de espacio recíproco
Métodos de montecarlo
Selección de estructura
complejas
Conjunto crítico de predicción
de interacciones (capri)
Acoplamiento proteínaproteína para la proteómica
Análisis molecular
Hibridización
Sistemas expertos
Microarreglos
Secuenciación de cadn marcado
(est)
Análisis de la expresión
génica
Análisis serial de expresión
génica (sage)
Secuenciación de señales
masivamente paralelas
Bioinformática
Hibridización in-situ multiplex
Análisis de agrupamiento
(clustering)
Microarreglos
Simulación genética
Sistemas expertos
Microarreglos de proteínas
Espectrometría de masas
Análisis de la regulación
génica
Análisis de la expresión de
proteínas
Reducción de dimensionalidad
multifactorial
Microarreglos de
oligonucleótidos
Hibridización genómica comparativa
Análisis de mutaciones en
el cáncer
Arreglos de polimorfismos de
nucleótidos simples
Modelo oculto de Markov
Redes neuronales
Herramienta de búsqueda de
alineación local básica (blast)
Modelado de sistemas
biológicos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
70
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Sistemas expertos
Análisis de imágenes de
alto rendimiento
Dispositivos para
cirugías invasivas
Biopolímero absorbible
Dispositivos médicos
implantables en el
cuerpo como mallas
quirúrgicas, películas
anti-adherentes, películas
hemostáticas, dispositivos
intra-cardiacos, stents
absorbibles, ligamentos
y dispositivos para la
reparación de tendones,
agentes de embolización y
sistemas de administración
de fármacos
Farmacogenética
Screening de polimorfismos
genéticos
Fármacos adaptados a la
condición genética de un
individuo
Cultivo de células
Medicina regenerativa
Cultivo de células modificadas
genéticamente
Terapia génica
Reparación de tejidos
dañados
Biopolímeros
Tratamientos
médicos
personalizados
Biorreactores
Destrucción del neurotransmisor
de células colinérgicas
Tratamiento antienvejecimiento
Terapia contra el Alzheimer
Bioluminiscencia atp
Establecimiento de perfiles
genéticos
Tratamiento contra la vejez
Reparación molecular
Cultivo de células madre
Tratamiento celular
Marcaje molecular
Producción de distrofina y
cardiotoxina
Tratamiento contra la
degeneración muscular
Chips de proteínas
Reacción en cadena de
polimerasa (pcr) cuantitativa
Tratamiento contra el
cáncer
Secuenciación
Genes para suprimir
tumores
Microarreglos de adn
Modelos animales
Proteínas que transportan
fármacos letales para células
cancerosas exclusivamente
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
71
Productos y servicios
Vector adenoviral
adn recombinante
Tratamiento contra el
cáncer
Algoritmos de inteligencia
artificial teórica
Análisis mutacional de
receptores de superficie y
oncogenes
Proteínas que transportan
fármacos letales para células
cancerosas exclusivamente
Secuenciación por hibridación
Análisis de oligonucleótidos
Tratamiento genético
Impresión por síntesis
Análisis de polimorfismos
genéticos
Biochips de transporte de
información genética
Microarreglos de adn
Microarreglos de adn
Reacción en cadena de
polimerasa (pcr) cuantitativa
Tratamientos
médicos
personalizados
Secuenciación
Modelos animales
Caracterización de marcadores
biológicos
Chips de proteínas
Clonamiento posicional
Tratamientos
moleculares
Tratamiento de hemofilia,
fibrosis quística y
enfermedad de huntington
Modelos animales
Proteína quinasa regulada por
mitógeno (mek)
adn recombinante
Quimerismo mixto
Antígenos cd3 & cd25
Manejo de biorreactores
Tecnologías antisentido
Compuestos “antisense”
Antígenos tnf-alfa & ige
Perfiles genéticos
y prevención de
enfermedades
Tratamiento molecular de
diabetes
Tratamiento de artritis
reumatoide
Anticuerpos monoclonales
para evitar rechazo en
transplante de órganos
Anticuerpos monoclonales
para tratamiento del asma,
la enfermedad de Crohn y
la distrofia muscular
Manejo de biorreactores
Anticuerpos monoclonales
con agentes de contraste
para marcar células
Espectrometría de masas
Proteínas para la
detección temprana de
arterioesclerosis
Diagnósticos
moleculares
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
72
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Áreas de aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Clonación genética
Secuenciación genética
Amplificación de marcadores
moleculares
Reacción en cadena de
polimerasa de la transcriptasa
inversa (rt-pcr)
Identificación de agentes
patógenos
Pruebas de tramo de cadena de
adn (bdna)
Degradación de Edman
Identificación por huella
peptídica
Servicios de
caracterización e
identificación de proteínas
Dianas terapeúticas
Perfiles genéticos
y prevención de
enfermedades
Ingeniería genética
Vacunas contra la malaria
adn recombinante
adn recombinante
Vacunas de adn
Vectores virales
Vacunas de adn
Vacunas contra ataques
biológicos
adn recombinante
Dianas terapeúticas
Identificación de proteínas
antigénicas
Vacunas comestibles
Clonación genética
Vectores no viral
Administración ex vivo
Cromosomas humanos
artificiales
Mejora genética para la
reproducción
Reproducción
asistida
Relación entre genotipo y
fenotipo
Diagnóstico genético de preimplantación (pgd)
Bebés diseñados
genéticamente
adn recombinante
Fertilización in vitro (fiv) e
inyección intra-citoplásmatica
de espermatozoides (icsi)
Fertilidad y esterilidad
Amplificación de adn para screening
Diagnóstico genético preimplantación (pgd)
Fuente: Elaboración propia.
Tratamientos de fertilidad
Selección genética
de embriones para
reproducción asistida
5
Células, tejidos y
órganos artificiales
Martha Alejandra Morgado Munguia
5.1 Descripción
5.1.1 Definición
Bioproductos y sustitutos biológicos que aplican los principios de la ingeniería y las ciencias de la vida, diseñados para suplir, sustituir, mantener, mejorar
o restaurar la función de órganos y tejidos en el cuerpo humano. De naturaleza eminentemente interdisciplinaria, la megatendencia de células, tejidos y
órganos artificiales, incluye conceptos de ramas tan diversas como la química, la biología celular, la microfabricación, la robótica y la ciencia de los materiales, complementadas con materias como la electrónica, la informática,
la acústica, la óptica, la mecatrónica y el diseño, para lograr satisfacer las
demandas médicas.
5.1.2 Detonadores
Con el advenimiento de nuevas tecnologías, el desarrollo de nuevos materiales y la aplicación de ciencias como la biología a la electrónica y el estudio de
los fenómenos fisiológicos empleando equipos electrónicos, se ha incitado a
los investigadores a examinar su disciplina bajo un ángulo nuevo: la biónica,
y de esta forma fortalecer la medicina en su continuo afán de ayudar y mejorar la calidad de vida del ser humano.
En los últimos años el avance de la medicina ha hecho posible el desarrollo de alternativas terapéuticas como el transplante de órganos en pacientes con enfermedades que involucran una degeneración importante del tejido
a transplantar. Sin embargo, dada la escasez de donantes, un amplio grupo
de bioingenieros, biólogos celulares, y médicos, han combinado sus conocimientos para diseñar algunas partes del cuerpo humano que puedan reemplazar
aquellas que se encuentren alteradas o incluso amputadas o ausentes.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
76
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Diariamente ingresan en los hospitales de todo el mundo miles de personas por
causa del mal funcionamiento de alguno de sus órganos. En muchos casos la situación
se solucionaría con un trasplante, pero debido a la carencia de órganos trasplantables,
solo una mínima parte de estos pacientes pueden ser trasplantados.
Para solucionar un poco este problema la bioingeniería ha colaborado intensamente
con la medicina elaborando órganos artificiales que puedan llegar a suplir órganos con
un mal funcionamiento, por esta razón desde hace más de cincuenta años hasta hoy han
aparecido el corazón artificial y un sin número de suplencias para órganos fallidos.
Pero hoy en día con el advenimiento de la biología molecular, la genética, la clonación entre otros, los científicos han propuesto lo que llamaron la ingeniería de tejidos, una
técnica a partir de la cual se buscan obtener células, tejidos y órganos a partir de cultivos de células sobre membranas de diferentes materiales biodegradables que inducidas
apropiadamente pueden llegar a reemplazar los órganos o tejidos que sean requeridos,
aunque se espera que para un futuro con el avance de la genética, se puedan tomar
células madre indiferenciadas, para ser cultivadas y con los apropiados estímulos estas
puedan diferenciarse en los órganos o tejidos que se necesiten reemplazar.
La bioingeniería y la biónica son disciplinas más jóvenes que la ingeniería, en éstas
se reúnen los principios de la ciencia, la tecnología y la propia ingeniería para poder ser
aplicados a los problemas médicos y biológicos que se presentan hoy en día.
Así pues los bioingenieros son formados bajo conceptos sólidos de ingeniería relacionada a conocimientos esenciales de medicina y biología, los cuales se complementan
con materias como la electrónica, la informática, la robótica, la acústica, la óptica, el diseño, entre otros, para lograr satisfacer las demandas médicas. A partir de ésta se derivan
varias ramas por ejemplo la ingeniería biomecánica la cual estudia los sistemas osteoarticular y muscular como sistemas mecánicos, así como el comportamiento de la sangre
como un fluido que se mueve, la mecánica de la respiración entre otros. Por lo tanto las
aplicaciones de ésta han sido la creación de máquinas de circulación extracorpórea, la
creación de un pulmón artificial, aunque ésta es también utilizada en el desarrollo de
implantes y de órganos artificiales. Gracias a ésta, se han desarrollado prótesis para
personas con extremidades amputadas, prótesis mioeléctricas movidas por pequeños
motores eléctricos que recogen las señales musculares, así como la creación de órganos
artificiales como el corazón artificial, el cual ha sido un gran tratamiento para las enfermedades cardiacas desde 1982.
Otra de las ramas de la bioingeniería es la ingeniería bioquímica, la cual busca estudiar las interacciones químicas entre el cuerpo y los materiales artificiales, sus logros
más importantes han sido la creación de prótesis articulares que no generen ningún tipo
de rechazo por parte del organismo y que además duren mucho más que las convencionales, así como la creación de implantes que sustituyen arterias, los cuales no permiten
la formación de coágulos y que además se integran fácilmente al tejido tisular, aunque tal
vez el avance más importante es el desarrollo de las máquinas de diálisis, que ayudan a
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
77
los pacientes con insuficiencia renal. Y la última rama es la bioelectricidad, ésta se encarga de estudiar la actividad bioeléctrica, particularmente del sistema nervioso, los avances
de esta especialidad han conducido a la invención del marcapasos, el desfibrilador y el
electrocardiógrafo.
Ahora bien, la medicina ha estado bien servida por la bioingeniería, y en ella ha encontrado un punto de apoyo importante para solucionar los problemas que se han ido
presentando durante las últimas décadas con respecto al transplante de órganos, pues
así como el hallazgo de saber que ciertas enfermedades podían ser curadas con un
transplante tomó auge, la negativa de la gente a donar sus órganos creó otro problema
que fue solucionado con el advenimiento de la bioingeniería.
Los órganos artificiales, son órganos y tejidos creados mediante ingeniería los cuales por muchos años han sido llamados a ser la base del tratamiento de muchas lesiones y enfermedades, y que han formado en nuestra era una simbiosis entre hombre y
máquina la cual tiene como finalidad prolongar y evadir ciertos límites naturales que tiene
el hombre.
El verdadero problema de los órganos artificiales no reside en lograr crear el órgano
a reemplazar o las fuentes de energía para que este funcione, el verdadero problema
ésta en que el mecanismo artificial pueda convivir en armonía con el cuerpo vivo. Es
entonces cuando la ciencia y la medicina están yendo mas allá de los transplantes y
entrando en una era de fabricación de tejidos corporales apoyados en los avances de la
biología molecular y la genética, con la Ingeniería de Tejidos, una técnica relativamente
reciente de la que se puede decir que “su objetivo primordial es el de lograr obtener
órganos o tejidos combinando células junto con otros materiales, los cuales bajo ciertas
condiciones derivarán en la formación de un tejido”.
Las primeras técnicas han sido con materiales de naturaleza física y química fáciles
de manejar para la formación de un tejido final, para este fin se han utilizado varios polímeros, así como materiales naturales como el colágeno, y tanto unos como otros han
dado resultados efectivos en la creación de un medio de cultivo para las células, además
de poder ser degradados en el organismo en caso de ser transplantados. Una vez los
materiales han sido seleccionados como estructuras de soporte para el crecimiento de
las células de acuerdo a determinadas características que son muy importantes como lo
son las características mecánicas, así como sus características de superficie, las cuales
le permitirán a las células interactuar con el material, estos deben ser procesados para
que tengan una apropiada arquitectura y se logre la formación del tejido. Pero el proceso
no termina aquí es necesario que el tejido en crecimiento tenga un mecanismo de transporte de nutrientes así como de desecho para su adecuado crecimiento, es por esto
que muchos investigadores han creado una especie de vasos sanguíneos que drenan
constantemente el tejido en crecimiento, colaborando con el soporte de este. Pero los
tejidos no comienzan a crecer sobre los soportes de polímeros de una manera mecánica,
estos requieren a su vez de factores de crecimiento y otras sustancias que colaboren en
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
78
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
la formación de estos, asimismo por medio de estas sustancias se asegura también un
control interno sobre el crecimiento de las células, permitiéndoles que crezcan de manera controlada, para que no sobrepasen ciertos límites.
Como se sabe el primer objetivo de la ingeniería de tejidos es el de poder reparar y
generar nuevos tejidos para ser transplantados, con un éxito hasta ahora moderado pues
aun faltan comprender muchos más mecanismos por los cuales el cuerpo no rechace
las células, y pueda adoptarlas como propias, así como también deberán develarse mecanismos por los cuales otras células puedan ser también cultivadas dentro de estas
estructuras de polímeros, para formar nuevos tejidos de los que aun no se han obtenido
buenos resultados.
Por esto para un futuro, se espera que el fin total de la Ingeniería de tejidos, sea obtener cualquier tipo de tejido u órgano a partir de células madre indiferenciadas, las cuales
puedan ser inducidas por medio de ciertos mecanismos de señalización en convertirse
en los órganos y tejidos que se requieran.
5.1.3 Comportamientos tecnológicos
El trasplante de órganos, a pesar de formar parte de las llamadas prácticas quirúrgicas de riesgo, se ha consolidado en los últimos años como el tratamiento de elección
para todas aquellas enfermedades graves que conllevan el fracaso irreversible de un
órgano.
Los éxitos obtenidos y las mejoras que día a día vienen incorporándose, auguran
para esta práctica un futuro en el que las limitaciones técnicas y científicas, todavía importantes, van a dejar paso a otras, especialmente a las vinculadas con la logística del
trasplante.
Pero no solamente va a dejarle paso a la trascendencia de la tecnología del trasplante sino que también va a dejar espacio para que los órganos en si también pasen a una
nueva era, a una era tecnológica, donde no dependeremos de una interacción celular
sino de una interacción mecánica.
A la espera del nacimiento del inmunosupresor “ideal”, los médicos de trasplante o,
más exactamente, los que se interesan en determinados órganos, el corazón, el pulmón
y el riñón principalmente, continúan pendientes de los diseños de órganos artificiales,
con la esperanza de poner a disposición de sus pacientes un aparato de altas cualidades
técnicas.
Entre los cambios característicos que detonan el desarrollo de las células, tejidos y
órganos artificiales, podemos mencionar el conocimiento de áreas como: biomateriales,
biomecánica, biosensores, modelado-simulación-control de sistemas fisiológicos, instrumentación biomédica e informática médica.
El desarrollo de biomateriales es un detonador importante en la generación de órganos artificiales. Un biomaterial es un material sintético utilizado para reemplazar una parte
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
79
anatómica o una función de un ser vivo: materiales dentales, prótesis de cadera, silicona
para la remodelación mamaria.
La capacidad de un biomaterial para reproducir la forma y función de órganos y
tejidos viene condicionada por sus propiedades físico-químicas y su interacción con el
cuerpo humano o Biocompatibilidad.
Particularmente interesantes los materiales compuestos que combinan materiales
biológicos, como el colágeno, con otros sintéticos.
La biomecánica contribuye a participar con el conocimiento de la Biofísica dedicada
al estudio de la mecánica (incluye mecánica de fluidos) y a los sistemas fisiológicos.
Los biosensores permiten la detección de parámetros biológicos y su conversión en
señales eléctricas.
Con el estudio del modelado, simulación y control de sistemas fisiológicos se llega
al uso de métodos computacionales para desarrollar y comprender el funcionamiento de
sistemas fisiológicos. Ejemplo: movimientos de una rótula.
Sin duda, la Bioingeniería, principal responsable del desarrollo de células, tejidos y
órganos artificiales es fruto de una síntesis interdisciplinaria de numerosos aspectos de
Ingeniería, Biología, Medicina, Física, Ciencia de Materiales, Biotecnología, y otras parcelas del conocimiento, abarcando desde las aproximaciones teóricas a las experimentales
y sus aplicaciones.
Un mecanismo humano es asombrosamente polifacético, y todo intento de imitar
todas sus capacidades con la tecnología moderna, quizás, a producir un complicado
sustituto sin aplicación práctica. La dificultad no reside tanto en lograr las fuentes de
energía para que el mecanismo pueda funcionar, sino que el problema radica en disponer el mecanismo artificial de manera que trabaje en armonía con el cuerpo vivo.
Con el advenimiento de la genética, el descubrimiento del genoma humano, la clonación, entre otros, los científicos han puesto todo su interés en una técnica que cada día
toma más notoriedad, pero que aun despierta polémica en las personas. La Ingeniería
de Tejidos, surge como una nueva opción para los transplantes, ofreciendo innumerables
ventajas pero sobretodo una muy importante que no se puede pasar por alto y que ha
sido el dolor de cabeza de médicos y científicos, el no rechazo por parte del receptor de
los órganos o tejidos transplantados.
Hasta ahora los científicos han logrado combinar materiales para que funcionen
como una matriz, en las cuales se siembran las células y estas crecen de forma tridimensional para obtener el nuevo tejido, con esta técnica los científicos han logrado obtener
pedazos de piel para implantes, así como algunos segmentos de huesos y cartílagos y
hasta vasos sanguíneos. Son estos avances los que han llevado a descubrir cómo es
que logran las células crecer en las matrices y formar el tejido, y se ha logrado comprobar
que así como las células cancerosas deben ir en grupos grandes, porque una sola célula
no podría causar metástasis, además de requerir de algunos componentes importantes, las células que se utilizan para el crecimiento de nuevos tejidos requieren de matriz
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
80
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
extracelular para comenzar una nueva colonia de células, los científicos creen entonces
que hay tres componentes que se requieren, primero las células apropiadas, segundo
algunas citoquinas y las matrices extracelulares, que hacen en conjunto la supervivencia
de las células.
5.2 Temas de investigación
Básicamente, podemos agrupar cinco temas claves para determinar los retos y oportunidades que subyacen a esta área de investigación interdisciplinaria:
Tabla 5.1 Temas de investigación
Extremidades artificiales bioeléctricas.
Implante de prótesis microelectrónicas (electromiografía y de señales de control)
Funcionalidad de los materiales de soporte para tejidos
Reacciones de los tejidos al o los materiales de los implantes
Respuestas inflamatorias de las células y los tejidos circundantes cuando son implantados sensores para interferir en
la transmisión de señales.
Fuente: Elaboración propia.
5.2.1 Extremidades artificiales que reaccionan a impulsos neuronales
Obtener impulsos neuronales es aún una actividad complicada, invasiva y poco precisa. En el
caso específico de prótesis que reaccionan a impulsos neuronales, representa un reto para los
ingenieros biomédicos y neurocientíficos la miniaturización y capacidad de procesamiento electrónico, aunque ya existe gran avance en esta línea. No obstante, hay un evidente retraso en el
diseño mecatrónico de las prótesis y la construcción efectiva de las interfaces cerebro-máquina.
Para resolver esta área de oportunidad, debe estudiarse la forma de interpretar las señales emitidas por las neuronas. Las prótesis con arreglos de electrodos necesitan adaptarse a diferentes
lugares, patrones de estímulo, enfermedad del paciente y el estado o grado de enfermedad del
mismo, por ello el que se requiera de la unión entre investigadores y médicos clínicos.
Una de las principales áreas de oportunidad es evaluar los diferentes tipos de electrodos, no invasivos e invasivos, que son los electrodos de superficie y musculares que
pueden grabar las señales de emg y estimular los músculos subyacentes o implantados.
Los electrodos extraneuronales, como el de brazalete y el epineural, simulan una interface simultánea con muchos axones y el nervio, mientras que los electrodos intrafasciculares, penetrantes y regenerativos pueden ponerse en contacto con grupos pequeños de
los axones y el nervio dentro de un fascículo. Por ejemplo, cuando una prótesis de mano
es anatómicamente correcta, la entrada al dispositivo puede venir de las mismas señales
neuronales que utilizaba el paciente para llegar a los músculos de la mano original.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
81
Es importante estudiar la no linealidad de la relación entre el movimiento de los dedos
y las señales corticales, dentro de los controles en los centros periféricos y el hardware. La
no linealidad se refiere a un sistema de ecuaciones en el que los efectos no son proporcionales a sus causas. Dicho sistema podría ser difícil o imposible de modelar, pero dará facilidad de control y proporcionará, al mismo tiempo, el mayor grado posible de destreza.
Sin embargo, el realizar pruebas de ensayo/error en el diseño de prótesis y algoritmos de control de la estimulación eléctrica funcional (fes), es caro y arriesgado. En este
sentido, la designación de un entorno de realidad virtual (vre) para facilitar y acelerar el
desarrollo de nuevos sistemas es un área de oportunidad de gran importancia. En el vre,
los sujetos / pacientes simulados puede operar una extremidad e interactuar con objetos
virtuales. El reto es crear modelos realistas de todos los componentes mecatrónicos
musculoesqueléticos y permitir el desarrollo de sistemas en toda la prótesis vr, antes de
introducir al paciente. El sistema es utilizado tanto por los ingenieros, como instrumento
de desarrollo, como por los clínicos, para implantar la prótesis en los pacientes.
5.2.2 Implante de prótesis microelectrónicas
Las prótesis microelectrónicas de visión ofrecen el reto de restablecer cierta visión espacial al paciente; propone que se generen puntos luminosos (los llamados fosfenos) en
el campo visual de los ciegos por medio de un implante de electrodos estimulantes de
rayos gama, y, al hacerlo, restablecer cierta visión espacial. En la actualidad hay muchos
equipos de investigación en todo el mundo en pro de un dispositivo terapéutico, análogo a los implantes cocleares, para el paciente ciego. A pesar de las similitudes entre el
implante coclear y la prótesis de visión, hay pocos casos en la literatura, donde los dos
enfoques son comparados y confrontados.
En concreto, el estudio de la psicofísica y procesamiento de señales es la base de
este reto. Por medio de simulaciones del proceso, se genera la oportunidad de hacer
predicciones en cuanto a la probable eficacia clínica de la prótesis y, de hecho, los resultados hasta la fecha sugieren que un número en el orden de 100 electrodos implantados
dará a los temas de movilidad y reconocimiento de los rostros (y otros estímulos complejos), una introducción a resultados.
Mientras, el diseño de electrodos para facilitar lectura de texto impreso es aún un
reto importante que no está desarrollado. Las simulaciones a este respecto, permiten
investigaciones sobre la imagen y las estrategias de procesamiento de señales, más que
proporcionar a los investigadores una experiencia de percepción, que se aproxima a lo
que es probable que una prótesis permita en un futuro.
Otro reto en esta línea, son los electrodos que pueden actuar como transductores para registrar señales neuronales o excitar células nerviosas a través de la
estimulación eléctrica. El campo de las prótesis neuronales ha crecido a lo largo
de las últimas décadas. Hay que trabajar sobre el rendimiento en su actual tamaño y complejidad. La aplicación de la tecnología de microsistemas integrados con
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
82
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
la microelectrónica en los implantes neurales hace 20 años, no solamente abrió
nuevos campos de aplicación, sino también permite diseñar nuevos paradigmas y
enfoques con respecto a la bioestabilidad de pasivación y conceptos de electrodos
de interfaces.
5.2.3 Funcionalidad de los materiales de soporte para tejidos
Durante décadas, los polímeros electroactivos (eaps) han recibido relativamente poca atención, debido a su limitada capacidad de actuación. Sin embargo, en los últimos 15 años,
una serie de materiales de polímero electroactivo han surgido con capacidad de producir
una importante forma o tamaño de cambio en respuesta a la estimulación eléctrica.
Estos materiales tienen la más estrecha similitud funcional a los músculos biológicos, que era, hasta hace poco, imposible de lograr. Se están realizando esfuerzos para
abordar los numerosos problemas que obstaculizan la aplicación práctica de estos materiales, y los recientes avances ya han dado lugar a notables mejoras de capacidades.
Varios mecanismos y dispositivos robóticos nuevos están ofreciendo numerosas
ventajas por su flexibilidad, resistencia a la fractura y la controlabilidad, así como baja
masa y baja potencia.
Los eaps tienen el potencial de ser utilizados para aplicaciones como biosensores
ecológicos, membranas, músculos artificiales, actuadores, protección contra la corrosión,
protección electrónica y componentes de alta energía como las baterías, entre otras. Sin
embargo por su alto costo e impacto ambiental, la comercialización de eaps sintéticos
hasta el momento ha sido muy limitada. El almidón, la celulosa y la quitina son algunos
de los polímeros naturales más abundantes en la tierra, y están siendo empleados en el
diseño de soportes para tejidos.
En general, los materiales con matrices de polisacáridos electroactivos pueden alcanzar niveles comparables con la conductancia de iones sintéticos como la de eaps.
5.2.4 Reacciones de los tejidos al o los materiales de los implantes
En la última década la implantación de materiales sintéticos biodegradables, se ha establecido por diversas aplicaciones clínicas, empleándose entre otros, materiales cerámicos, como el fosfato de calcio y polímeros de biovidrio. Además, estos materiales
también se utilizan como material de revestimiento o como microesferas de liberación
controlada de drogas y pertenecen a una serie de ejemplos de aplicaciones como andamios para la ingeniería de tejidos. Sin embargo, inmensas concentraciones locales
de productos se generan durante la biodegradación; un reto interesante es estudiar las
reacciones alérgicas inmunes que se han reportado, para los casos típicos de implantes
metálicos y materiales orgánicos.
Por otra parte, es un área de oportunidad el generar las teorías explicativas de reacciones inmunológicas para aclarar la falta de los informes clínicos de alergia o sensibilización a los materiales sintéticos biodegradables, que existe actualmente.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
83
Materiales utilizados en la osteosíntesis o reemplazo de articulaciones artificiales son
generalmente bien tolerados. Las quejas después de esas operaciones son en su mayoría relacionadas con la infección o problemas mecánicos, pero también pueden ser
causadas por reacciones alérgicas. Estos problemas abarcan cambios en la piel, por
ejemplo, eczema, el retraso de la herida y la cicatrización del hueso, derrame recurrente,
el dolor, o el aflojamiento del implante. En contraste con la alta incidencia de la alergia
cutánea en contacto con el metal, las alergias están asociadas a los implantes de una
enfermedad rara. Sin embargo, los datos epidemiológicos sobre la incidencia de implante relacionados con reacciones alérgicas siguen sin reportarse.
Resulta un reto estudiar las combinaciones de factores que inducen sensibilización
alérgica a los implantes o periimplantaria, ya que pueden desencadenar reacciones alérgicas cutáneas en el caso de alergia preexistente al metal.
Para pacientes alérgicos se recomienda el diseño en titanio, en sustitución electiva
de cadera, usar una cerámica / polietileno (PE), y en reemplazos de rodilla usar “materiales alternativos”. Para un material ordinario, potencialmente aplicable como CoCr / PE, el
paciente debe estar bien informado y debe dar su consentimiento de uso por escrito. El
área de oportunidad es encontrar materiales más baratos y funcionales que no generen
reacción alérgica.
5.2.5 Respuestas inflamatorias de las células y los tejidos circundantes
cuando son implantados sensores para interferir en la transmisión de
señales
La fibrosis es perjudicial para el rendimiento de las células encapsuladas, implante de
dispositivos de liberación de drogas, y/o los sensores. Para mejorar la función y la longevidad de los implantes, un reto es investigar la necesidad de inducir alteraciones en
la respuesta celular. Aunque el material de superficie funcional ha demostrado resistir a
las respuestas ante la actividad celular in vitro y de corto plazo in vivo, estos equipos o
materiales parecen tener poca influencia a largo plazo en vivo ante reacciones de fibrosis,
posiblemente como resultado de la insuficiencia de las interacciones entre los contratados celulares de acogida y grupos funcionales de los implantes.
Para maximizar la influencia de la funcionalidad de las células, y para imitar microesferas de liberación de drogas, las oportunidades están en crear tamaño de partículas del
orden de las micras para poner a prueba la capacidad modular del tejido a las respuestas de los implantes de biomateriales.
Se están estudiando superficies de partículas de polipropileno recubiertas con grupos funcionales, - cf (x), y - cooh, para recubrimiento de sensores. Los resultados demuestran claramente que, mediante el aumento de la superficie disponible funcional y la
distribución espacial, el efecto sobre la química de la superficie del tejido y la reactividad
puede ser considerablemente mayor. (c) 2007 Wiley Periodicals, Inc J Biomed Mater Res
2007.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
84
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
También se debe señalar como área de investigación la importancia biológica de
cambios fisio-patológicos que ocurren dadas las interfaces entre los implantes robóticos
y otras prótesis al estar en contacto con las interfaces biológicas, los resultados de estos
trabajos dan lugar a mejores diseños de prótesis biocompatibles.
Por otro lado, se requiere desarrollar una gran gama de tecnologías que permitan
el desarrollo de dispositivos miniaturizados altamente funcionales e integrados. Pueden
distinguirse dos grupos de dispositivos requeridos, In Vivo e In Vitro. El grupo de dispositivos In Vivo está dominado por estimuladores eléctricos y biosensores. Los dispositivos
In Vitro son principalmente micro-arreglos y dispositivos del tipo Lab-on-Chip (laboratorio
en un chip). Las aplicaciones biomédicas ya son la segunda mayor área de aplicación
para tecnologías de mems (sistemas micro-electromecánicos, micro-electric-mechanical
systems) después de la automotriz. En lo referente a la comercialización, el desafío clave
será identificar nichos con potencial de mercado suficiente para justificar el largo y costoso proceso de desarrollo.
Estas líneas de investigación buscan satisfacer los retos del desarrollo tecnológico
actual, buscando oportunidades en el diseño y aplicación de células, tejidos y órganos
artificiales de manera comercial. En la siguiente tabla se explican para cada línea de
investigación:
Tabla 5.2 Líneas de investigación
Línea de investigación
Retos
Oportunidades
Encontrar la forma de estimular las
neuronas.
Miniaturización y capacidad de
procesamiento electrónico.
Diseño de dispositivos In Vitro,
principalmente micro-arreglos y dispositivos
del tipo Lab-on-Chip (Laboratorio en un
Chip)
Diseño de dispositivos In Vivo dominados
por estimuladores eléctricos y biosensores.
Diseño de dispositivos micro-electromecánicos (mems).
Extremidad artificial
mioeléctrica
Diseño de manos, brazos, piernas y pies
con funcionalidad similar a la del cuerpo
humano.
Diseño de sistemas protésicos
mecatrónicos con funcionalidad
similar a la de los miembros
humanos.
Sistemas de control adoptivo y predictivo
para las prótesis y con esto lograr una mejor
adaptación entre el amputado y su prótesis
Desarrollo de sistemas de baterías
recargables ligeras, para proporcionar una
mayor duración a los sistemas protésicos.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Línea de investigación
Retos
Diseño y construcción efectiva de
las interfaces cerebro-máquina.
Implantes de prótesis
microelectrónicas
Funcionalidad de los
materiales de soporte
Oportunidades
Diseño de sockets o interfaces cómodas y capaces
de adaptarse a los cambios de geometría que
ocurren en el muñón con el tiempo.
Estudiar la no linealidad de la relación entre
el movimiento de los dedos y las señales
corticales, dentro de los controles en los
centros periféricos y el hardware.
Creación de un entorno de
realidad virtual para el diseño
de una prótesis y su algoritmo
de control de la estimulación
eléctrica.
Crear modelos realistas de todos
los componentes mecatrónicos
musculoesqueléticos y permitir el desarrollo
de sistemas en toda la prótesis en realidad
virtual, antes de introducir al paciente.
Restablecer cierta visión espacial
al paciente; propone que se
generen puntos luminosos (los
llamados fosfenos) en el campo
visual de los ciegos por medio
de un implante de electrodos
estimulantes de rayos gama.
Estudio de la psicofísica y procesamiento
de señales, por medio de simulaciones del
proceso.
Diseño de transductores para
registrar señales neuronales o
excitar células nerviosas a través
de la estimulación eléctrica.
Trabajar sobre el rendimiento en su actual
tamaño y complejidad, demostrando
bioestabilidad de pasivación.
Creación de materiales que
tengan la más estrecha similitud
funcional a los músculos
biológicos.
Diseño y uso de polímeros electroactivos
para estimular forma y tamaño por medio de
impulso eléctrico.
Materiales con flexibilidad,
resistencia a la fractura y la
controlabilidad, así como baja
masa y baja potencia
Diseño de mezclas metal polímero iónico.
Materiales con flexibilidad,
resistencia a la fractura y la
controlabilidad, así como baja
masa y baja potencia
Reacciones de los tejidos
al o los materiales de los
implantes.
Estudiar las reacciones alérgicas
inmunes que se han reportado,
para los casos típicos de
implantes metálicos y materiales
orgánicos.
Respuestas al implante de
sensores.
Evitar la fibrosis por uso de
células encapsuladas, implante
de dispositivos de liberación de
drogas, y/o sensores.
Fuente: Elaboración propia.
85
Diseño y uso de materiales piezoeléctricos,
especiales de aleaciones de metales, polímeros
Mezclas especiales con almidón, celulosa
y quitina son algunos de los polímeros
naturales que están siendo empleados en el
diseño de soportes para tejidos
Creación de elementos inocuos para
material de revestimiento o microesferas de
liberación controlada de drogas.
Estudio de combinaciones de factores
que inducen sensibilización alérgica a los
implantes o periimplantaria.
Diseñar recubrimientos de materiales
especiales complejos que eviten la fibrosis.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
86
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
5.3 Tecnologías existentes
El ritmo de avance del desarrollo tecnológico actual no satisface las demandas del
mercado; por lo que existe una creciente preocupación de que muchos de los nuevos
descubrimientos de la ciencia básica no podrán ofrecer rápidamente productos con el
rendimiento, la eficiencia, la asequibilidad y las condiciones de seguridad que requieren
los pacientes.
En opinión de la Oficina de Administración de Fármacos y Alimentos de Estados
Unidos (fda), las ciencias aplicadas y los médicos clínicos necesarios para el desarrollo de productos no han seguido el ritmo de los enormes avances en las ciencias
básicas. Aunque en los diseños de prótesis ha habido algunos éxitos, referentes a
los implantes robóticos funcionales, sigue habiendo muchas cuestiones y problemas relacionados con el incumplimiento de las expectativas creadas. En especial,
los dispositivos no han logrado ser fáciles de controlar, cómodos de llevar y estéticamente agradables
Las tecnologías existentes con mayor relevancia para la megatendencia se desarrollan a través de la biología molecular y celular, la ingeniería de materiales, la electromecánica y las herramientas de programación; algunos ejemplos de estas tecnologías
son:
Tabla 5.3 Ingeniería de materiales
Ingeniería de materiales
Biomateriales (por ejemplo metales, conjugados poliméricos, poliuretanos biodegradables no tóxicos y silicona)
Aplicaciones, por ejemplo las cánulas intraluminales (stents)
Técnicas como las matrices de polisacáridos electroactivos o la fundición de titanio
Materiales inteligentes, como los piezoeléctricos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 5.4 Electro-mecánica
Electro-mecánica
Sensores y biosensores
Sistemas emisor-receptor de campos magnéticos o conformados electromagnéticos
Interferometría con microscopio electrónico de barrido
Transductores y estimuladores eléctricos
Diseño mecatrónico
Implantes (de electrodos de rayos gama, a presión, entre otros)
mems (para microsensores por ejemplo)
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
87
Tabla 5.5 Biología celular y molecular
Biología celular y molecular
Manipulación de células madres, como la separación y purificación de células madre de sangre
periférica
Medios de cultivo con sustitutos de suero fetal
Ingeniería de tejidos
Criopreservación automatizada de células mononucleares
Generación de hidroxiapatita
Micro-arreglos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 5.6 Programación
Programación
Algoritmos de control de la estimulación eléctrica funcional
.Procesos inteligentes y el prototipaje rápido
Fuente: Elaboración propia.
5.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes impulsadas por la megatendencia son:
Tabla 5.7 Tecnologías emergentes
Cables de nanotubos de carbón (quantum wires) y nano-construcciones híbridas
Esferoides tridimensionales multicelulares
Polímeros electro-activos (EAP)
Electrodos intra-fasciculares y extraneuronales
Láser tridimensional de exploración
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
88
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
5.5 Productos y servicios
5.5.1 Lista de productos y servicios
Tabla 5.8 Lista de productos y servicios
Acetábulos de cadera y rodilla artificial
Células cultivadas y/o modificadas genéticamente
Dispositivos de liberación controlada de fármacos
Dispositivos para la rehabilitación auditiva
Dispositivos implantables para ventrículos cardiacos
Dispositivos para la mejora de arterias
Elementos protésicos con señales eléctricas entre
grupos de neuronas
Equipo para prótesis como clavos y tornillos
Extremidad artificial mioeléctrica (como brazo o pierna)
Remodelación mamaria
Estructuras 3D que pueden imitar la estructura de un
órgano
Regeneración de tejido
Impresión de tejidos vivos
Reparaciones craneales
Fijadores de huesos fracturados
Sensores magnéticos para detección de bacterias
Implantes de reemplazo articular para dedos, cadera,
rodilla, hombro y codo
Sensores implantables para control de temperatura
corporal, detectar compuestos tóxicos y medir la presión
sanguínea
Implantes dérmicos, en el sistema óseo, en la médula
espinal y oculares artificiales
Servicio de revisión de prótesis
Interfase cerebro-computador (BCI)
Sistemas de regeneración de órganos internos
Interfase cerebro-máquina (BMI)
Sistemas implantables de diagnóstico inalámbrico
Lentes intracorneales
Sistemas vibro y electro-táctiles para personas con
discapacidad visual y auditiva severa
Marcapasos
Soluciones de monitoreo en tiempo real para tejidos y
dispositivos internos
Membranas y músculos artificiales
Terapias para tratamiento de heridas y reparación de tejido
Órganos artificiales bioeléctricos
Plantillas implantables de regeneración para meniscos
en rodillas
Prótesis de cadera, oído, dentales, faciales y para
recuperar la visión
Válvulas artificiales
Fuente: Elaboración propia.
Recuperación de datos en dispositivos internos
(protocolos de comunicación entre órganos artificiales y
lectores externos)
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
89
5.5.2 Proyectos de inversión
De acuerdo a los reportes generados por la Asociación Nacional de Capital de Riesgo en
Estados Unidos, (Venture Capital Association), las áreas con mayor inversión que impulsan el desarrollo de la megatendencia son:
1. Tecnologías terapeúticas biofarmaceúticas
2. Remodelación de tejidos
3. Servicios y productos biotecnológicos
4. Implantes bio-absorbibles
5. Plantillas implantables para la regeneración de tejidos
6. Dispositivos médicos implantables
7. Sistemas de diagnóstico implantables inalámbricos
8. Lentes intra-corneales e implantes oculares
9. Implantes ortopédicos
10. Wound care and tissue repair therapeutics.
11. Soluciones de monitoreo externo a través de sistemas remotos
12. Software para análisis de datos y texto en tiempo real
13. Impresión de tejidos vivos
5.6 Taxonomía
Tabla 5.9 Taxonomía
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Productos y servicios
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Medios de cultivo con sustitutos
de suero fetal
Procesos de
regeneración celular
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Materiales piezoeléctricos
Diseño y producción
Polímeros electro-activos (eap)
Generación de hidroxiapatita
Procesos para
regeneración tisular
Células cultivadas
y/o modificadas
genéticamente
Estructuras 3d que
pueden imitar la
estructura de un órgano
Fijadores de huesos
fracturados
Células madres
Medios de cultivo con sustitutos
de suero fetal
Regeneración de tejido
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
90
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Procesos para
regeneración tisular
Tecnología
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Ingeniería de tejidos
Cultivo tridimensional
Regeneración de tejido
Ingeniería de tejidos
Esferoides tridimensionales
multicelulares
Diseño y producción
Productos y servicios
Sistemas de
regeneración de órganos
internos
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Ingeniería de tejidos
Impresión de tejidos
vivos
Medios de cultivo con sustitutos
de suero fetal
Nanocontrucciones híbridas
Microestructuración de metales
Interferometría con microscopio
electrónico de barrido
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Elementos protésicos
con señales eléctricas
entre grupos de
neuronas
Polímeros electro-activos (eap)
Microensamblaje
Dispositivos de control
Dispositivos bioestructurados
Microestructuración de metales
Microensamblaje
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Interfase cerebromáquina (bmi)
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Micro-estructuración de metales
Microensamblaje
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Interfase cerebrocomputador (bci)
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Dispositivos de
monitoreo
Microestructuración de metales
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Sensores implantables
para control de
temperatura corporal
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Microestructuración de metales
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
91
Productos y servicios
Sensores implantables
para control de
temperatura corporal
Sensores magnéticos
para detección de
bacterias
Microsensores
Sedición de metabolitos
Microestructuración de metales
Dispositivos de
monitoreo
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Microestructuración de metales
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Sensores implantables
para medir la presión
sanguínea
Sensores implantables
para detectar
compuestos tóxicos
Microestructuración de metales
Transductores
Procesos inteligentes
Dispositivos bioestructurados
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Sistemas implantables
de diagnóstico
inalámbrico
Plímeros electro-activos (eap)
Microestructuración de metales
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Sistemas vibro y electro
táctiles para personas
con discapacidad visual
y auditiva severa
Microensamblaje
Poliuretanos biodegradables no-tóxicos
Dispositivos de respuesta Microestructuración de metales
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Dispositivos de
liberación controlada de
fármacos
Microensamblaje
Conformados electromagnéticos
Implantes en la espina
dorsal
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
92
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Productos y servicios
Implantes en la espina
dorsal
Sistemas emisor-receptor de
campos magnéticos
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Microestructuración de metales
Dispositivos bioestructurados
Dispositivos de respuesta
Implantes en médula
espinal
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Microestructuración de metales
Procesos inteligentes
Conformados electromagnéticos
Dispositivos para la
rehabilitación auditiva
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Generación de hidroxiapatita
Microestructuración de metales
Prototipaje rápido
Fresadora cnc
Prensado de lámina
Micromanufactura
Inyección de metales
Implantes en cráneo
Fundición de titanio
Implantes a presión
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Implantes y prótesis
Microestructuración de metales
Conformado electromagnético
Marcapasos
Ingeniería de tejidos
Conformados electromagnéticos
Endoprótesis
Prótesis de oído
Polímeros electro-activos (eap)
Microensamblaje
Polímeros electro-activos (eap)
Ingeniería de tejidos
polímeros electro-activos (eap)
Microensamblaje
Lentes intracorneales
Implantes oculares
artificiales
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
93
Productos y servicios
Implante de electrodos de rayos
gama
mems
Procesos inteligentes
Prótesis para recuperar
la visión
Polímeros electro-activos (eap)
Conjugados poliméricos de
segunda generación
Interferometría con microscopio
electrónico de barrido
Transductores
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Procesos inteligentes
Órganos artificiales
bioeléctricos
Conformados electromagnéticos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Polímeros electro-activos (eap)
Microensamblaje
Implantes y prótesis
Endoprótesis
Biomateriales
Ingeniería de tejidos
Prótesis de cadera
Polímeros electro-activos (eap)
Microestructuración de metales
Ingeniería de tejidos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Válvulas artificiales
polímeros electro-activos (eap)
mallas metálicas (stents)
Conjugados poliméricos de
segunda generación
Dispositivos para la
mejora de arterias
Biomateriales
Generación de hidroxiapatita
Ingeniería de tejidos
Reparaciones craneales
Polímeros electro-activos (eap)
Diseño mecatrónico
Interfaces neuronales
Electrodos extraneuronales
Electrodos intrafasciculares
Músculos artificiales
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
94
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Productos y servicios
Algoritmos de control de la
estimulación eléctrica funcional
Endoprótesis
Matrices de polisacáridos
electroactivos
Polímeros electro-activos (eap)
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Ingeniería de tejidos
Plantillas implantables
de regeneración para
meniscos en rodillas
Polímeros electro-activos (eap)
Prótesis faciales
Biomateriales
Prótesis cosméticas
Músculos artificiales
Ingeniería de tejidos
Biomateriales
Siliconas
Prótesis dentales
Remodelación mamaria
Microestructuración de metales
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Ingeniería de tejidos
Implantes de reemplazo
articular para dedos,
cadera, rodilla, hombro
y codo
Polímeros electro-activos (eap)
Implantes y prótesis
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Implantes tisulares
Separación y purificación de
células madre de sangre periférica
Implantes dérmicos
Biomateriales
Generación de hidroxiapatita
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Criopreservación automatizada de
células mononucleares
Biomateriales
Implantes en el sistema
óseo
Acetábulos de cadera y
rodilla artificial
Ingeniería de tejidos
Esferoides tridimensionales
multicelulares
Quitosano
Implantes celulares
Interferometría con microscopio
electrónico de barrido
Ingeniería de tejidos
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Membranas artificiales
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Implantes celulares
Tecnología
Productos y servicios
Polímeros electro-activos (eap)
Membranas artificiales
Cánulas intraluminal
Dispositivos
implantables para
ventrículos cardiácos
Polímeros electro-activos (eap)
Dispositivos para
prótesis
95
Biometales
Equipo para prótesis
como clavos y tornillos
Conjugados poliméricos de
segunda generación
Conformado electromagnético
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Implantes y prótesis
Microensamblaje
Prótesis externas
Microestructuración de metales
Microsensores
Extremidades artificiales
mioeléctricas (como
brazos o piernas)
Micro-arreglos
mems
Estimuladores eléctricos
Biosensores
Interfaces neuronal
Conformado electromagnético
Transductores
Sensores
Servicios de monitoreo
Transductores
Sensores
Cables de nanotubos de carbón
(quantum wires)
Servicios de atención
a pacientes
Láseres tridimensionales de
exploración
Soluciones de
monitoreo en tiempo
real para tejidos y
dispositivos internos
Recuperación de datos
en dispositivos internos
Servicio de revisión de
prótesis
Control de infecciones
Control de temperatura
Servicios de terapia
Control de fibrosis
Evaluación estética
Fuente: Elaboración propia.
Terapias para
tratamiento de heridas y
reparación de tejido
6
Computadoras de alto
rendimiento
Carlos Téllez
Aldo López
6.1 Descripción
6.1.1 Definición
Esta megatendencia se refiere al uso de sistemas de cómputo avanzado
(súper computadoras), y de sistemas formados por varios procesadores interconectados. Estos equipos son capaces de procesar enormes cantidades
de información, lo que permite hacer cálculos y simulaciones imposibles en
equipos de cómputo convencionales.
Algunas de las áreas en desarrollo en México son las relacionadas al
procesamiento digital de imágenes en 3ª dimensión, los métodos para procesamiento de datos y la localización en memoria. Para el área de cómputo
de alto desempeño, los desarrollos se han enfocado por el lado eficiente de
uso de memoria, localización de datos, redes de computadoras y modelado
de información.
6.1.2 Detonadores
Entre los elementos tecnológicos característicos se aprecia que el uso de
dispositivos de entrada/salida y unidades de tratamiento ha hecho crecer
el interés de otros medios de interconexión, para la transferencia de información u otras señales; mientras que la cantidad de información computacional existente provoca la búsqueda de mejores métodos o disposiciones
para el tratamiento de datos, actuando sobre el orden o el contenido de
los datos tratados. También, la programación computacional migra hacia
la descripción por datos de objetos tridimensionales, además de que el interés de los usuarios por la transmisión de información digital (a través del
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
98
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
internet u otros medios) está motivando a mejorar las redes de datos de conmutación y
lo que muestra que existe un aumento en la demanda para productos de computación
cuántica.
6.1.3 Comportamientos tecnológicos
Existen siete áreas generales de desarrollo en las computadoras de alto desempeño:
•Acceso, direccionamiento o asignación en sistemas o arquitecturas de
memoria.
•Interconexión o transferencia de información u otras señales entre memorias,
dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento.
•Computadores digitales en general y equipo de tratamiento de datos en general.
•Métodos o disposiciones para el tratamiento de datos actuando sobre el orden o el
contenido de los datos tratados.
•Disposiciones para el control por programa. Ejemplo: unidad de control (control por
programa para dispositivos periféricos)
•Modelado tridimensional (3d). Ejemplo: descripción por datos de objetos
tridimensionales
•Transmisión de información digital: redes de datos de conmutación
El mayor desarrollo técnico se encuentra en el desarrollo de métodos para el
tratamiento de datos en comparación con las computadoras digitales en general.
Las áreas de mayor importancia tecnológica se encuentran en el procesamiento
de los datos, las memorias y los periféricos. Un área emergente es el modelado
tridimensional, la cual abrirá nuevas posibilidades de procesamiento de información
más compleja.
6.2 Temas de investigación
Los principales dueños de la tecnología para el área completa de computadoras de
alto desempeño, en su gran mayoría son inventores independientes, lo que nos indica
el valor comercial que tienen los avances en las tecnologías que impulsan la megatendencia. Además, se puede inferir el alto contenido en propiedad intelectual de los
desarrolladores de los avances.
Por otro lado, en cuanto al desarrollo de temas de investigación por centros de investigación privados, ibm se considera líder en el ramo, ya que esta empresa se encuentra presente en todas las áreas técnicas que configuran el área de cómputo de alto
desempeño como la más importante desarrolladora de tecnologías para las hpc (High
Performance Computers).
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
99
6.3 Tecnologías existentes
Las tecnologías existentes de mayor impacto en la megatendencia son:
Tabla 6.1 Tecnologías existentes
Algoritmos lógicos y de distribución de las velocidades
del sonido
Modelado tridimensional y el procesamiento de gráficos
compuestos
Modelación de distribuciones y las técnicas de
asignación de canal
Simulaciones numéricas de fluctuaciones y de procesos
astrofísicos
Sistemas de administración de bases de datos
Control computarizado de actuadores
Discos duros de gran almacenamiento
Jerarquización de elementos de disco
Arquitectura de interfaz de bus
Radiación cósmica de microondas
Análisis secuencial
Interconexiones ópticas
Redes de almacenaje
Fuente: Elaboración propia.
6.4 Tecnologías emergentes
Las tecnologías emergentes de mayor influencia en la megatendencia son:
Tabla 6.2 Tecnologías emergentes
Cálculos químico-cuánticos y de la geometría molecular
Dispositivos de almacenamiento de acceso directo
(dasd)
Variación de la amplitud con el desplazamiento (avo)
Técnicas de recuperación de información sin estructura
Software avanzado para sistemas complejos
Espectroscopía molecular
Herramientas semánticas
Redes neurales
Fuente: Elaboración propia.
6.5 Productos y servicios
Algunos de los productos y servicios que impulsa la megatendencia se encuentran en
las áreas de cálculo intensivo, almacenamiento masivo, y minería de datos (data mining).
Algunos de estos son:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
100
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
Tabla 6.3 Cálculo intensivo
Cálculo intensivo
Cálculo de propiedades termodinámicas, catalíticas,
fotoeléctricas, termodinámicas y físicas de nanoestructuras
Estudio de la estructura de las galaxias y su evolución, de
la materia interestelar, y de la estructura de las estrellas
Mejoramiento de transmisión de señales satelitales y
en la nitidez de aparatos de optometría médica
Estudio de las propiedades electrónicas estructurales de
los nano-sistemas metálicos
Planeación del obras de infraestructura vial, urbanística
y de rutas de transporte
Estudio de la estructura del universo y del sol, y de la
relación sol-tierra
Identificación de recursos minerales (oro, estaño y
diamantes)
Búsqueda de nuevas moléculas en el espacio
Análisis de formaciones estelares
Construcción del genoma humano
Modelación de proteínas y molecular
Análisis de la química de los materiales
Corrección de defectos en imágenes del espacio
Dispositivos de seguridad en automóviles
Diseño de oleoductos y gasoductos
Diseño de materiales para automóviles
Estudios hidrogeológicos
Superconductores
Inspección geotécnica
Sistemas de frenado
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 6.4 Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Respaldo de bases de datos con información ciudadana y confidencial
Bases de datos de información genética
Bibliotecas virtuales
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 6.5 Minería de datos
Minería de datos
Bases de datos inteligentes
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
101
6.6 Taxonomía
Tabla 6.6 Taxonomía
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Astrofísica
Tecnologías
Productos y servicios
Espectroscopía molecular
Estudio de la estructura del
universo
Radiación cósmica de
microondas
Estructura del sol
Simulaciones numéricas de
fluctuaciones
Relación sol-tierra
Simulaciones numéricas de
procesos astrofísicos
Búsqueda de nuevas moléculas en
el espacio
Software avanzado para
sistemas complejos
Estudio de la estructura de las
galaxias y su evolución
Discos duros de gran
almacenamiento
Estudio de la materia interestelar
Procesamiento de gráficos
compuestos
Cálculo intensivo
(number crunching)
Bioinformática
Física y química
cuántica
Estudio de la estructura de las
estrellas
Descubrimiento de la formación
estelar
Análisis secuencial
Construcción del genoma humano
Modelado tridimensional
Modelación de proteínas
Procesamiento de gráficos
compuestos
Modelación molecular
Cáculo de la geometría
molecular
Estudio de las propiedades
electrónicas estructurales de los
nano-sistemas metálicos
Cálculo químico-cuántico
Química de los materiales
Discos duros de gran
almacenamiento
Cálculo de propiedades
termodinámicas, catalíticas,
fotoeléctrica, termodinámicas y
físicas de nano-structuras
Modelado tridimensional
Superconductores
Corrección de defectos en
imágenes del espacio
Óptica adaptativa
Procesamiento
sísmico
Control computarizado de
actuadores
Algoritmos de distribución de
las velocidades del sonido
Mejoramiento de transmisión de
señales satelitales
Mejoramiento en la nitidez de
aparatos de optometría médica
Identificación de recursos
minerales (oro, estaño y
diamantes)
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
102
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Procesamiento
sísmico
Tecnologías
Productos y servicios
Modelación de distribuciones
Diseño de oleoductos y
gasoductos
Variaciones de la amplitud con
el desplazamiento (avo)
Inspección geotécnica
Discos duros de gran
almacenamiento
Procesamiento de gráficos
compuestos
Cálculo intensivo
(number crunching)
Modelado tridimensional
Estudios hidrogeológicos
Dispositivos de seguridad en
automóviles
Sistemas de frenado
Simulaciones
de colisiones
vehiculares
Procesamiento de gráficos
compuestos
Diseño de materiales para
automóviles
Planeación del obras de
infraestructura vial
Planeación urbanística
Modelado tridimensional
Planeación de rutas de transporte
Redes de almacenaje
Bibliotecas virtuales
Jerarquización de elementos
de disco
Interconexiones ópticas
Bases de datos
distribuidas
Sistemas de administración de
bases de datos
Arquitectura de interfaz de bus
Almacenamiento
masivo
Bases de datos de información
genética
Dispositivos de
almacenamiento de acceso
directo (dasd)
Sistemas de
almacenamiento
pasivo
Técnicas de asignación de
canal
Respaldo de bases de datos con
información ciudadana
Dispositivos de
almacenamiento de acceso
directo (dasd)
Respaldo de bases de datos con
información confidencial
Herramientas semánticas
Minería de datos
(data mining)
Análisis de datos
Técnicas de recuperación de
información sin estructura
Redes neurales
Algoritmos lógicos
Fuente: Elaboración propia.
Bases de datos inteligentes
7
Inteligencia artificial
Alvaro José de Albornoz
Patricia Escamilla
Ramón Brena
Raúl Monroy
Rogelio Soto Rodríguez
Sairam Cerón
Manuel Valenzuela
Edgar Vallejo
7.1 Descripción
7.1.1 Definición
La Inteligencia Artificial es la rama de las ciencias computacionales que busca crear computadoras que se comporten como humanos en varios tipos de
tareas que requieren el uso de inteligencia, entre ellas:
•Procesamiento de lenguaje natural (hablado y escrito)
•Robótica y visión (máquinas capaces de percibir y actuar sobre un medio
ambiente físico)
•Razonamiento experto (uso de conocimiento y razonamiento)
•Juegos (ajedrez, damas, backgammon)
La megatendencia se define como el uso generalizado y creciente de las
técnicas de la inteligencia artificial para controlar, optimizar, predecir, diagnosticar, diseñar y explicar, procesos y sistemas en diversos sectores como
salud, transporte, gobierno, empresa, manufactura, cómputo, comunicación
y educación.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
106
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
7.1.2 Detonadores
Dentro de los procesos que detonan e impulsan el avance de la megatendencia se encuentran: el aumento de la capacidad del hardware, ya que permiten procesar más información en menos espacio; la evolución en las formas de comunicarse entre el hombre
y las computadoras, gracias al desarrollo de sistemas de interacción, recepción y generación de información que involucran todos los medios humanos posibles; la necesidad
tecnológica de las personas para comunicarse en cualquier lado y en cualquier momento, en la actualidad la gente busca estar comunicada y conectada en cualquier lugar a
donde va, porque el trabajo se vuelve parte de nuestra vida; la creciente movilidad de
personas y mercancías, ya que se requiere infraestructura que permita esta la movilidad
por vías marítimas, aéreas y terrestres, de manera real o virtual; el aumento del comercio
internacional, pues al existir menos barreras arancelarias y más acuerdos comerciales
se generan nuevos mercados de productos y servicios alrededor del mundo; la estandarización de procesos y tecnologías en las empresas, debido a que al globalizarse,
las compañías y sus sistemas deben armonizarse para poder compartir información y
realizar sus operaciones.
7.1.3 Comportamientos tecnológicos
Esta megatendencia tendrá un fuerte impacto en la sociedad; por ejemplo, las empresas
utilizarán sistemas inteligentes para el diagnóstico y toma de decisiones, el creciente uso
del Internet provoca el desarrollo de más servicios basados en web, el reconocimiento de
patrones se utiliza en sitios de Internet y sistemas de seguridad, la expansión del Internet
a diversas poblaciones genera el desarrollo de más servicios de e-learning, las empresas
buscan continuamente una optimización de sus procesos que incluya todos los aspectos
del negocio y lo hacen a través de sistemas inteligentes de planeación de los recursos.
Además, el aumento de tráfico genera medios de transporte y autopistas inteligentes, la
comunicación entre personas se realiza a través de interfaces inteligentes y será común
el control de dispositivos mediante el pensamiento.
7.2 Temas de investigación
Temas de investigación de mayor relevancia:
Tabla 7.1Temas de investigación
Diseño inteligente
Logística inteligente
Algoritmos de “ruteo” en redes
E-learning y tutores inteligentes
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
107
Modelos de usuarios
Agentes inteligentes
Sistemas expertos difusos para la toma de decisiones
Automatización de procesos administrativos
Diagnóstico médico
Planeación de producción
Optimización de procesos y de la red grid
Programación de tareas en cómputo grid
Patrones de comportamiento
Seguridad informática
Robótica
Control automático de procesos industriales
Manejo y descubrimiento de conocimiento
Fuente: Elaboración propia.
7.3 Tecnologías existentes
Dentro del conjunto de tecnologías existentes que sostienen a la megatendencia se encuentran:
Tabla 7.2 Tecnologías existentes
Modelación del comportamiento normal y anómalo de aplicaciones, usuarios y sistemas operativos
Criterios de seguridad (autenticación, integridad, no repudiación y privacidad)
Aplicaciones en protocolos de seguridad y de transacciones
Algoritmos genéticos y de schedulling
Diseño mecánico
Reconocimiento de patrones
Teorías de manipulación
Minería de datos (árboles de decisión, redes neurales, reglas expertas, entre otros)
Controles automáticos y simuladores interactivos inteligentes
Modelado estadístico y modelos predictivos
Protocolos recocido simulado
Lógica difusa
Semántica cuantitativa
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
108
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
7.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes impulsadas por la megatendencia son:
Tabla 7.3 Tecnologías emergentes
Agentes inteligentes
Argumentación y clasificadores
Fusión de sensores
Programadores lógicos controlables de alto rendimiento
Análisis de cripto-sistemas
Computación evolutiva
Planeación de movilidad y de trayectorias
Sistemas adaptativos, difusos, expertos y multiagentes
Fuente: Elaboración propia.
7.5 Productos y servicios
7.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios generados se localizan en las áreas de procesos industriales, medicina, negocios, educación, gobierno, productos y servicios comerciales y seguridad. Algunos de ellos son:
Tabla 7.4 Procesos industriales
Procesos industriales
Sistemas de control y supervisión de calidad en procesos de producción y optimización de diseño
Sistemas de diagnóstico de fallas para autos
Ruteo y distribución para flotillas de transporte
Vehículos autónomos e híbridos
Detectores de fallas sistemas de producción en serie
Controladores automáticos de procesos industriales
Simuladores de diseño automotriz
Calles y carreteras inteligentes
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
109
Tabla 7.5 Medicina
Medicina
Diagnosticadores de imágenes médicas
Detectores de predisposición genética a enfermedades
Dosificadores implantables de medicamentos
Humanoides de ayuda para discapacitados
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 7.6 Negocios
Negocios
Sistemas de planificación automática en organizaciones
Sistemas de descubrimiento de conocimiento y de optimización multiobjetivo
Modelación de usuarios
Sistemas de digitalización y estandarización de contenidos e inteligentes de distribución de información
Sistemas de análisis de inversiones, riesgos y tendencias
Programadores de tareas en cómputo distribuido
Recursos de planeación inteligente empresarial (ierp)
Sistemas de: administración de incertidumbre; reconocimiento de patrones de compra
Buscadores inteligentes de información
Sistemas de: interpretación de índices económicos, pronósticos financieros e inteligencia de
negocios
Sistemas de clasificación y agrupamiento de bases de datos
Sistemas de optimización de la red distribuida
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 7.7 Educación
Educación
Automatización de los procesos de gestión educativa
Tutores virtuales inteligentes
Enseñanza virtual y en línea
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 7.8 Gobierno
Gobierno
Portales virtuales para el gobierno (e-government)
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
110
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Tabla 7.9 Productos y servicios comerciales
Productos y servicios comerciales
Procesadores inteligentes de imágenes
Dispositivos móviles inteligentes
Interfaces inteligentes
Vida y visión artificial
Aparatos electrodomésticos inteligentes
Robots de servicio
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 7.10 Seguridad
Seguridad
Aplicaciones de software y hardware para protección de equipos, datos y redes
Identificadores de patrones de conducta sospechosos
Sistemas de detección de intrusiones en programas computacionales
Dispositivos de seguridad
Fuente: Elaboración propia.
7.5.2 Proyectos de inversión
a) Vehículos híbridos, vehículos autónomos, logística, programación de tareas,
robótica, control automático de procesos: Compañías como Honda, Rockwell,
General Electric y FLSmith están apostando a proyectos de automatización de
vehículos autónomos, robótica y automatización. Los proyectos de vehículos
autónomos tienen una competencia internacional, un ejemplo importante es
“DARPA Urban Challenge”1 en donde universidades como Stanford y el mit
invierten en la investigación y desarrollo de estos proyectos que integran varias
tecnologías de Inteligencia Artificial.
b) Herramientas de software para el diagnóstico de predisposiciones genéticas a
enfermedades y sistemas inteligentes para el apoyo a la toma de decisiones: Estas
herramientas basadas en técnicas de inteligencia artificial pueden complementar los
resultados de los métodos estadísticos tradicionales en aplicaciones de medicina
para contribuir al entendimiento de los orígenes de enfermedades.
c) Sistemas inteligentes basados en reglas difusas para la toma de decisiones: Estos
sistemas expertos se utilizan para representar conocimientos, por ejemplo: procesos
de producción.
1) http://cs.stanford.edu/group/roadrunner/
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
111
d) Sistemas de toma de decisiones gubernamentales, portales de e-Gobierno (como
en Ciudad de México y Morelos), sistemas de toma de decisiones en reclusorios y
juzgados, sistemas de distribución y acceso a la información, sistemas de detección
de patrones sospechosos y sistemas inteligentes: fuertes proyectos de inversión
se están desarrollando para integrar la tecnología computacional y en particular los
sistemas inteligentes en las áreas de seguridad y procuración de justicia, así como
en el poder judicial. La creación de sistemas inteligentes específicamente diseñados
para descubrimiento de patrones de comportamiento delictivos, soporte a la toma de
decisiones judiciales y pre-liberaciones en reclusorios, ha generado una nueva área
de trabajo dentro de la megatendencia.
e) Paquetes computacionales de Analytics para la toma de decisiones basada en datos:
que buscan apoyar la toma de decisiones optimizando herramientas como la minería
de datos, econometría, optimización y administración de modelos.2
f) Bussiness intelligence, pronósticos financieros, distribución de información y análisis
de riesgos, son áreas en las que el ritmo de inversión es creciente. Prácticamente
todas las grandes compañías dedicadas al manejo de información y de datos –como
Oracle, IBM, Bull y SAP- están invirtiendo grandes cantidades en el desarrollo de
nuevos proyectos.3
7.6 Taxonomía
Tabla 7.11 Taxonomía
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Sistemas expertos
Clasificadores
Computación evolutiva
Procesos industriales
Fabricación y
diseño
Sistemas de diagnóstico de fallas
para autos
Redes neurales
Sistemas difusos
Sistemas expertos
Lógica difusa
Planeación de trayectorias
Vehículos híbridos
Vehículos autónomos
2) Compañías como Google y sas ofrecen paquetes computacionales de Analytics
3) Existen productos en etapa de prototipo como JITIK: www.ensitech.com
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
112
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Árboles de decisión
Sistemas expertos
Lógica difusa
Vehículos autónomos
Computación evolutiva
Fabricación y
diseño
Programador lógico
controlable de alto
rendimiento
Simuladores de diseño automotriz
Modelado estadístico
Procesos industriales
Clasificadores
Calles y carreteras inteligentes
Sistemas expertos
Planeación de trayectorias
Ruteo y distribución para flotillas de
transporte
Computación evolutiva
Sistema de optimización de diseño
Sistemas expertos
Computación evolutiva
Redes neurales
Control de calidad
Sistemas difusos
Sistemas de control y supervisión
de calidad en procesos de
producción
Modelos predictivos
Sistemas expertos
Clasificadores
Planeación de trayectorias
Recocido simulado
Detectores de fallas sistemas de
producción en serie
Controladores automáticos de
procesos industriales
Reconocimiento de patrones
Redes neurales
Minería de datos
Agentes inteligentes
Diagnosticadores de imágenes
médicas
Sistemas expertos
Medicina
Diagnóstico y
detección
Clasificadores
Computación evolutiva
Reconocimiento de patrones
Lógica
Redes neurales
Minería de datos
Agentes inteligentes
Sistemas expertos
Reglas expertas
Detectores de predisposición
genética a enfermedades
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
113
Productos y servicios
Sistemas expertos
Fusión de sensores
Lógica difusa
Dosificadores implantables de
medicamentos
Computación evolutiva
Fusión de sensores
Medicina
Atención médica
Teoría de manipulación
Planeación de trayectorias
Planeación de movilidad
Árboles de decisión
Humanoides de ayuda para
discapacitados
Modelado estadístico
Lógica difusa
Computación evolutiva
Modelado estadístico
Computación evolutiva
Redes neurales
Sistemas de planificación
automática en organizaciones
Sistemas difusos
Sistemas expertos
Planeación y
administración
Árboles de decisión
Clasificadores
Redes neurales
Computación evolutiva
Lógica difusa
Algoritmos genéticos
Negocios
Recursos de planeación inteligente
empresarial (ierp)
Sistemas de descubrimiento de
conocimiento
Sistemas de optimización
multiobjetivo
sistemas de administración de
incertidumbre
Sistemas expertos
Lógica difusa
Modelado estadístico
Modelación de usuarios
Semántica cuantitativa
Algoritmo genético
Mercadotecnia
Sistemas expertos
Lógica difusa
Clasificadores
Modelado estadístico
Semántica cuantitativa
Computación evolutiva
Sistemas de reconocimiento de
patrones de compra
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
114
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Clasificadores
Mercadotecnia
Simuladores interactivos
inteligentes
Sistemas de digitalización y
estandarización de contenidos
Sistemas expertos
Modelado estadístico
Computación evolutiva
sistemas de análisis de inversiones
Lógica difusa
Sistemas expertos
Computación evolutiva
Lógica difusa
Sistemas expertos
Modelado estadístico
Sistemas de interpretación de
índices económicos
Sistemas de pronósticos financieros
Sistemas expertos
Análisis económico
Modelado estadístico
Sistemas de análisis de tendencias
Computación evolutiva
Lógica difusa
Sistemas expertos
Negocios
Modelado estadístico
Sistemas de análisis de riesgos
Computación evolutiva
Sistemas expertos
Modelado estadístico
Computación evolutiva
Sistemas de inteligencia de
negocios
Lógica difusa
Semántica cuantitativa
Sistemas expertos
Modelos predictivos
Algoritmos de schedulling
Minería de datos
Computación evolutiva
Sistemas inteligentes de
distribución de información
Lógica difusa
Clasificadores
Clasificadores
Modelado estadístico
Semántica cuantitativa
Buscadores inteligentes de
información
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Sistemas expertos
Programadores de tareas en
cómputo distribuido
Algoritmos de Schedulling
Computación evolutiva
Algoritmos de Schedulling
Negocios
Minería de datos
115
Patrones de comportamiento
Sistemas de optimización de la red
distribuida
Sistemas expertos
Clasificadores
Semántica cuantitativa
Sistemas de clasificación y
agrupamiento de bases de datos
Algoritmo genético
Sistemas expertos
Gestión educativa
Educación
Enseñanza
inteligente
Computación evolutiva
Simuladores interactivos
inteligentes
Automatización de los procesos de
gestión educativa
Computación evolutiva
Enseñanza virtual y en línea
Sistemas expertos
Tutores virtuales inteligentes
Árboles de decisión
Modelado estadístico
Semántica cuantitativa
Computación evolutiva
Gobierno
Minería de datos
Comercio
Semántica cuantitativa
Portales virtuales para el gobierno
(e-government)
Clasificadores
Procesadores inteligentes de
imágenes
Clasificadores
Visión artificial
Planeación de trayectorias
Dispositivos móviles inteligentes
Lógica difusa
Aparatos electrodomésticos
inteligentes
Sistemas expertos
Modelado estadístico
Productos y servicios
comerciales
Lógica difusa
Sistemas
inteligentes
Interfaces inteligentes
Planeación de trayectorias
Computación evolutiva
Sistemas adaptativos
Árboles de decisión
Modelado estadístico
Lógica difusa
Vida artificial
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
116
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Computación evolutiva
Vida artificial
Diseño mecánico
Control automático
Productos y servicios
comerciales
Sistemas
inteligentes
Árboles de decisión
Modelado estadístico
Planeación de trayectorias
Robots de servicio
Lógica difusa
Computación evolutiva
Sistemas multiagentes
Fusión de sensores
Modelación del
comportamiento normal y
anómalo de aplicaciones,
usuarios y sistemas operativos
Análisis de cripto-sistemas
Aplicaciones en protocolos
de seguridad
Protocolos de transacciones
Seguridad
biométrica
Criterios de privacidad
Dispositivos de seguridad
Criterios de autenticación
Criterios de integridad
Criterios de no repudiación
Sistemas expertos
Seguridad
Clasificadores
Modelado estadístico
Semántica cuantitativa
Argumentación
Seguridad
informática
Modelación del
comportamiento normal y
anómalo de aplicaciones,
usuarios y sistemas
operativos
Análisis de cripto-sistemas
Aplicaciones en protocolos
de seguridad
Protocolos de transacciones
Criterios de privacidad
Aplicaciones de software y hardware
para protección de equipos, datos
y redes
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Áreas de aplicación
Áreas específicas
de aplicación
Tecnologías
117
Productos y servicios
Criterios de autenticación
Criterios de integridad
Criterios de no repudiación
Sistemas expertos
Seguridad
informática
Clasificadores
Aplicaciones de software y hardware
para protección de equipos, datos
y redes
Modelado estadístico
Semántica cuantitativa
Seguridad
Argumentación
Clasificadores
Redes neurales
Sistemas de detección de
intrusiones en programas
computacionales
Sistemas expertos
Criminalística
Modelado estadístico
Computación evolutiva
Fuente: Elaboración propia.
Identificador de patrones de
conducta sospechosos
8
Materiales inteligentes e
ingeniería de superficies
Joaquín Oseguera
Olimpia Salas
Alex Elías
Horacio Ahuett
Ciro Rodríguez
8.1 Descripción
8.1.1 Definición
Materiales cuyas propiedades eléctricas, mecánicas, acústicas o cuya
estructura, composición o funciones cambian de manera específica en
respuesta a un estímulo proveniente del ambiente. Este cambio debe ser
predecible y capaz de ser incorporado como tecnología en productos
comerciales.
La ingeniería de superficies se refiere a la modificación de la superficie de cualquier material para producir componentes con una combinación única de propiedades que mejoren –de manera predecible- su
desempeño, impacto en el ambiente y costo.
Existen principalmente 5 diferentes tipos de materiales inteligentes, también utilizados en la ingeniería de superficies: piezo-cristales
(pzt), metales con efecto memoria, metales magneto-resistivos, vidrios electro-crómicos y los polímeros electro-activos y de efecto
memoria.
8.1.2 Detonadores
Los principales impulsores de la megatendencia son los avances en las
disciplinas involucradas, que incluyen: ciencia de superficies, técnicas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
120
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
de vacío, magnetismo, caracterización de superficies, plasmas, electrónica, biotecnología, catálisis y sobretodo los avances en nanotecnología.
8.1.3 Comportamientos tecnológicos
El impacto de la ingeniería de superficies se puede medir a través del número de sectores
donde tiene aplicaciones. Se han identificado al menos 15 sectores primarios donde esta
disciplina es un importante recurso tecnológico, incluyendo los biomateriales, la generación
de energía, la transformación de metales, la electrónica, la extracción de petróleo, la industria
automotriz, la aeronáutica y la alimentaria. Por ejemplo, un estudio hecho en Inglaterra indica
que el 80% de las industrias aeronáutica y automotriz depende de la ingeniería de superficies
y se ha reconocido que es uno de los métodos más importantes para diferenciar un producto
en términos de calidad, desempeño y costo. Adicionalmente, el progreso en esta disciplina ha
permitido a su vez el desarrollo de tecnologías emergentes muy relevantes en las economías
actuales por ejemplo los mems4, el almacenamiento de datos y las fibras ópticas.
Actualmente algunas industrias están estrechamente vinculadas a la utilización
de superficies y materiales inteligentes, como la aeronáutica, en donde la eficiencia
de los motores no se puede aumentar sin el uso de barreras térmicas aplicadas
en las superficie de componentes sometidos a altas temperaturas y cargas. Otro
ejemplo es el desarrollo de recubrimientos protectores para ambientes carburizantes, que ha requerido del desarrollo de modelos termodinámicos para aumentar las
bases de datos de corrosión en estos ambientes. Así también, la adaptación de la
espectrocopía molecular ha permitido analizar in-situ los productos de la corrosión
aumentando al mismo tiempo el rango de aplicaciones para esta técnica de análisis
(Argonne, 2007)
Existen diversos tipos de materiales inteligentes que están establecidos a nivel comercial, ya que las aplicaciones potenciales de estas tecnologías abarcan múltiples industrias. En México hay oportunidades en diversas áreas, particularmente en la industria
aeronáutica, en el desarrollo de la bio-medicina, para las aplicaciones de los bio-materiales y en la industria automotriz. Esta megatendencia está influenciando muchos productos industriales y de consumo.
Por otro lado, la diversidad ambiental y el cambio climático generan la demanda del
diseño de materiales vinculados con las propiedades y condiciones en que actuarán.
Además, debido a la pérdida de la calidad de ciertos instrumentos se diseñan mejores
técnicas de análisis de corrosión y desarrollo de recubrimientos protectores. También,
para mejorar las superficies se está diseñando la aplicación de tratamientos termoquímicos convencionales y asistidos por plasmas. Para la caracterización superficies y materiales se incrementa el uso de difracción de rayos X, la microscopía de campo y la
4) Sistemas micro-electro-mecánicos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
121
microscopía de tunelaje. Finalmente se han utilizado diversas formas de interacción de la
radiación con la materia para caracterizar estructuralmente los materiales y superficies
A continuación se presentan ejemplos de la manera en que industrias existentes han
introducido el uso de materiales inteligentes. Se discuten también casos en que estas
aplicaciones pueden ampliarse.
8.1.3.1 Biomateriales
La biocompatibilidad de un material es quizá su propiedad más importante cuando éste
es usado como prótesis en la medicina y en el campo dental. La biocompatibilidad significa que el material no es tóxico, es decir, que no genera una reacción de rechazo cuando
es implantado en el cuerpo. Antes de la aparición de los materiales inteligentes y debido a las rigurosas demandas de las propiedades del material para biocompatibilidad,
sólo tres materiales metálicos habían sido autorizados para usarse como materiales para
implantes: Fe–Cr–Ni, Co–Cr and Ti–Al–V. Las investigaciones realizadas en la compatibilidad del Ti–Ni (nitinol), material con efecto memoria, demuestran que éste tiene una
resistencia a la corrosión superior a otros materiales metálicos. Esto se debe a la formación de capas pasivas de óxido de titanio (TiO2). Esta cualidad permite el uso extensivo
de brackets de nitinol en la industria dental, por ejemplo. Se ha reportado también el uso
de grapas para unir hueso en el campo de la medicina. De igual manera, esta propiedad
permite el desarrollo de equipo quirúrgico y de dispositivos médicos.
A partir de materiales inteligentes se ha desarrollando equipo de diagnóstico y farmacéutico para tratamientos, así como prótesis. Ejemplos típicos son las pinzas para
biopsias y stents (cubiertas intra-arteriales) de nitinol.
8.1.3.2 Estructuras inteligentes
Las estructuras inteligentes son compuestos de materiales que incorporan las funciones particulares de sensores y actuadores para desarrollar acciones inteligentes
que permiten detectar y prevenir fallas en éstas. Los cinco componentes básicos de
una estructura son: adquisición de datos (sensores táctiles), transmisión de datos
(nervios sensores), unidad de comando y control (cerebro), instrucciones de datos
(nervios motores) y mecanismos de acción. El desarrollo de estructuras con base
en materiales inteligentes ha sido explorado en los campos de la construcción, la
aeronáutica y la industria automotriz. Por ejemplo, existen puentes equipados con
sensores para monitorear la propagación de fracturas, desplazamiento de juntas,
vibración y corrosión.
8.1.3.3 Tecnología electrónica automotriz
La principal área de aplicación es en sensores, entre los que destacan los sistemas
micro electro-mecánicos o mems, utilizados en el sistema de antibloqueo (abs); en el
sistema de sensado de los cinturones de seguridad; en la detección de apertura y
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
122
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
cierre del quemacocos y en la detección de las condiciones hidráulicas de los sistemas
abs y vso, por citar algunos ejemplos. Estos sensores utilizan generalmente materiales
piezo resistivos (pzt).
8.1.3.4 Estructural en el campo automotriz
La empresa General Motors tiene como objetivo para el 2010 el desarrollo de aleaciones
de memoria de forma y de polímeros para integrarlos en los nuevos diseños de vehículos, donde se desea aprovechar la ventaja de estos materiales para manipular sus
propiedades. En particular, la capacidad para recuperar la forma y rigidez cuando son
sometidos a un proceso de calentamiento, a un campo magnético o a una fuente de
voltaje pueden ser útiles después de un impacto.
Otro ejemplo de los resultados que gm ha obtenido es el desarrollo de suspensiones semi-activas (Delphis’s MagneRide). Ésta ha demostrado las bondades que
existenten al utilizar fluidos magnetoreológicos, los que presentan una rápida respuesta ante diferentes situaciones de manejo. Su aplicación permite la eliminación
de válvulas electromecánicas y una mayor versatilidad de los amortiguadores (al
poder cambiar hasta 1,000 veces por segundo el parámetro de viscosidad). El resultado final es un incremento en la seguridad y en el nivel de control de estabilidad
del vehículo.
8.1.3.5 Vibraciones
Las vibraciones y el ruido de transmisión estructural constituyen uno de los problemas
fundamentales cuando se quiere mejorar el confort en los medios de transporte, aumentar la vida útil de elementos y componentes o cuando se pretende reducir las vibraciones en procesos en máquinas-herramienta para mejorar la calidad de los acabados
superficiales. La solución del problema de la transmisión de vibraciones estructurales se
puede abordar ya sea controlando las fuentes o impidiendo el paso de las vibraciones a
través de los elementos de conexión. En este último caso, el aislante debe mantener dos
cualidades que son generalmente excluyentes: capacidad de filtrado de vibraciones y
sacrificar rigidez estructural. Para lograr estas características, se han utilizado materiales
piezocerámicos monolíticos embebidos en una matriz viscoelástica o fibras con matriz
polimérica. Además de añadir la resistencia del material base, la flexibilidad de la matriz
polimérica permite la confortabilidad en las superficies curvas y proporciona una coraza
de protección alrededor del material piezoeléctrico.
En la medida en que los diseñadores de productos tengan un mejor entendimiento
de las cualidades de los Materiales Inteligentes, sus aplicaciones habrán de incrementarse. En la actualidad, la aplicación y cualidades de estos materiales no forman parte de los
cursos de enseñanza regulares de entrenamiento de ingenieros. Esto es particularmente
cierto en México.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
123
Por otro lado, algunas de las áreas en las que existe un potencial inmediato para la
aplicación de materiales inteligentes son:
Carreteras inteligentes / ingeniería civil
El beneficio de construir un sistema de transporte inteligente tendrá un tremendo impacto
en la productividad. El principal objetivo en sistemas de automatización mediante el uso
de carreteras inteligentes es el mejoramiento de seguridad y reducción de accidentes de
tráfico.
Transductores / electrónica
Actualmente el crecimiento en el mercado de transductores ha sido rápido y se predice
que continuará a su actual paso. El mercado de sensores era de $5 mil millones de
dólares en 1990, y creció a $13 mil millones de dólares con un crecimiento anual del 8%
durante la siguiente década. Los sensores piezo-eléctricos y electro-restrictivos abarcan
una porción significativa del mercado de transductores fundamentalmente debido a la
producción automotriz, amortiguamiento de vibraciones activas y la generación de imágenes médicas.
Baterías / electrónica
Las baterías son la principal fuente de poder. Actualmente el mercado de las baterías
excede los $30 mil millones de dólares por año. Los rápidos avances tecnológicos y
miniaturización en electrónica han creado un incremento de la demanda por baterías
compactas e iluminación. Ejemplos de dispositivos portátiles son celulares, laptops,
computadoras y cámaras de video las cuales requieren baterías de alta densidad de
energía. El desarrollo de baterías de alta densidad de energía está siendo posible debido
al desarrollo de materiales inteligentes y procesos.
Actuadores electromecánicos / equipo quirúrgico
El desarrollo de actuadores electromagnéticos de precisión ha crecido de manera importante. La principal ventaja de estos actuadores es su alta precisión, en el orden de
los 10 nanómetros, rápida respuesta en el tiempo (10 μs) y alta fuerza regenerativa con
baja propulsión. Estas propiedades de los actuadores electromagnéticos hacen que
sean atractivos para sistemas ópticos, maquinaria de precisión y pequeños motores
de alta potencia.
8.2 Temas de investigación
Temas de investigación sobresalientes a nivel mundial:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
124
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
Tabla 8.1 Temas de investigación
El uso comercial de tecnología ultrasónica de imágenes
Transductores magnetorestrictivos en equipo industrial
Terminación magnetoreológica (MRF), tecnología de afinamiento de superficies
Sistemas de control de ruido en equipo industrial
Investigación de estructuras adaptables y compositos inteligentes
Fluidos magnetoreológicos (ERF), fluidos que cambian de viscosidad debido a una
carga eléctrica
Fuente: Elaboración propia.
En México, de acuerdo a datos del 2003, menos de 5 de los más de 500 proyectos que recibieron apoyo en la convocatoria de Ciencias Básicas de conacyt podrían
considerarse como asociados a materiales inteligentes. Entre las líneas de investigación
relacionadas que se reportan en la actualidad se encuentran:
•Desarrollo de Materiales Electro-cerámicos (Centro de Materiales Avanzados cimav)
•Caracterización de Bio-materiales (ipn)
Para el 2006, hubo un incremente ligero, pues se identificaron 5 proyectos de entre
los más de 500 apoyados a través de la convocatoria de Ciencias Básicas.
•Polímeros opto-electrónicos para aplicaciones en holografía dinámica,
comunicaciones ópticas, celdas fotovoltaicas ($1,750,000 para el Centro de
Investigaciones en Óptica)
•Sensores MEM para gasas ($335,000 Cinvestav)
•Materiales catalíticos inteligentes para reducción de Nox ($2,200,000 unam)
•Bio-materiales para remediación de aguas residuales ($1,300,000 uam)
•Polímeros inteligentes para el encapsulamiento y liberación de sustancias bio-activas
($1,140,00)
Se nota un interés por desarrollar materiales que permiten reducir la contaminación.
8.3 Tecnologías existentes
Las tecnologías asociadas con la ingeniería de superficies tiene diversas vertientes que
pueden agruparse en dos conjuntos. El primer grupo está asociado con la síntesis de
materiales, éste tiene como recurso principal los tratamientos termo-químicos asistidos
por plasmas. El depósito físico de vapores, el depósito químico de vapores, el “plasma
spray” y el plasma por arco, son ejemplos relevantes de este grupo de tecnologías. Es
importante destacar que este grupo de desarrollos sostienen sus procesos con base en
sistemas tecnológicos que requieren niveles de vacío importantes. En un segundo grupo
se tienen los tratamientos termoquímicos convencionales, tal es el caso de la reacción
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
125
gas-sólido, o variantes de esta, las post-descargas, las cuales producen especies neutras pero excitadas en diversas configuraciones electrónicas, para estas tecnologías la
difusión de un elemento desde un gas hasta el sólido es el evento principal en el proceso.
Dentro de las tecnologías existentes encontramos:
Tabla 8.2 Temas de investigación
Recubrimientos dieléctricos de alta reflectividad y de carbono-boro-nitrógeno o a base
de cromo-platino
Rociados térmicos, nitruración, inmersiones térmicas, pulverización catódica
Piezo-cerámicos, piezo-eléctricos y piezo-resistivos
Polímeros biocompatibles y conductivos
Luminiscencia en fibras ópticas
Estructuras multicapa
Depósitos por láser pulsado y por transferencia inducida por láser de biomoléculas
Ligamentos artificiales con nanoestructuras bioactivas
Materiales cerámicos y magnetorestrictivos
Difracción de rayos gama
Electrodeposiciones
Fuente: Elaboración propia.
8.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes en la megatendencia son:
Tabla 8.3 Tecnologías emergentes
Capas mecano-luminiscentes
Deposiciones pacvd asistidas por plasma ecr
Descargas deb arco
Interacciones haz de láser-sólido
Implantaciones por plasma nanocomposite de compuestos metálicos
Nanotubos de arcilla
Vaporizaciones con láser
Fluidos magnetoreológicos
Fusiones de polímeros
Tecnologías híbridas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
126
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
Pistola de iones de cátodos hollow (hollow cathode ion gun)
pvd Industrial
Matrices viscoelásticas
Multicapas moleculares
Tratamientos termoquímicos por difusión
Inmersiones iónicas en plasma
Recubrimientos en capa McrALY, sonaspray o spray forming
Superficies hidrofóbicas
Metal dusting
Fibras con matrices poliméricas
Impregnaciones por vacío
High energy Electron Synchroton Resonance
Películas nano-estructuradas
Fuente: Elaboración propia.
Estados Unidos y el Reino Unido son los países líderes en investigación y uso de materiales inteligentes. Lo anterior debido al alto presupuesto destinado por sus respectivos
departamentos de defensa nacionales. Sin embargo, las aplicaciones van más allá del
desarrollo de sistemas dedicados con fines bélicos, las áreas de biomedicina y transporte terrestre y aéreo han sido campo fértil para el uso de estos materiales.
Estos materiales abren posibilidades tecnológicas que pueden ser aplicadas en la
generación de nuevos productos. Los materiales inteligentes fortalecen las tecnologías
emergentes que tienen como objetivo crear sensores y actuadores que simplifiquen mecanismos, incrementen la eficiencia energética y reduzcan el volumen en los productos
finales. Algunos ejemplos específicos de tecnologías emergentes se presentan a continuación.
a) Motor Ultrasónico: basado en el movimiento del rotor a base de vibraciones excitadas
en un estator por medio de efectos piezoeléctricos. La sincronización de las
pulsaciones generadas por los actuadores piezoeléctricos producen velocidades de
rotación ultrasónicas que pueden ser aplicadas en micro-maquinado con arranque de
viruta, tales como micro-fresado y micro-taladrado.
b) Polímeros estimulo-receptivos: la Universidad de Case Western Reserve con una
inversión de $335,000 dólares, está realizando investigación en polímeros estimuloreceptivos los cuales cambian mediante la aplicación de un estímulo externo como
cambios en su temperatura, fuerza iónica, ph, campos eléctricos y magnéticos o
mediante análisis químico o biológico. Las principales aplicaciones son películas
inteligentes en sensores, actuadores y dispositivos electro-ópticos.
c) Materiales magnéticos inteligentes para sensores: la Universidad de Sheffield con
un monto de €120,323 euros está realizando investigación en películas magnéticas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
127
ultra-delgadas, la investigación presenta la oportunidad de establecer cómo es que
diferentes técnicas de fabricación cambian las propiedades magnéticas y microestructuras de materiales inteligentes tales como las aleaciones FeCo y FeGa. Estos
tienen aplicación práctica en discos magnéticos y memorias de computadora.
d) Reducción retroalimentada de vibraciones mecánicas: mediante la aplicación
de actuadores eléctricos se puede reducir e inclusive cancelar las vibraciones
mecánicas de estructuras, tales como fuselajes de aviones. De esta manera, los
aviones que entren a la zona de resonancia durante su vuelo podrán cancelar las
vibraciones mecánicas que podrían generar inestabilidad durante su trayecto o
inclusive una falla catastrófica; esto mediante un panel compuesto por tecnología
basada en actuadores piezoeléctricos, conocido como panel de vibración
supersónico (Flutter).
e) Cancelación de ruido: el ruido es considerado una vibración acústica contaminante
en el ambiente, que se requiere reducir o cancelar en aplicaciones tales como salas
acústicas de grabación, cabinas interiores de aeronaves o áreas industriales con
procesos de producción estruendosos. En estos ejemplos como en otros casos,
las fuentes de ruido no pueden ser removidas y se requiere de sistemas activos de
reducción o cancelación de ruido. Es decir, sistemas que no solo aislen el ruido
sino que detecten su nivel actual y que por medios activos sean capaces generar
vibraciones acústicas para disminuir o cancelar el ruido ambiental. La tecnología
de generación de ondas sonoras mediante membranas excitadas con actuadores
piezoeléctricos ha demostrado gran potencial para la disminución y cancelación de
ruido con la posibilidad de aplicarse en áreas confinadas.
f) Control de amortiguamiento activo: la tecnología de amortiguamiento activo de
vibraciones basada en elastómeros y fluidos tiene grandes ventajas sobre los
sistemas de amortiguamiento pasivo aplicado en la industria del transporte terrestre
y aéreo. Los avances en el diseño de rotores de alta velocidad y bajo costo han
provocado que se genere en poco tiempo un desbalanceo dinámico en los vehículos
y naves. Este desbalanceo produce vibraciones que disminuyen la confortabilidad en
el interior de los medios de transporte. Así, los sistemas de amortiguamiento activo
se adaptan a las condiciones variables para disminuir el efecto de las vibraciones
mecánicas y por lo tanto incrementar la confortabilidad. Los sistemas activos de
amortiguamiento basados en elastómeros y fluidos magnetoreológicos además
de ser adaptivos a las condiciones variables de vibraciones, son compactos con
respecto a los sistemas convencionales.
g) Sistemas de administración de medicamentos: los avances de la investigación
biomédica han abierto campos potenciales de aplicación para polímeros
biocompatibles. A través de los polímeros inteligentes para administración de
sustancias, los desarrollos caen en dos categorías: regular externamente o sistemas
pulsantes y sistemas regulados.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
128
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
h) Impresión molecular: se están realizando investigaciones con el uso de polímeros
para impresión molecular en combinación con fibra óptica luminiscente para crear
sensores químicos altamente sensitivos. Este campo muestra promesas para el
mercado de biosensores sintéticos.
i) Visualización de la distribución de esfuerzos: la aplicación de recubrimientos
inteligentes junto con capas de material con propiedades de mecano-luminiscencia
para analizar esfuerzos dinámicos, no sólo da un nuevo método para una evaluación
no destructiva de materiales, sino que ha abierto una ventana en el desarrollo de
nuevos sistemas inteligentes y dispositivos opto-mecánicos. La función de estos
dispositivos es grabar en imágenes el esfuerzo aplicado en una capa luminiscente.
8.5 Productos y servicios
8.5.1 Lista de productos y servicios
Dentro de los productos y servicios generados por la megatendencia se encuentran dentro de las áreas de medicina e industria las siguientes:
Tabla 8.4 Tecnologías emergentes
Medicina
Recubrimientos de hidroxiapatita para prótesis médicas
Impresiones moleculares
Sistemas de administración de medicamentos
Biosensores
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 8.5 Industria
Industria
Absorbentes acústicos para zonas abiertas
Arreglos de sensores en aeronaves
Capas adherentes para aparatos mecánicos, conductoras, semiconductoras y aislantes para circuitos y dispositivos
integrados
Barreras térmicas para turbinas aeronáuticas y de generación eléctrica
Baterías
Carreteras inteligentes
Circuitos y micro-estructuras
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
129
Industria
Cabezas lectoras y dispositivos de almacenamiento de datos
Conductos de agua caliente aislados térmicamente
Empaques de alimentos y bebidas recubiertos para evitar la difusión de humedad y acción de la luz
Metalización de grifos y tuberías
Motores ultrasónicos para robótica
Pantallas de televisión y de computadoras
Protección de herramientas de corte de alta velocidad y contra la corrosión a alta temperatura
Recubrimientos decorativos sobre metales y plásticos y duros para piezas móviles del motor
Herramientas de visualización de la distribución de esfuerzos
Pisos inhibidores de desarrollo de microorganismos
Válvulas y llaves de paso recubiertas con níquel-teflón
Trenes de levitación magnética (MAGLEV)
Aluminizado de manijas, cerraduras.
Atenuación del ruido del fuselaje de un avión
Recubrimientos de llantas, manillas, espejos, ventanas, faros con materiales más resistentes a la luz, agua,
frotamiento, fricción
Control de amortiguamiento activo/pasivo en aeronaves y de vibraciones
Capacitores
Celdas electrovoltaicas
Componentes de automóviles metalizados
Cristales recubiertos con celulosa como aislante acústico
Pinturas de autos con mayor resistencia al agua y al sol
Paredes, pisos y muros con impenetrabilidad a polvo o microorganismos
Piezas aeroespaciales con aleación de aluminio
Dispositivos semiconductores
Plásticos resistentes al calor
Recubrimientos tribológicos para piezas móviles de bombas y compresores, sensores y prótesis
Recubrimientos anti-reflejante para lentes e instrumentos ópticos
Vidrios para ventanas con recubrimiento térmico y óptico
Transductores para sensores de vibraciones activas
Tubos para cañerías resistentes a la corrosión
Sensores de frenado para autos
Fuente: Elaboración propia.
8.5.2 Proyectos de inversión
Dentro de los principales proyectos se encuentran:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
130
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
a) Desarrollo de automóviles ligeros, a través de materiales que proporcionan gracias a
esta característica un mejor desempeño.
b) Desarrollo de lubricantes sólidos para la industria automotriz, estos recubrimientos
disminuyen notablemente la fricción
c) Desarrollo de herramientas de alto rendimiento, ya que los recubrimientos superduros
proporcionan una resistencia superior al desgaste
d) Desarrollo de turbinas de mayor eficiencia para la industria aeronáutica: los
recubrimientos de barreras térmicas permiten una mayor temperatura de operación
en las turbinas aumentando su eficiencia.
e) Desarrollo de materiales biocompatibles para la industria médica
f) Desarrollo de dispositivos para almacenamiento de datos en la industria de la
electrónica, ya que los depósitos de materiales especiales permiten obtener una
mayor capacidad de almacenamiento de datos.
g) Empaques en la industria alimenticia, con capacidad de respuesta ante fechas de
caducidad, apertura del empaque y no toxicidad.
h) Desarrollo de nuevos materiales para maquinaria diesel de alto rendimiento
i) En la arquitectura, desarrollo de recubrimientos estéticos y con propiedades ópticas
específicas que aumenten la funcionalidad de los diseños.
j) Desarrollo de materiales cerámicos e innovación de compuestos: El centro para
materiales avanzados y estructuras inteligentes de la Universidad de Norte de Carolina,
está invirtiendo $3,871,172 dólares en realizar investigación en el desarrollo de materiales
cerámicos, con aplicaciones en componentes estructurales, energía, barreras térmicas
(aislantes), componentes electrónicos, sensores.
Los materiales cerámicos estructurales pueden ser utilizados en aplicaciones de altas
temperaturas, los materiales cerámicos inteligentes y parches piezo-cerámicos, además,
pueden sujetarse a las superficies externas de estructuras o ser directamente implantados
en el material para obtener mediciones del comportamiento estructural. El mercado
mundial de estos materiales es de $8.6 miles de millones de dólares por año.
k) Sensores electromagnéticos inteligentes para identificación de daños en estructuras y
materiales: La Universidad de Dartmouth está invirtiendo $271,835 dólares en mejorar el
desempeño de sensores electromagnéticos incrementando la sensibilidad en el control
por medio de materiales inteligentes “Magnetostrictive”, el cual explota la relación entre la
ganancia de control con retroalimentación y los parámetros que caracterizan el sistema
de la geometría del daño. Estos sensores pueden usarse para detectar fallas en sistemas
mecánicos y civiles, así como en el seguimiento de desperfectos crecientes bajo cargas
aleatorias. El mercado global para el desarrollo de sensores fue de $5.7 miles de millones
de dólares en el 2006 y se estima que crecerá a $9.4 miles de millones de dólares para el
2012 con una tasa de crecimiento anual del 6.4%.
l) Sensores para glucosa (industria biomédica): Los sensores biomédicos están basados
en el rápido avance en películas químicas delgadas, tejidos finos e ingeniería celular. Es
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
131
previsible que los sensores biológicos puedan ser hechos usando enzimas complejas
o reacciones celulares. Se vislumbra la aplicación de polímeros inteligentes en estos
dispositivos en el lazo de retroalimentación, ya sea trasmitiendo una señal o respondiendo
directamente a la anormalidad, por ejemplo en combinación con depósitos de drogas.
Algunos de los desafíos para el desarrollo de materiales para sensores biomédicos
incluyen mejoras en biocompatibilidad, tiempo de vida del sensor, minimizar las señales,
maximizar la sensibilidad, desarrollo de la capacidad para ajustar los sensores en vivo
y utilizar materiales que sean estériles o esterilizables. En la actualidad el monitoreo de
glucosa en la sangre en los Estados Unidos asciende aproximadamente a $750 millones
por año y crece a una tasa de 10% por año. Actualmente se están desarrollando sistemas
para liberar enzimas sensibles a la glucosa utilizando materiales inteligentes. El uso de
estos materiales permite entonces el monitoreo y la administración de medicamento.
Una aplicación importante para generar este tipo de biomateriales es para eliminar
el cáncer. Debido a que el cáncer es una de las principales enfermedades en el mundo.
Varias terapias tales como radioactivas y quimioterapia han sido desarrolladas para eliminar el cáncer o tumores. Sin embargo el tratamiento por sí mismo es peligroso para
los pacientes debido a que los productos químicos para la quimioterapia son bastante
tóxicos. Por lo que la Universidad de Keele está invirtiendo €207,072 anuales en investigaciones para desarrollar pequeñas nano-cápsulas que puedan contener agentes anticáncer, estas cápsulas incluyen nano-partículas magnéticas que puedan mover la célula
con cáncer o tumor mediante un magneto externo.
Como puede observarse, las aplicaciones que han recibido mayor atención se encuentran en industrias en las que el desempeño funcional es de suma importancia: Aeroespacial y Biomedicina. Se menciona una aplicación emergente: monitoreo y control
de daños en estructuras. A nivel de tecnología, los dispositivos que mayor uso hacen
de los materiales inteligentes son los sensores y actuadores, que ven su desempeño
mejorado. En el caso de instrumentos quirúrgicos, las propiedades químicas de estos
materiales han permitido el incremento en el uso de estos materiales.
8.6 Taxonomía
Tabla 8.6 Taxonomía
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Productos y servicios
Medicina
Biomateriales
Depósitos por láser pulsado
Recubrimientos de
hidroxiapatita para prótesis
médicas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
132
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnología
Depósitos por transferencia
inducida por láser de
biomoléculas
Descargas deb arco
Medicina
Biomateriales
Polímeros
Luminiscencia en fibra óptica
Electrodeposición
Materiales magnéticos
Estructuras multicapa
Sistemas de administración de
medicamentos
Impresión molecular
Capas conductoras,
semiconductoras y aislantes
para circuitos y dispositivos
integrados
Cabezas lectoras y dispositivos
de almacenamiento de datos
Recubrimientos dieléctricos
de alta reflectividad
Celdas electrovoltaicas
Inmersión iónica en plasma
Interacción haz de láser-sólido
Pantallas de televisión y de
computadoras
Piezoeléctricos
Baterías
Impregnación por vacío
Piezoeléctricos
Industria
Biosensores
Vaporización con láser
Polímeros biocompatibles
Microelectrónica y
semiconductores
Productos y servicios
Capacitores
Circuitos y micro-estructuras
Ligamento artificial con
nanoestructura bioactiva
Dispositivos semiconductores
Polímeros conductivos
Arreglo de sensores en
aeronaves
Piezoresistivos
Sensores de frenado para
autos
Transductores para sensores
de vibraciones activas
Productos de consumo
Piezoeléctricos
Motor ultrasónico para
robótica
Electrodeposición
Recubrimientos decorativos
sobre metales y plásticos
Rociado térmico
Pisos inhibidores de desarrollo
de microorganismos
Paredes, pisos y muros con
impenetrabilidad a polvo o
microorganismos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Productos de consumo
Tecnología
Productos y servicios
Materiales cerámicos
Vidrios para ventanas con
recubrimiento térmico y óptico
Rociado térmico
Cristales recubiertos con
celulosa como aislante
acústico
Recubrimiento (sonaspray)
Absorbentes acústicos para
zonas abiertas
Multicapas moleculares
Recubrimientos anti-reflejante
para lentes e instrumentos
ópticos
Fusión de polímeros
Empaques de alimentos y
bebidas recubiertos para evitar
la difusión de humedad y
acción de la luz
Materiales magnetoestrictivos
Carreteras inteligentes
Piezocerámicos monolíticos
Matrices viscoelásticas
Ingeniería y Metalurgia
Industria
Atenuación del ruido del
fuselaje de un avión
Fibras con matriz polimérica
Piezoeléctricos
Control de vibraciones
Fluidos magnetoreológicos
Control de amortiguamiento
activo/pasivo en aeronaves
Capas mecano-luminiscentes
Visualización de la distribución
de esfuerzos
Spray forming
Piezas aeroespaciales con
aleación de aluminio
Nanotubos de arcilla
Plásticos resistentes al calor
Recubrimientos en capa
McrALI
Aplicaciones cerámicas
133
Recubrimientos a base de
cromo-platino
Barreras térmicas para turbinas
aeronáuticas y de generación
eléctrica
Materiales cerámicos
Materiales cerámicos
Conductos de agua caliente
aislados térmicamente
Metal dusting
Protección contra la corrosión
a alta temperatura
Rociado térmico
Recubrimiento de llantas,
manillas, espejos, ventanas,
faros con materiales más
resistentes a la luz, agua,
frotamiento, fricción
Superficies / catálisis
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
134
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Superficies / catálisis
Tecnología
Productos y servicios
Superficies hidrofóbicas
Pintura de autos con mayor
resistencia al agua y al sol
Niquelado químico
Válvulas y llaves de paso
recubiertas con niquel-teflon
Electrodeposición
Metalización de grifos y
tuberías
Inmersión térmica
Aluminizado de manijas,
cerraduras.
Difracción de rayos gama
Tratamiento termoquímico por
difusión
Tubos para cañerías resistentes
a la corrosión
Rociado térmico
Recubrimiento de carbonoboro-nitrógeno
Protección de herramientas de
corte de alta velocidad
Pulverización catódica
Industria
Electrodeposición
Componentes de automóviles
metalizados
Estructuras multicapa
Tribología (desgaste y
fricción)
Implantación por plasma
nanocomposite de
compuestos metálicos
Electrodeposición
Nitruración
Recubrimientos tribológicos
para piezas móviles de
bombas y compresores,
sensores y prótesis
mems
Recubrimientos tribológicos
para piezas móviles de
bombas y compresores,
sensores y prótesis
Deposición pacvd asistida por
plasma ecr
Capas adherentes para
aparatos mecánicos
Piezoeléctricos
Fuente: Elaboración propia.
Recubrimientos duros para
piezas móviles del motor
9
MEMS (Sistemas microelectro-mecánicos)
Andrés García
Aldo Díaz
Sergio Omar Martínez
Graciano Dieck Assad
9.1 Descripción
9.1.1 Definición
Se les denomina mems (Micro-Electro-Mechanical Systems), porque su tamaño está directamente relacionado a escalas milimétricas. El impacto de la
integración de sensores, actuadores y elementos electrónicos a nivel micro,
proporciona soluciones con bajo consumo de energía, reducción en el tamaño de los componentes, mayores anchos de banda, mejorando la calidad de
vida, desarrollando mejores aplicaciones y dispositivos en diversas áreas,
entre ellas biomedicina (salud y calidad de vida), telecomunicaciones (radiofrecuencia y redes ópticas), automotriz y aeroespacial.
9.1.2 Detonadores
El área de mems abarca la integración de elementos mecánicos, sensores,
actuadores y elementos electrónicos sobre un substrato común. Su tamaño
está directamente relacionado a escalas milimétricas, aunque actualmente
la tendencia es incidir en dimensiones menores tal es el caso de los nems
(Nano Electromechanical Systems), donde los dispositivos interactúan a nivel
celular.
9.1.3 Comportamientos tecnológicos
La introducción de los mems en dispositivos y sistemas ha mejorado la funcionalidad de ellos. Entre los avances más importantes se encuentran el uso
eficiente de la energía e incremento del ancho de banda a través del diseño
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
138
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
de los dispositivos microelectrónicos en forma más inteligente. Cabe destacar que aunque este tipo de sistemas no se consideran 100% inmunes a fallas, sí se puede garantizar
estadísticamente que los dispositivos microelectrónicos modernos tienen una confiabilidad extremadamente alta. Reducción del tamaño del sistema de sensado de temperatura, presión y nivel de líquidos del motor, así como la reducción del tamaño de sensores
de posición, presión y fuerza del tren motriz y del sistema de frenado del automóvil, contemplando también la construcción de sensores en el automóvil en base a acelerómetros
y giroscopios; la reducción en el tamaño de estos sistemas permite reducir el peso de los
mismos y aprovechar los espacios, así mismo permite integrar más sistemas de sensado
para añadir más variables informativas al conductor tanto del funcionamiento del vehículo
como de las variables externas (dirección, temperatura ambiente, etc.); la minimización
del tamaño de componentes electro-mecánicos (medidor de presión, acelerómetros, resonadores, switches, etc.).
Los dispositivos mems usados para el desarrollo de sistemas de comunicación han
traído una serie de avances tecnológicos que promueven la mejora en la forma como diseminamos, captamos y procesamos información en términos de capacidad, de energía
y de tiempo de respuesta. Los Biomems también han sido de gran avance, en términos
de su capacidad de revolucionar el cuidado de la salud, en el sentido de que sensores
implantables, o no invasivos de los que son parte central, pueden ser usados como herramientas básicas en la práctica médica, lo que permite monitoreo continuo.
9.2 Temas de investigación
Tabla 9.1 Temas de investigación
Circuitos de recepción en un solo ci para el acondicionamiento electrónico y despliegue de información
Sensores inalámbricos con sistemas de adquisición de datos de alto desempeño.
Microlíneas de transmisión, microactuadores, circuitos integrados
Biomems y rf-mems
Micro-interruptores
Micro-relevadores
Sistemas de integración de funciones (como telefonía celular, correo electrónico, negocios electrónicos, etc.)
Dispositivos de transmisión y modulación en un solo circuito integrado
Inductores, varactores y capacitores
Redes inalámbricas
Resonadores, filtros y antenas
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
139
9.3 Tecnologías existentes
Dentro de las tecnologías existentes en la megatendencia se encuentran:
Tabla 9.2 Tecnologías existentes
Actuadores
Circuitos de radio frecuencia, multi-capas
Dispositivos digitales de microespejos
Resonadores de filamentos delgados
Interruptores
Antenas
Circuitos para acelerómetros y giroscopios
Sensores de presión y los inalámbricos
Fotodetectores
Transductores
Fuente: Elaboración propia.
9.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes a partir del desarrollo de la megatendencia son:
Tabla 9.3 Tecnologías emergentes
Microsensores biológicos
Microsistemas de navegación inercial
Modulación interferométrica reflexiva
Redes inalámbricas sensoriales
Micro-antenas
Líneas de transmisión micromaquinadas
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
140
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
9.5 Productos y servicios
9.5.1 Lista de productos y servicios
Dentro de los productos y servicios generados en las áreas del sector automotriz, electrónica, y medio ambiente, se encuentran:
Tabla 9.4 Sector automotriz
Sector automotriz
Bolsas de aire para automóviles
Medidores de nivel del combustible y de la presión del vapor
Neumáticos inteligentes
Detectores de rodamiento en suspensiones
Sensores de velocidad angular, presión y fuerza para prótesis y órtesis inteligentes
Sensores químicos
Dispositivos de medición de glucosa sanguínea
Sistemas implantables para administración de fármacos
Biosensores
Sistemas de monitoreo continuo de signos vitales
Controles de estabilidad dinámicos
Controladores de la fuerza del freno y de la tracción
Sistemas de control electrónicos (x-by-wire)
Sistemas de navegación internos
Separación y caracterización de moléculas orgánicas y células
Sensores fisiológicos embebidos
Conteo de células de diferentes tipos in vivo
Sistemas para el suministro inteligente de insulina
Laboratorios en un chip (lab-in-a-chip)
Sistemas de registro de actividad encefalográfica portátil
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 9.5 Electrónica
Electrónica
Controles de consolas de video juegos
Pantallas en dispositivos móviles
Interruptores
Telemetría inalámbrica para monitoreo y automatización de procesos preventivos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
141
Electrónica
Inductores
Reproductores multimedia personales
Teléfonos móviles
Espectrofotómetros
Condensadores conmutables
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 9.6 Medio ambiente
Medio ambiente
Sensores en los escapes de los autos para medir las emisiones de gases contaminantes
Sensores de monitoreo de la calidad del agua y del aire
Fuente: Elaboración propia.
9.6 Taxonomía
Tabla 9.7 Taxonomía
Áreas de
aplicación
Áreas de aplicación
Tecnología
específica
Respuesta
Circuitos para
acelerómetros
Sensores de presión
Neumáticos inteligentes
Sensores de presión
Medidores de nivel del combustible y
de la presión del vapor
Circuitos para giroscopios
Detectores de rodamiento en
suspensiones
Circuitos para
acelerómetros
Controles de estabilidad dinámicos
Líneas de transmisión
micromaquinadas
Control
Bolsas de aire para automóviles
Circuitos multicapas
Medición y monitoreo
Sector automotriz
Productos y servicios
Circuitos para
acelerómetros
Circuitos de radio frecuencia
Microsistemas de
navegación inercial
Controladores de la fuerza del freno y
de la tracción
Sistemas de control electrónicos
(x-by-wire)
Sistemas de navegación internos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
142
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
Áreas de
aplicación
Áreas de aplicación
Tecnología
específica
Micro-antenas
Productos y servicios
Sensores de velocidad angular,
presión y fuerza para prótesis y órtesis
inteligentes
Sensores químicos
Dispositivos de medición de glucosa
sanguinea
Sensores fisiológicos embebidos
Microsensores biológicos
Separación y caracterización de
moléculas orgánicas y células
Conteo de células de diferentes tipos
in vivo
Medición y monitoreo
Sistemas implantables para
administración de fármacos
Sector automotriz
Sensores inalámbricos
Biosensores
Sistemas para el suministro inteligente
de insulina
Circuitos de radio
frecuencia
Sistemas de monitoreo continuo de
signos vitales
Sistemas de registro de actividad
encefalográfica portátil
Respuesta
Circuitos de radio frecuencia
Laboratorios en un chip (lab-in-a-chip)
Sensores de presión
Sensores de velocidad angular,
presión y fuerza para prótesis y órtesis
inteligentes
Actuadores
Interruptores
Control
Transductores
Controles de consolas de video juegos
Circuitos para
acelerómetros
Líneas de transmisión
micromaquinadas
Electrónica
Antenas
Procesamiento de
información
Reproductores multimedia personales
Modulación interferométrica
reflexiva
Circuitos para
acelerómetros
Dispositivos digitales de
microespejos
Pantallas en dispositivos móviles
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
Áreas de
aplicación
Áreas de aplicación
Tecnología
específica
Procesamiento de
información
Electrónica
Respuesta
Modulación interferométrica
reflexiva
143
Productos y servicios
Teléfonos móviles
Circuitos de radio
frecuencia
Redes inalámbricas
sensoriales
Interruptores
Fotodetectores
Espectrofotómetro
Redes inalámbricas
sensoriales
Telemetría inalámbrica para monitoreo
y automatización de procesos
preventivos
Resonadores de filamentos
delgados
Condensadores conmutables
Circuitos de radio
frecuencia
Redes inalámbricas
sensoriales
Microsensores biológicos
Medio ambiente
Medición y monitoreo
Resonadores de filamentos
delgados
Redes inalámbricas
sensoriales
Fuente: Elaboración propia.
Inductores
Sensores de monitoreo de la calidad
del agua y del aire
Sensores en los escapes de los autos
para medir las emisiones de gases
contaminantes
10
Micro y nanotecnología
Álex Elias Zúñiga
Ciro Rodríguez
Horacio Ahuett
Oscar Martínez
10.1 Descripción
10.1.1 Definición
Estudio de propiedades de estructuras funcionales con dimensiones de 1 a 100
nm para la nanotecnología, lo cual permite manipular materiales a un nivel molecular y a su vez, construir moléculas complejas mediante el avance tecnológico
hecho en precisión atómica. Por su parte la micro-tecnología genera la capacidad
de diseñar y fabricar sistemas miniaturizados con dimensiones características que
van de 1mm hasta 1micrometro. Ambas dan pie a nuevas técnicas para la creación de materiales compuestos que se pueden aplicar a la manufactura de distintos dispositivos utilizados en diversas áreas de la ciencia y de la vida cotidiana.
El propósito general de esta megatendencia se centra en alcanzar los
siguientes objetivos que permitan:
a) La obtención de ventajas competitivas implementando la nanotecnología
y buscando posicionar a las empresas en niveles tecnológicos de clase
mundial;
b) Generar conocimiento y experiencia en la caracterización,
experimentación, metodologías, métodos y procedimientos de
vanguardia que permitan el desarrollo y manufactura de dispositivos
basados en materiales nanoestructurados;
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
146
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
c) La implementación de un esquema efectivo para el desarrollo de Investigación y
Desarrollo (i & d) mediante la colaboración academia-centros de investigaciónindustria;
d) El desarrollo de capital humano en el área de nanotecnología aplicada al desarrollo
de nuevos productos.
La nanociencia consiste en el estudio de los fenómenos y manipulación de los materiales a escalas atómicas, moleculares y macromoleculares en donde sus propiedades
pueden diferir significativamente en cada una de estas escalas. Por otra parte, las nanotecnologías están relacionadas con el diseño, caracterización, producción y fabricación
de dispositivos cuyas formas y características son controladas en la escala del nanómetro.5
10.1.2 Detonadores
El avance de la nanotecnología comenzó con el descubrimiento en Japón de los nanotubos de carbón por S. Iijima en 1991 [6]. Los nanotubos de carbón son arreglos
moleculares 1/80,000 veces más delgados que el diámetro de un cabello humano o 10
veces el tamaño de un átomo de hidrógeno. Un nanotubo es una fibra hueca basada en
la estructura molecular del carbono C60. Específicamente, los nanotubos de carbono son
estructuras de capa de grafito enrolladas en forma de hélice para formar un tubo que
puede ser de una sola pared o bien multipared como el ilustrado en la siguiente figura:
Figura 10.1 Nanotubo de doble pared
Fuente: The Institute of Nanotechnology, 2002.
5) The Royal Society & The Royal Academy of Engineering. Nanoscience and nanotechnologies:
opportunities and uncertainties, July 2004.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
147
10.1.3 Comportamientos tecnológicos
Resulta claro que en esta megatendencia abarca rubros que van desde la medicina hasta aplicaciones aeroespaciales pasando por el uso eficiente de energía. Los tratamientos
contra enfermedades, el suministro de medicamentos y la detección de virus se vuelven
menos invasivos y más exactos, los consumidores optan por materiales más ligeros y
más resistentes, existe una preocupación por la contaminación que motiva a buscar alternativas de reciclaje, ahorro y almacenamiento de energía, la miniaturización entra a
una nueva etapa: autos, computadoras, teléfonos e información integrada a productos
comunes y los avances en la industria aeroespacial permiten el turismo espacial y la
construcción de bases en satélites cercanos a la Tierra.
10.2 Temas de investigación
Temas de investigación importantes para la megatendencia:
Tabla 10.1 Temas de investigación
Química e ingeniería de materiales
Tecnología aeroespacial
Energía y medio ambiente
Nanomanufactura
Dispositivos electrónicos
Fuente: Elaboración propia.
10.3 Tecnologías existentes
Algunas de las tecnologías existentes de mayor impacto en la megatendencia:
Tabla 10.2 Tecnologías existentes
Cristales polimétricos sintetizados
Incorporación de polímeros hidrofóbicos
Ingeniería de materiales, de precisión y de superficies
Ingeniería mecánica
Neutralización de microorganismos alterantes y
patógenos
Materiales nano-estructurados
Lipomas recubiertos con polímeros
Metales nanodepositados
Memorias de acceso magnético aleatorio
Sensores de fuerza e integrados
Puntos cuánticos luminiscentes
Súper-baterías
Superficies bioselectivas
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
148
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
10.4 Tecnologías emergentes
Dentro de las tecnologías emergentes generadas por la megatendencia se encuentran:
Tabla 10.3 Tecnologías emergentes
Nanocables, nanocristales de silicio, nanohilos, nanolitografía y nanotubos de carbono
Biodispositivos y biomateriales
Plata nano-cristalina
Optoelectrónica
Deposición de capa atómica (ADL) y química de vapores (CVD)
Electrónica cuántica y plástica
Ingeniería genética
Fuente: Elaboración propia.
10.5 Productos y servicios
10.5.1 Lista de productos y servicios
Dentro de los productos y servicios impulsados por la megatendencia sobresalen en las
áreas de nanotecnología biomédica e industria, y micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas, los siguientes:
Tabla 10.4 Nanotecnología biomédica e industria
Nanotecnología biomédica e industria
Materiales termoeléctricos
Recubrimientos anti-estáticos, con aislantes térmicos, anti-adhesivos, anti-corrosivos y fotoactivos
Materiales inteligentes para vehículos espaciales y estructuras espaciales
Pantallas planas de computadoras y televisiones
Transistores orgánicos que actúan como sensores
Plataformas in vitro para detección de ácidos nucléicos y proteínas
Envases activos
Nano-polvos para protectores solares
Marcadores inteligentes para localización de células específicas
Marcadores aplicados a la imagenología y el diagnóstico biomédico
Catéteres antibacteriales
Marcadores celulares y moleculares
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
149
Nanotecnología biomédica e industria
Electrodos de baterías
13. Filtros para potabilizar agua
15. Armazones para cultivo celular
16. Telas hidrofóbicas
Dispositivos de suministro de medicamentos para el tratamiento de cáncer de ovarios y para
destrucción selectiva de células cancerosas
Materiales con propiedades ópticas/ térmicas/ mecánicas / otras programables
Superficies biocompatibles para prótesis
Sensores de detección de elementos patógenos en alimentos
Pesticidas y fertilizantes modificados genéticamente
Telas que eliminan el mal olor
Tratamientos antibacteriales para heridas
Partículas para detección y eliminación de microbios resistentes a los antibióticos
Dispositivos inteligentes de liberación de medicamentos
Purificación de biomoléculas
Circuitos integrados (chips de silicón)
Membranas de separación y coloidales
Prótesis inteligentes
Dispositivos médicos implantables de monitoreo
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 10.5 Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Dispositivos electrónicos moleculares, médicos de superficies anti-alergénicas y optoelectrónicos
Componentes con una elevada relación de elongación/masa y optoelectrónicos
Capacitadores utilizados en autos híbridos
Computadoras ópticas
Láseres de puntos cuánticos
Microprocesadores
Reactores catalíticos
Sistemas de procesamiento de señales ópticas
Transistores orgánicos
Celdas de combustión, de energía de almacenamiento de hidrógeno, fotovoltaicas y solares
Microscopios de fuerza atómica, de resonancia magnética e híbrido
Chips de memoria de súper alta densidad
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
150
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Fibra óptica
Microcomponentes mecánicos
Nano-chips multifuncionales
Semiconductores
Supercapacitores
Fuente: Elaboración propia.
10.6 Taxonomía
Tabla 10.6 Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Materiales termoeléctricos
Recubrimientos antiadhesivos
Ingeniería de superficies
Recubrimientos antiestáticos
Recubrimientos con aislantes
térmicos
Recubrimientos fotoactivos
Recubrimientos anticorrosivos
Nano-películas
Nanotecnología
biomédica e industrial
Materiales inteligentes
para vehículos espaciales y
estructuras espaciales
Ingeniería de materiales
Incorporación de polímeros
hidrofóbicos
Materiales con propiedades
ópticas/térmicas/mecánicas/
otras programables
Telas hidrofóbicas
Nano-hilos
Nano-sensores
Cristales polimétricos
sintetizados
Pantallas planas de
computadoras y televisiones
Ingeniería de materiales
Superficies biocompatibles
para prótesis
Deposición química de
vapores (cvd)
Nano-litografía
Transistores orgánicos que
actúan como sensores
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Neutralización de
microorganismos alterantes
y patógenos
Nano-sensores
Bio-dispositivos
Sensores integrados
Biomateriales
Ingeniería genética
Ingeniería de superficies
Nano-cristales de silicio
Plata nano-cristalina
Nano-hilos
Nano-tubos de carbono
Puntos cuánticos
luminiscentes
Nanotecnología
biomédica e industrial
Nano-partículas
Plata nano-cristalina
151
Productos y servicios
Sensores de detección de
elementos patógenos en
alimentos
Dispositivos médicos
implantables de monitoreo
Pesticidas y fertilizantes
modificados genéticamente
Envases activos
Telas que eliminan el mal olor
Nano-polvo para protectores
solares
Marcadores inteligentes
para localización de células
específicas
Marcadores aplicados a la
imagenología y el diagnóstico
biomédico
Partículas para detección y
eliminación de microbios
resistentes a los antibióticos
Tratamiento antibacterial para
heridas
Catéteres antibacteriales
Superficies bio-selectivas
Purificación de biomoléculas
Lipomas recubiertos con
polímeros
Dispositivo de suministro
de medicamentos para el
tratamiento de cáncer de
ovarios
Puntos cuánticos
luminiscentes
Biomateriales
Nano-cables
Nano-chips
Nano-membranas
selectivas
Marcadores celulares y
moleculares
Electrónica plástica
Circuitos integrados (chips
de silicón)
Nano-tubos de carbono
Electrodos de baterias
Deposición química de
vapores (cvd)
Membranas de separación
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
152
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Nano-membranas
selectivas
Tecnologías
Productos y servicios
Deposición de capa atómica
(adl)
Membranas de separación
Ingeniería de materiales
Deposición química de
vapores (cvd)
Filtros para potabilizar agua
Ingeniería de materiales
Nanotecnología
biomédica e industrial
Ingeniería de superficies
Membranas coloidales
Sensores integrados
Dispositivos para destrucción
selectiva de células
cancerosas
Dispositivos inteligentes de
liberación de medicamentos
Nano-dispositivos
Ingeniería de materiales
Prótesis inteligentes
Plata nano-cristalina
Dispositivos para destrucción
selectiva de células
cancerosas
Biomateriales
Materiales nanoestructurados
Estructuras
Ingeniería de materiales
Armazones para cultivo
celular
Materiales nanoestructurados
Plataforma in vitro para
detección de ácidos
nucléicos y proteínas
Ingeniería mecánica
Microcomponentes
mecánicos
Memorias de acceso
magnético aleatorio
Nano-cristales
Chips de memoria de super
alta densidad
Nano-tubos
Nano-cables
Micro y
nanotecnología
para aplicaciones
electrónicas
Nano-células
Micro-componentes
Nano cristales
Nano-hilos
Nano-chips multi-funcionales
Fibra óptica
Transistores orgánicos
Nano-tubos de carbono
Componentes con una
elevada relación de
elongación/masa
Capacitadores utilizados en
autos híbridos
Dispositivos electrónicos
moleculares
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
Área de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Nano-litografía
Dispositivos optoelectrónicos
Super-baterías
Nano-tubos de carbono
Micro-componentes
153
Supercapacitores
Electrónica plástica
Semiconductores
Nano-litografía
Microprocesadores
Deposición química de
vapores (cvd)
Reactores catalíticos
Metales nanodepositados
Micro y
nanotecnología
para aplicaciones
electrónicas
Aparatos ópticos
Láser
Ingeniería de precisión
Microscopio de resonancia
magnética
Sensores de fuerza
Microscopio de fuerza
atómica
Ingeniería de precisión
Microscopio híbrido
Electrónica cuántica
Computadoras ópticas
Componentes
optoelectrónicos
Optoelectrónica
Láseres de puntos cuánticos
Sistemas de procesamiento
de señales ópticas
Celdas de energía de
almacenamiento de hidrógeno
Celdas
Super-baterías
Celdas de combustión
Celdas solares
Celdas fotovoltaicas
Fuente: Elaboración propia.
11
Nuevas tecnologías
energéticas
Pedro Ponce Cruz
Ricardo Fernández
Edgar Coronado
11.1 Descripción
11.1.1 Definición
Aplicación de nuevas formas de conversión de la energía empleando recursos naturales renovables para sustituir recursos tradicionales no renovables
(combustibles fósiles), entre estas formas de energía se encuentran:
•Solar (fotovoltaico y térmico)
•Eólica
•Biomasa
•Celdas de combustible (hidrógeno)
11.1.1.1 Energía eólica
La energía eólica tuvo un desarrollo significativo alrededor de 1950 con aplicaciones muy sencillas como son sistemas de bombeo o para cargar pequeñas baterías. En los años setenta se inició con la generación de energía
eléctrica para suministro de las demandas de bajo voltaje, pero la explosión
tecnología permitió el empleo de este recurso como una posibilidad rentable
de generación para bajo, mediano y alto voltaje.
México sin lugar a dudas presenta un enorme potencial para la generación de energía eólica. Tenemos un fuerte recurso de vientos en varias zonas de la república Mexicana, como se ha demostrado en Oaxaca
donde se cumplen de manera formidable las condiciones necesarias
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
156
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
para la generación Eolo-eléctrica. Dichas condiciones se muestran en la siguiente
figura.
Figura 11.1 Mapa Eólico de Oaxaca
Fuente: National Renewable Energy Laboratory
El desarrollo de los sistemas eólicos debe ir a la par con la demanda energética
que presenta un crecimiento día con día. Asimismo, existen oportunidades de diseño
e innovación en los aerogeneradores para hacerlos más eficientes, más capaces, más
silenciosos, más baratos, etc. Lo anterior abre un gran número de líneas de investigación
que permiten el desarrollo de esta oportunidad energética que muestra un gran potencial
al explotarse de manera apropiada y que a su vez tiene la gran bondad de ser totalmente
inocua al ecosistema.
11.1.1.2 Biomasa.
El hombre ha utilizado la biomasa de diferentes maneras, la más antigua es generando
calor mediante la quema de madera (combustión directa). Sin embargo la biomasa se
refiera a toda la materia orgánica que puede provenir de árboles, plantas, desechos de
animales, de la agricultura y urbanos.
La tecnología para el desarrollo de los bio combustibles ha avanzado a pasos agigantados ya que ha probado ser eficiente y limpia, atrayendo así grandes capitales de
inversión y un gran interés en su investigación y desarrollo. Los procesos que dan pie a
esta tecnología se pueden dividir en combustión directa, termo-químicos y bioquímicos.
Uno de los grandes componentes de este recurso alterno es el uso de combustibles
sintetizados a partir de materia orgánica. Ejemplos de estos son el Bioetanol, del cual se
producen actualmente 45 millones de litros en México pero que aún no tienen uso en el
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
157
transporte ni la generación eléctrica, sino en la industria química. Otro gran participante
de esta fuente alterna es el biodiesel, combustible que se procesa a partir de grasas animales o vegetales, obteniendo así propiedades muy nobles y un bajo costo. Este último
ha sido desarrollado como un proyecto conjunto del Tecnológico de Monterrey y Grupo
Energético S.A.
Existen otro tipo de proyectos que utilizan la biomasa de desecho para genera energía, tales como “Bioenergía Nuevo León S.A.” que utiliza biogás extraído de un relleno
sanitario para generar energía eléctrica en un orden de 7 MegaWatts.
11.1.1.3 Solar
La energía solar se ha utilizado de distintas formas desde el principio de la civilización,
siendo su principal uso el de calentar agua y algunos objetos. Albert Einstein recibió el
premio Nobel de física en 1921 por la contribución a la mecánica cuántica donde habló
del efecto fotoeléctrico. Este se basa en la energía que tiene la onda electromagnética
(luz). la cual al estar en contacto con ciertos materiales (Si, Se, Ga, As) genera una diferencia de potencial al orientar sus átomos en cierta dirección.
La ubicación global de México (entre el Ecuador y el Trópico de Cáncer) hace de
este un país con un enorme potencial para el aprovechamiento de la energía solar. Esta
energía puede ser utilizada tanto de manera térmica como para la generación eléctrica
mediante el efecto foto-voltaico. A pesar de que la eficiencia en el aprovechamiento de la
energía solar es actualmente baja (25% aprox), se ha calculado que podemos tener una
generación de 6000 GigaWatts-hora por año según experimentos que se han llevado a
cabo en el norte del país. La siguiente figura muestra un mapa de insolación en territorio
Mexicano.
Figura 11.2 Mapa de insolación en México
Fuente: National Renewable Energy Laboratory
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
158
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Una de las aplicaciones experimentales de la energía solar para generar electricidad
ha sido una torre solar de enfriamiento que genera hasta 200 MW; se pueden usar también máquinas térmicas tales como el motor Stirling que podría llevar energía eléctrica
a donde no llega la red nacional. Sin embargo, es en la práctica donde las aplicaciones
solares realmente sorprenden, como la instalación de calentadores de agua solares que
utilizan la energía térmica del sol para proveer a las familias de agua caliente para cocinar
o para su higiene personal. Se utilizan también paneles foto-voltaicos para generación
de energía eléctrica en pequeña escala en comunidades donde es muy difícil acercar el
tendido eléctrico o cualquier lugar donde se quiera aprovechar este recurso renovable.
La evolución y desarrollo tecnológico son la base de nuestra megatendencia, esta
ha propiciado cambios en la tecnología, cambiando la manera de generar electricidad y
creando una economía de energía alternativa.
11.1.2 Detonadores
México se encuentra en un momento de decisión, las estimaciones de reservas probadas
de petróleo ascienden solamente a poco más de 9 años, por lo tanto se deben tomar
acciones para lograr cubrir la demanda de energía, generándola de otra manera.
A nivel mundial, como se aprecia en la figura 11.2, se está haciendo uso masivo de
los combustibles fósiles para la generación eléctrica que, entre otras acciones, ha traído
como consecuencia un aumento en los índices de contaminación provocando un incremento en las emisiones de co2, provocando el calentamiento global.
Gráfica 11.1 Estado de la producción mundial de energía eléctrica por fuente.1
Otras 0.5%
Combustibles renobables
y desperdicios 10.8%
Hidroeléctrtico 2.2%
Nuclear 6.5%
Carbon 24.4%
Gas natural 21.2%
Petroleo 21.2%
Fuente: Elaboración propia.
1) Keyword energy statistics 2005. International Energy Agency.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
159
En México las situación no es diferente ya que de acuerdo con la Secretaría de Energía un 75% de la energía eléctrica que se consume en México se genera mediante la quema de combustibles fósiles. Sin embargo se cuenta con un gran potencial para producir
energía eléctrica aprovechando los recursos renovables, como se muestra en la tabla 1.
Tabla 11.1 Potencial Energético en México
Altos niveles de insolación
Zonas con alta intensidad de
vientos
Potenciales de uso de
biomasa.
5 kWh/m2-día en promedio
2,900 mw datos por cfe
1,000 mw en biomasa cañera
Fuente: Elaboración propia.
11.1.3 Comportamientos tecnológicos
El precio y la demanda incremental de la energía eléctrica, aunados a una conciencia
ambiental han dado lugar al desarrollo de energías alternas para la producción de electricidad. Estas tecnologías buscan una generación más eficiente, sin repercusiones al
medio ambiente y que minimice el impacto a la salud mundial. En base a esto se han
desarrollado nuevos métodos de generación y distintos protocolos (El Protocolo de Kyoto, por ejemplo) que buscan aprovechar al máximo los recursos naturales.
11.2 Temas de investigación
Temas de investigación asociados:
Tabla 11.2 Temas de investigación
En ingeniería de materiales: Silicio Monocristalino y Polímeros Conjugados
Desarrollo de nuevas tecnologías en celdas de combustible
Electrónica de Potencia
Uso del hidrógeno en transporte
Almacenamiento de hidrógeno como auxiliar en la generación eléctrica
Conversión de biomasa (biodiesel y etanol)
Turbinas de velocidad variable
Ciclos solares de mayor potencia
Fuente: Elaboración propia.
11.3 Tecnologías existentes
Dentro de las tecnologías existentes relacionadas con la megatendencia se encuentran:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
160
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Tabla 11.3 Tecnologías existentes
Ácido fosfórico
Adecuación de unidades rectificadoras
Aerogeneradores
Aleaciones de metales
Anemómetros
Bombas de calor geotérmicas
Cálculos del abrigo del viento
Captores de calor subterráneo
Procesos termodinámicos (Ciclos Brayton, Ciclos Rankine, Ciclos Stirling y Ciclos combinados)
Cilindros de hormigón
Colectores solares
Combustibles alcohólicos
Conductos para distribución de aire
Controladores híbridos
Convección natural y forzada
Conversiones fotovoltaicas
Digestión anaeróbica
Diseños aerodinámicos y de generadores asíncronos
Dispositivos electrónicos
Turbinas: de Kaplan de eje horizontal y reversibles, hidráulicas verticales y de diferentes capacidades.
Sistemas eólicos, solares térmicos y fotovoltaicos, y termodinámicos
Intercambiadores geotérmicos (vertical y horizontal)
Enriquecimiento de uranio
Fluidos alternos al vapor de agua
Generación híbrida con ciclos eólicos
Ingeniería hidráulica y mecánica
Inversores matriciales
Licuefacción de hidrógeno
Captura de co2
Ósmosis inversa
Evaluaciones físicas ( de rugosidad, del cizallamiento, del efecto de la estela y del efecto del parque)
Paneles solares
Rellenos sanitarios
Supercondensadores
Transesterificación
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
161
Transformadores
Turbogeneradores
Electrónica de potencia y semiconductores
Electrólisis solar
Ingeniería de fluidos, y de materiales fotosensibles
Sistemas de telecontrol y de control autónomo
Tecnologías de ensamble, de refrigeración, electrolíticas y de construcción
Instalación de pequeños rotores unidos a un mismo generado
Fuente: Elaboración propia.
11.4 Tecnologías emergentes
Dentro de las tecnologías emergentes se identificaron:
Tabla 11.4 Tecnologías emergentes
Técnicas de pwm
Tecnologías fototérmicas y termonucleares
Vapor seco
Puntos cuánticos
Polímeros sólidos y conjugados
Plasma
Plantaciones energéticas
Óxidos sólidos
Materiales (compuestos y fotosensibles)
Membranas de intercambio protónico
Modulación de vectores espaciales (spwm)
Nanotubos de carbono
Materiales celulosos
Manejo de polímeros
Empleo de igbts
Carbonatos fundidos
Generación de hidrógeno
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
162
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
11.5 Productos y servicios
11.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios generados por la Megatendencia el las áreas de
energía eólica, energía solar, baterías y celdas de combustible, biocombustibles, hidrógeno, energía nuclear, energía geotérmica, energía hidráulica, energía del mar, y energía
termoeléctrica, son:
Tabla 11.5 Energía eólica
Energía eólica
Turbinas eólicas de eje vertical, velocidad variable y de diferentes capacidades
Servicios de adecuación de capacidad de turbina según punto de distribución
Micro-turbinas de vientos
Aerogeneradores y aeromotores
Desalinizadores eólicos
Diseño de turbinas (aspas, torre, sistema de frenado, tren de engranes)
Generadores eólicos controlados por inteligencia artificial
Sistemas eólicos híbridos
Aerogeneradores para mar adentro
Parques eólicos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.6 Energía solar
Energía solar
Materiales fotosensibles
Celdas fotovoltaicas libres de silicio y de combustible regenerativas
Sistemas híbridos de celdas fotovoltaicas
Turbinas de alto rendimiento
Generadores pequeños para sistemas parabólicos
Máquinas de mayor potencia
Seguimiento del sol
Gases de trabajo
Paneles solares
Bombeo fotovoltaico
Calentadores de agua para uso doméstico o industrial
Inversores
Torres autoportantes y retenidas de energía solar
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
163
Energía solar
Fluidos secos (como el tolueno)
Albercas solares
Colectores solares de mayor nivel de absorción
Fluidos alternos al vapor de agua
Inversores matriciales
Células solares semiconductoras
Estufas solares
Aparatos de calefacción y refrigeración
Lámparas de alumbrado público con paneles solares
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.7 Baterías y celdas de combustible
Baterías y celdas de combustible
Baterías de alta densidad
Súper-baterías
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.8 Biocombustibles
Biocombustibles
Celdas de combustible de metanol
directo (dmfc)
•Biodiesel, bioetanol y biogas
Biodigestores anaeróbicos
•Metanol
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.9 Hidrógeno
Hidrógeno
Celdas y contenedores para transporte de energía
Producción de hidrógeno
Celdas de combustible
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.10 Energía nuclear
Energía nuclear
Fisión nuclear
Fusión nuclear
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
164
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Tabla 11.11 Energía geotérmica
Energía geotérmica
Desalinizadores geotérmicos
Plantas de generación eléctrica
Sistemas de calefacción de piscinas
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.12 Energía hidráulica
Energía hidráulica
Mini-hidráulicas
Mini-turbinas de baja potencia para venta masiva
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.13 Energía del mar
Energía del mar
Convertidores noruegos de Kvaerner
Convertidores dentro del mar y de energía térmica-oceánica
Centrales maremotrices
Columnas de agua oscilatorias
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11.14 Energía termoeléctrica
Energía termoeléctrica
Turbinas de ciclo combinado
Fuente: Elaboración propia.
11.6 Taxonomía
Tabla 11.15 Taxonomía
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Ingeniería mecánica
Energía eólica
Turbinas y generadores
Diseño de generador asíncrono
Diseño aerodinámico
Turbinas eólicas de eje
vertical
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Ingeniería mecánica
Tecnología de refrigeración
165
Productos y servicios
Turbinas eólicas de
velocidad variable
Diseño aerodinámico
Tecnología de ensamble
Tecnología de refrigeración
Turbinas y generadores
Diseño aerodinámico
Instalación de pequeños rotores
unidos a un mismo generador
Turbinas eólicas de
diferentes capacidades
Micro-turbinas de vientos
Diseño aerodinámico
Ingeniería mecánica
Ingeniería de materiales
Diseño aerodinámico
Diseño de turbinas (aspas,
torre, sistema de frenado,
tren de engranes)
Turbinas de diferentes
capacidades
Controladores híbridos
Sistemas híbridos de
generación
Adecuación de unidades
rectificadoras
Sistemas eólicos híbridos
Inversores matriciales
Energía eólica
Tecnología de ensamble
Evaluación de rugosidad
Evaluación del cizallamiento
Diseño y eficiencia
Cálculo del abrigo del viento
Evaluación del efecto de la estela
Servicios de adecuación de
capacidad de turbina según
punto de distribución
Evaluación del efecto del parque
Electrónica de potencia y
semiconductores
Sistema de telecontrol
Dispositivos electrónicos
Parques eólicos
Transformador
Electrónica de potencia y
semiconductores
Anemómetro
Ingeniería mecánica
Diseño aerodinámico
Aerogeneradores
Ingeniería mecánica
Aeromotores
Ingeniería mecánica
Aerogeneradores para mar
adentro
Diseño aerodinámico
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
166
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Tecnología de ensamble
Diseño aerodinámico
Energía eólica
Sistemas de control autónomo
Sistema eólico
Productos y servicios
Generadores eólicos
controlados por inteligencia
artificial
Desalinizadores eólicos
Conversión fotovoltaica
Ingeniería de materiales
fotosensibles
Convección natural
Convección forzada
Colectores solares
Materiales fotosensibles
Torres autoportantes y
retenidas de energía solar
Materiales fotosensibles
Polímeros conjugados
Puntos cuánticos
Celdas fotovoltaicas libres
de silicio
Ingeniería de materiales
fotosensibles
Electrólisis solar
Electrónica de potencia
y semiconductores
Energía solar
Paneles solares
Modulación de vector espacial
(spwm)
Celdas de combustible
regenerativas
Inversores
Generación híbrida con ciclos
eólicos
Generación de hidrógeno
Sistemas solares térmicos y
fotovoltaicos
Sistemas híbridos de
celdas fotovoltaicas
Conversión fotovoltaica
Ingeniería de materiales
fotosensibles
Ciclo rankine
Ciclo rankine
Vapor seco
Turbinas de alto
rendimiento
Fluidos secos (como el
tolueno)
Ciclo rankine
Colectores solares
Albercas solares
Tecnologías fototérmicas
Ciclo Stirling
Máquinas de mayor
potencia
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
167
Productos y servicios
Ciclo Stirling
Ingeniería de materiales
fotosensibles
Seguimiento del sol
Gases de trabajo
Electrónica de potencia
y semiconductores
Ciclo Stirling
Ingeniería de fluidos
Empleo de igbt’s
Técnicas de pwm
Tecnologías fototérmicas
Ciclo Brayton
Ingeniería de materiales
fotosensibles
Energía solar
Sistemas fotovoltaicos
Colectores solares
Colectores solares
Equipo e instalaciones
Tecnologías fototérmicas
Colectores solares de
mayor nivel de absorción
Células solares
semiconductoras
Paneles solares
Estufas solares
Colectores solares
Calentadores de agua para
uso doméstico o industrial
Sistemas solares térmicos y
fotovoltaicos
Tecnologías fototérmicas
Construcción y diseño
Inversores matriciales
Bombeo fotovoltaico
Sistemas fotovoltaicos
Fuentes de energía portátil
Fluidos alternos al vapor
de agua
Sistemas fotovoltaicos
Tecnologías fototérmicas
Baterías y celdas
de combustible
Generadores pequeños para
sistemas parabólicos
Lámparas de alumbrado
público con paneles
solares
Aparatos de calefacción/
refrigeración
Supercondensadores
Super-baterías
Nanotubos de carbono
Baterías de alta densidad
Tecnologías de construcción
Biodigestores anaeróbicos
Combustibles alcohólicos
Materiales celulosos
Biocombustibles
Procesos químicos
Plantaciones energéticas
Metanol
Transesterificación
Manejo de polímeros
Electrólisis
Celdas de combustible de
metanol directo (dmfc)
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
168
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Rellenos sanitarios
Digestión anaeróbica
Productos y servicios
Biogas
Utilización de grasas animales
Materiales celulosos
Plantaciones energéticas
Biocombustibles
Biodiesel
Transesterificación
Combustibles alcohólicos
Materiales celulosos
Plantaciones energéticas
Procesos químicos
Bioetanol
Transesterificación
Polímeros sólidos
Óxidos sólidos
Ácido fosfórico
Membranas de intercambio
protónico
Celdas de combustible
Carbonatos fundidos
Obtención a partir de metanol
Hidrógeno
Obtención por electrólisis
Obtención por captura de c02
Ingeniería de materiales
Combustible cerámico
compuesto
Producción de hidrógeno
Materiales compuestos
Criogénica
Reactores nucleares
Energía nuclear
Licuefacción de hidrógeno
Celdas y contenedores para
transporte de energía
Enriquecimiento de uranio
Fisión nuclear
Tecnología termonuclear
Gases
Plasma
Ingeniería de materiales
Aleaciones de metales
Membranas
Ósmosis inversa
Fusión nuclear
Desalinizadores
geotérmicos
Bombas de calor geotérmicas
Captores de calor subterráneo
Energía geotérmica
Sistemas térmicos
Intercambiadores geotérmicos
(vertical y horizontal)
Conductos para distribución
de aire
Sistemas termodinámicos
Aparatos de calefacción y
rerigeración
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Captores de calor subterráneo
Turbogeneradores
Vapor seco
169
Productos y servicios
Plantas de generación
eléctrica
Captores de calor subterráneo
Bombas de calor geotérmicas
Sistemas termodinámicos
Sistemas de calefacción de
piscinas
Vapor seco
Energía hidraúlica
Equipo e instalaciones
Construcción y diseño
Ingeniería hidraúlica
Mini-hidráulicas
Ingeniería hidraúlica
Mini-turbinas de baja
potencia para venta masiva
Cilindros de hormigón
Turbinas
Turbinas hidráulicas verticales
Tecnología electrolítica
Energía del mar
Turbinas y generadores
Energía
termoeléctrica
Fuente: Elaboración propia.
Convertidores dentro del
mar
Turbinas de kaplan de eje
horizontal y reversibles
Central maremotriz
Turbogeneradores
Central maremotriz
Aerogeneradores
Columnas de agua
oscilatoria
Turbogenerador
Convertidores de energía
térmica oceánica
Ciclos combinados
Fluidos
Convertidores noruego de
kvaerner
Fluidos alternos al vapor de
agua
Turbinas de ciclo
combinado
12
Realidad mixta
José Ignacio Icaza
Mercedes Muñoz
Isaac Rudomín
12.1 Descripción
12.1.1 Definición
El desarrollo de grandes industrias alrededor de los videojuegos, comunicaciones y otras actividades de entretenimiento, principalmente entre adolescentes, han generado la aparición de hardware de bajo costo y alto rendimiento, que mediante el software apropiado, puede ser utilizado para ampliar
y mejorar los desarrollos de realidad mixta, definida ésta como el continuo
que va desde la realidad hasta la realidad virtual (simulaciones inmersivas de
ambientes reales), pasando por la realidad aumentada (representaciones de
entidades reales aumentadas con información digital) y la virtualidad aumentada (mundos virtuales como videojuegos o Second Life, aumentados con
representaciones de entidades reales).
12.1.2 Detonadores
Los cambios característicos (transformaciones) que impulsan a esta megatendencia son:
•Hardware, algoritmos y apis para Gráficas Computacionales. Las
necesidades de la industria de videojuegos han generado el desarrollo
de equipos poderosos y de bajo costo. Posibilitando gráficas interactivas
en tiempo real y el procesamiento general en procesadores gráficos
permite aplicaciones de videojuegos, visualización y cálculos científicos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
172
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
y financieros, entre otros. Tecnologías, hardware y software: CPUs Multicore, GPUs,
CELL-Blade, Dx10, OpenGL, GLSL, HLSL, Cg, CUDA y Rapidmind y APIs.
•Interface Humano-Computadora se vuelve más rica. Cámaras, rfid, gps, dispositivos
de despliegue estereoscópicos y/o portátiles así como sensores de bajo precio
posibilitan interfaces más naturales para ambientes reales (por ejemplo el wii y
el Iphone) y simulaciones tridimensionales. Las interfaces tangibles y hápticas,
multisensoriales se vuelven comunes para aplicaciones de realidad virtual interactiva
y realidad aumentada.
•Equipo computacional con capacidades gráficas ya no son solo pc s, dado
que ahora consolas de juego, teléfonos móviles, pdas, etc. como opciones
de entretenimiento y comunicación, posibilitan la existencia de interfaces
avanzadas.
•Nuevos dispositivos como procesadores gráficos programables permiten
simulaciones grandes y eficientes, inclusive en computadoras personales,
extendiendo la simulación como una herramienta para la toma de decisiones tanto en
la ciencia como en el área de negocios (avances en algoritmos y hardware de bajo
costo).
•El web esta morfeándose hacia Second Life y otros Metaversos; Mundos Espejo y
otros medios sociales parecidos son ahora posibles debido a la existencia de redes
de alta velocidad y computadoras más poderosas.
La realidad mixta (mixed reality) combina objetos físicos y digitales para lograr una
interacción mucho más poderosa y que tiene aplicaciones diversas en ciencia, industria
y servicios. Casi todos los productos y servicios involucran el desarrollo de software; no
obstante, su desarrollo requiere de muy poca inversión en equipo, debido al incesante
aumento de capacidad de cómputo y capacidad gráfica de las computadoras modernas. Una observación más es que el desarrollo y el mercado para este tipo de software
son inherentemente globales y no están sujeto a cuestiones de exportación/importación,
ya que el software puede desarrollarse en cualquier parte del mundo e igualmente “bajarse” a cualquier sitio.
12.1.3 Comportamientos tecnológicos
Muchos de los elementos asociados a la megatendencia ya se están manifestando.
Actualmente los adolescentes buscan medios para la socialización y educación por
medio de videojuegos, mundos virtuales y mundos espejo. La industria turística se
expande hacia los viajes virtuales para planear los viajes reales (ejemplo: Google
Earth). Los servidores de telefonía móvil podrán tener acceso a aplicaciones de realidad aumentada móvil para obtener información de todo tipo de objetos, eventos y
entornos en base a la localización del usuario. Además, los científicos de diversas
disciplinas (físicos, biólogos, sociólogos) usarán desde su escritorio simulaciones
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
173
tridimensionales con realidad virtual o aumentada, la creación de aplicaciones de
arquitectura virtual permitirá que los arquitectos llevarán a sus clientes a paseos
virtuales por las edificaciones que estén diseñando, posibilitando incluso que los
mismos clientes alteren esos diseños, los artistas están tomando nuevas formas de
producir objetos y eventos artísticos bi/tridimensionales, en mundos virtuales o reales, y opcionalmente interactivos o alterables por el público. Por medio de plataformas virtuales los ingenieros harán uso de simulación tridimensional de diseños ingenieriles y de realidad aumentada, los médicos utilizarán simulación tridimensional de
órganos del cuerpo humano así como realidad aumentada durante intervenciones
quirúrgicas, los educadores diseñarán nuevos ambientes de aprendizaje en mundos
virtuales; aprovecharán mundos-espejo en el currículum y utilizarán aplicaciones
educativas de realidad mixta tales como simulaciones físicas, laboratorios virtuales,
laboratorios reales aumentados. Finalmente, con la creación de mundos virtuales,
los mercadotecnistas tendrán que utilizar nuevas estrategias de mercadotecnia y
hay demanda creciente de personas capaces de lograr dispositivos y aplicaciones
de realidad virtual, capaces además de trabajar en equipo con otros expertos en
muy diversas disciplinas y a distancia
12.2 Temas de investigación
Temas de investigación de mayor impacto en la Megatendencia:
Tabla 12.1 Temas de investigación
Ejercicios en realidad virtual para pacientes de infarto y otras dolencias
Modelación y estructuración de drogas y proteínas
Cómputo ubicuo
Síntesis de Imagen
Ambientes educacionales inmersivos y laboratorios virtuales
Interfaces avanzadas para realidad mixta y videojuegos
Simulación de multitudes
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
174
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
12.3 Tecnologías existentes
Tecnologías existentes de mayor relación con la Megatendencia:
Tabla 12.2 Tecnologías existentes
En desarrollo y manejo de imágenes: Motion capture, Imágenes 3d y
tecnologías de procesamiento.
Tecnologías ultrasónicas para mastografías
Monitores: Head-Up displays
Sistemas de posicionamiento global (gps)
gpus multicore
Tecnologías de triangulación
Fuente: Elaboración propia.
12.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes a partir de la Megatendencia son:
Tabla 12.3 Tecnologías emergentes
Tecnologías avanzadas de procesamiento de datos
e imágenes
bwc (Body Wearable Computer)
Tecnologías de información 3d
Procesadores gráficos programables
Fuente: Elaboración propia.
12.5 Productos y servicios generados
12.5.1 Lista de productos y Servicios
Dentro de los productos y servicios generados por la Megatendencia en las áreas de
educación virtual, medicina, entretenimiento, seguridad y defensa, comunicaciones, arte
y arquitectura e ingeniería, se encuentran:
Tabla 12.4 Educación virtual
Educación virtual
Capacitación en la transferencia de tecnología e innovación
Ambientes de aprendizaje en mundos virtuales
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
175
Educación virtual
Recreaciones de paisajes del pasado extintos
Bibliotecas virtuales
Diplomados y cursos de capacitación para educación virtual
Paseos virtuales por ruinas reconstruidas
Laboratorios reales aumentados y virtuales
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 12.5 Medicina
Medicina
Mastografías
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 12.6 Entretenimiento
Entretenimiento
Series de ciencia ficción con formatos 3D
Video juegos
Películas en tercera dimensión
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 12.7 Seguridad y defensa
Seguridad y defensa
Dispositivos de localización de personas en ambientes al aire libre
Dispositivos en aviones de combate
Proyección de información necesaria para el piloto
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 12.8 Comunicaciones
Comunicaciones
Información de todo tipo de objetos, eventos y lugares a nuestro alrededor, para
teléfonos móviles
Dispositivos de navegación en teléfonos móviles
Fuente: Elaboración propia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
176
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
Tabla 12.9 Arte
Arte
Creación interactiva virtual de productos artísticos
Generación de música a partir de movimientos
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 12.10 Arquitectura e ingeniería
Arquitectura e ingeniería
Diseños virtuales para dar a conocer edificaciones aun no construidas
Conservación virtual de arqueología histórica
Trazado digital
Diseños de construcciones modificables por los clientes
Consulta de mapas interactiva
Fuente: Elaboración propia.
12.6 Taxonomía
Tabla 12.11 Taxonomía
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Sistemas de aprendizaje
Tecnologías
Tecnologías avanzadas de
procesamiento de datos e
imágenes
Productos y servicios
Capacitación en la transferencia
de tecnología e innovación
Diplomados y cursos de
capacitación para educación
virtual
Bibliotecas virtuales
Educación virtual
Ambientes de aprendizaje en
mundos virtuales
Simulación
Procesadores gráficos
programables
Paseos virtuales por ruinas
reconstruidas
Recreación de paisajes del
pasado extintos
Laboratorios virtuales
Educación virtual
Simulación
Procesadores gráficos
programables
Medicina
Imágenes médicas
hiperespectrales
Tecnología ultrasónica para
mastografías
Mastografías
Entretenimiento
Procesamiento de imagen
Gpus multicore
Video juegos
Tecnología de información 3d
Películas en tercera dimensión
Laboratorios reales aumentados
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
177
Áreas de
aplicación
Áreas específicas de
aplicación
Tecnologías
Productos y servicios
Entretenimiento
Procesamiento de imagen
Imagen 3d
Series de ciencia ficción con
formatos 3d
Seguridad y
defensa
Dispositivos para
seguridad y defensa
Head up displays
Arte
Telefonía celular
Diseño de obras de arte
Proyección de información
necesaria para el piloto
bwc (body wearable
Dispositivos de localización de
compañeros al aire libre
gps
Dispositivos de navegación en
teléfonos móviles
computer)
Comunicaciones
Dispositivos en aviones de
combate
Tecnologías de
triangulación
Información de todo tipo de
objetos, eventos y lugares
a nuestro alrededor, para
teléfonos móviles
Tecnología de
procesamiento de imágenes
Creación interactiva virtual de
productos artistícos
Motion capture
Generación de música a partir
de movimientos
Diseños de construcciones
modificables por los clientes
Arquitectura e
ingeniería
Simulación de prototipos
Tecnología de información
3d
Diseños virtuales para dar a
conocer edificaciones aun no
construidas
Conservación virtual de
arqueología histórica
Trazado digital
Fuente: Elaboración propia.
13
Tecnologías inalámbricas
Alfonso Alva
David Muñoz Rodríguez
Luis Fernando González Pérez
Jair Mercury González
Ramón Rodríguez Cruz
13.1 Descripción
13.1.1 Definición
Debido a que las tecnologías inalámbricas se expanden en un rango muy
amplio de aplicaciones esta investigación no aborda todos los posibles usos
sino los más representativos, a continuación proponemos una clasificación
de tecnologías inalámbricas:
1. Redes inalámbricas ad-hoc y de sensores
2. Redes de comunicación multimedia inalámbrica
3. Redes de comunicación celular
En general la primera categoría concierne al diseño e implantación de redes
inalámbricas capaces de captar información del entorno para propósitos de monitoreo y control. Estas redes se emplean para un número nutrido de aplicaciones
que van desde la investigación ecológica hasta la automatización industrial, monitoreo de vehículos, optimación logística de centros de salud, etc. En muchos casos
acciones apropiadas deben de tomarse ante la ocurrencia de determinados eventos. Estas acciones pueden estar dirigidas por redes inalámbricas de nodos con
capacidad de actuar. Las principales características de esta categoría de sistemas
inalámbricos la constituyen su cobertura modesta de corto alcance, su capacidad
media o baja de transmisión de información y su bajo consumo de potencia.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
180
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
En la segunda categoría, como lo sugiere el título, colocamos a todas las tecnologías inalámbricas de alta velocidad. Por alta velocidad nos referimos a la capacidad de
transmitir contenido multimedia (audio y video) en tiempo real. Ejemplos de esta categoría son las redes inalámbricas que soportan transmisión continua de audio y video,
video conferencia, etc. La principal característica en esta categoría es el flujo masivo de
información en ambientes interiores y regiones metropolitanas. Esta categoría puede
subdividirse a la vez en redes inalámbricas de área personal (wpan), redes inalámbricas
de área local (wlan) y redes inalámbricas de área metropolitana (wman). Es notable
como esta categoría no depende del área de cobertura sino de la cantidad de información que comunica.
La última categoría está relacionada con las comunicaciones celulares convencionales, es decir, comunicaciones de voz y datos dentro de una red metropolitana. La
principal característica en esta categoría es el área de cobertura, así como la tasa de
transmisión de entre 200 y 380 kbps. Dentro de esta clasificación tenemos a las tecnologías gsm y su evolución hasta umts (3g) por un lado y a cdma y su evolución por el otro.
En un futuro cercano se espera que estas dos últimas categorías se mezclen en una sola
área de sistemas inalámbricos y comunicaciones móviles conocida como “sistemas de
comunicación 4g”
13.1.2 Detonadores
Los sensores y actuadores trabajando juntos y formando redes proporcionan inteligencia
en la fábrica, en la granja, en la oficina, en la clínica, en el supermercado, etc. Esta inteligencia permite un uso más eficiente de los recursos y evitar accidentes, lo que a su vez
reduce considerablemente los costos de la empresa. Se desarrollarán nodos capaces
de reunir información del ambiente y de activar mecanismos de una forma automática,
de dimensiones pequeñas, con capacidad de procesamiento y baratos; para poder ser
vendidos por millones por todo el mundo y ser costeables. Cuando una masa crítica se
alcanza, un estándar puede ser desarrollado y un efecto amplificador con una retroalimentación positiva se logra. Las tendencias en redes inalámbricas de sensores seguirán
esta regla.
Nodos inalámbricos con sensores, actuadores y electrónica de radiofrecuencia son
el tipo de dispositivo que puede ser construido como un “Sistema Inteligente en un Chip”
(isoc) por sus siglas en inglés. Para permitirles a estos dispositivos un tamaño más pequeño, se conduce investigación en semiconductores basada en silicio. La madurez de
esta investigación se espera para el año 2015 en el cual dispositivos confiables y baratos
con baja potencia de disipación se podrán construir. El éxito no depende solamente
de los avances en las tecnologías de silicio pero en una mezcla de microelectrónica y
fotónica con nano-química y biotecnología. El futuro de los isocs permitirá el desarrollo de nuevos circuitos y sistemas con propiedades nuevas extraordinarias relevantes
para casi cualquier sector de la economía. Esta integración apoyada en la biotecnología
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
181
proporciona los cimientos para un futuro en el que el sensado , la percepción de las imágenes, el procesamiento de información y las comunicaciones puedan ser integrados.
Para poder comunicar estos nuevos dispositivos híbridos se requiere de una plataforma. Se necesitan desarrollar nuevos protocolos y establecerse estándares. La construcción de los circuitos integrados nos impone límites en las bandas de frecuencia a las que
pueden operar. La compatibilidad electromagnética de los futuros dispositivos dentro de
los nodos determinará las cotas en las frecuencias de operación. Las tecnologías actualmente estandarizadas guiarán la futura investigación. Es por ello que podemos esperar
el uso de sistemas móviles, reconfigurables y redes inalámbricas personales basadas en
el estándar ieee 802.15 y sus estándares derivados mencionados anteriormente. Siempre
que las redes bajo estos estándares puedan coexistir pacíficamente e interactuar entre
ellos de manera eficiente, el desarrollo e integración de redes de sensores y actuadores
será económicamente posible muy pronto.
Algunas redes formadas por dispositivos de sensado interconectados entre sí, son
capaces de recuperar y retransmitir contenido multimedia en forma de cadenas de símbolos de audio y video, imágenes estáticas y datos provenientes de las variables sensadas. Cuando estas redes logran la comunicación descrita a través de un medio inalámbrico se les denomina Redes Inalámbricas Multimedia de Sensores (wmsn) por sus
siglas en inglés. Aplicaciones existentes que utilizan redes de sensores incluyen rastreo,
automatización de enseres domésticos, monitoreo ambiental, vigilancia y reconocimiento
del campo de batalla. El avance en el desarrollo de estas aplicaciones se debe en gran
medida a la evolución de redes wmsn. Algunas otras aplicaciones serán habilitadas gracias al uso de estas redes próximamente, tal es el caso de los sistemas de vigilancia multimedia, los sistemas de control y disminución de tráfico vehicular, el aprovisionamiento
de servicios avanzados de salud y los servicios de localización de personas.
Adicionalmente a la integración de redes automáticas que sensan un dispositivo
externo y actúan de acuerdo a la información recabada de a cuerdo con una máquina de estados finita, existen esquemas que demandan intercambio de información.
Tecnologías pasivas que actúan cuando son interrogadas por un mecanismo inalámbrico pueden ser administradas y respuestas en tiempo real pueden ser activadas. Esta comunicación inalámbrica pasiva es un elemento nuclear de colaboración
inter empresarial subyacente en muchos modelos emergentes extendidos en los
negocios, la seguridad en el hogar y otros dominios. El ejemplo primordial es el
de identificación por radiofrecuencia presente en las cadenas de suministro (tales
como Wal-Mart, FedEx o Cisco). El siguiente paso es el de rastreo de patrones en
los consumidores de manera que se puedan identificar preferencias hacia ciertos
productos por zonas. Esto permitiría un mecanismo eficiente de desplazamiento de
mercancía. Esta aplicación impone retos tanto en el desarrollo de etiquetas de rfid
poderosas como en procesos de minería de datos.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
182
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
Dentro de las áreas militares el número de aplicaciones es enorme. Es precisamente
en este nicho en el que nacieron las tecnologías de redes de sensores y redes auto configurables. Debido a que el retorno de inversión no es la prioridad para la investigación
de la marina y la armada, se espera que audaces líneas de investigación usando nuevos
materiales y diferentes bandas de frecuencia sean adoptadas por este sector de la economía con el propósito de desarrollar aplicaciones de guerra.
La tendencia más clara es la de la interconexión e interacción de redes reconfigurables de sensores inteligentes entre sí y con otros dispositivos inalámbricos en
otras redes inalámbricas. Esta tendencia obedece a la necesidad de proporcionarle
a la gente información en tiempo real independientemente del momento y lugar en
el que se encuentren con el fin de incrementar su productividad y capacidades de
competitividad.
En el presente las tecnologías inalámbricas de alta velocidad están experimentando
una enorme cantidad de mejoras gracias a los recientes avances en la teoría de telecomunicaciones y diseño electrónico en la muy alta escala de integración (vlsi) por sus
siglas en inglés. Por ejemplo, en el área de uwb se espera que este año los primeros
dispositivos electrónicos para consumo con esta tecnología se encuentren disponibles
en el mercado. Esto hará posible la transmisión de aplicaciones multimedia en alcances
cortos con mucho menos consumo de batería que lo que sus contrapartes convencionales actuales.
En el área de Wi-Fi desde el año pasado ha habido muchas actividades alrededor
de la estandarización del ieee 802.10. La nueva versión de este estándar, el 802.11n, es
una especificación tendiente a incrementar la velocidad de red, confiabilidad y distancia
de operación de las redes inalámbricas. El rendimiento en la transmisión de datos sin
encabezado se espera que alcance los 600 Mbps o más de 10 veces el rendimiento
del estándar 802.11g. La tecnología clave para que el nuevo estándar alcance un rendimiento de 600 Mbps es el uso de sistemas mimo que utiliza múltiples antenas en ambos
sentidos. En la fuente de información o transmisor y en el destino o receptor de manera
que se minimicen los errores y se optime la velocidad de la transmisión de datos.
En cuanto a wimax podemos decir que para un despliegue exitoso de este tipo de
redes los vendedores de equipo deben afinar su estrategia para ofrecer productos que
permitan utilidades con respecto al costo de la inversión. Para ello deben conocer las necesidades del país en donde se desplegará la tecnología. Esto significa que las soluciones programables de procesamiento digital de señales (dsp) y los dispositivos de radio
definidos por programas de software serán las tecnologías a ser usadas para implementar wimax. Las soluciones basadas en software proporcionan la flexibilidad para enfrentar
variaciones sin tener que retomar un rediseño completo para cada mercado.
En cuanto a tecnología de comunicación con base en células, la prospectiva tecnológica para las 3g se agrupa en dos nuevas generaciones: 3.5g y 4g. Algunos aspectos
clave de éstas se muestran a continuación:
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
183
1. 3.5g (3.5th Generation or LTE –Long Term Evolution-): Mejora de umts, mejora a
través de otras técnicas auxiliares, tales como: iburst, hyperman, wimax, wibro,
gan (Generic Access Network). Esquema usado: mimo + ofdm + sc-fdma (Single
Carrier), sdma, Beamforming.
2. 4g: Los estándares serán definidos por varios grupos de investigación de
telecomunicaciones (por ejemplo: Airspan, Alvarion, Aperto Networks, Ensemble, Fujitsu,
Intel, Nokia, Proxim, entre otros) basados en los requerimientos sociales y tecnológicos.
La frecuencia de operación prospectada: 3-5 ghz (Tendencia de Internet inalámbrico).
Propuestas de esquema: concepto “a cualquier hora, en cualquier lugar”; mimo, mumimo, ipv6, sdr (Software Defined Radio), algoritmos Alamoutti. Soluciones de prospectiva
tecnológica al estado del arte: ruteo móvil cooperativo (cooperative mobile routing),
Redes mimo (Net-mimo), Antena Inteligente mimo, control de supervisión celular, v-doip
(voice-data over IP); 3d tv, Intelligent-Software-autoconfiguration based applications,
Augmented Reality (ar = Enhanced Virtual Reality –evr-).
En conclusión, se busca que las tecnologías inalámbricas evolucionen hacia un
escenario centrado en el usuario en donde una red de acceso generalizado dará
soporte a una conexión completa en cualquier momento y lugar, basada en una
infraestructura all-IP común, flexible y transparente que apoyará la escalabilidad y
movilidad.
13.1.3 Comportamientos tecnológicos
Entre los elementos característicos de la megatendencia más significativos tenemos
que los sensores que observan variables físicas y recolectan información del ambiente para después tomar decisiones de manera autónoma permitirán evitar incendios, administrar inventarios, monitorear pacientes y realizar museos interactivos),
existe una mayor dinámica en la interacción entre sensores y actuadores, con una
lógica de acción más sofisticada, mediante la programación en lenguaje vhdl (lenguaje para sistemas de diseño) se podrá implementar más rápidamente los módulos
de hardware, la radiofrecuencia (Rfid) permite identificar y rastrear productos y animales para los procesos de inventario y control, el uso de tecnologías inalámbricas
facilita el acceso global a personas e información, por medio de las tecnologías inalámbricas se están diseñando portales en línea de servicios (como finanzas en línea,
gobierno en línea), el crecimiento del uso del internet provoca una mayor demanda
de entretenimiento (mayor ancho de banda), el aumento de usuarios conectados a
internet provoca el desarrollo de más servidores de banda ancha inalámbrica. Finalmente, se están produciendo libros accesibles a través de la red, el Business 2 Business (b2b) facilitará la comunicación y operación organizacional y la agricultura de
precisión permitirá el monitoreo mediante información vía satélite de las condiciones
de tierra, agua, plagas y meteorológica en productos agrícolas.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
184
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
13.2 Temas de investigación
Tabla 13.1 Temas de investigación
Modelos matemáticos de propagación y optimización del canal inalámbrico de comunicación
Diseño de baterías compactas, recargables y de alta duración
Compresión de información en hardware
Estructuras no resonantes en antenas
Codiseño y sistemas embebidos
Desarrollo de memorias y unidades de procesamiento cada vez más pequeñas y poderosas
Cosechamiento de energía luminosa, térmica o cinética
Interacción de protocolos de comunicación
Transductores con microsensores
Conservación de energía
Fuente: Elaboración propia.
13.3 Tecnologías existentes
Dentro de las tecnologías existentes con impacto en la megatendencia se encuentran:
Tabla 13.2 Tecnologías existentes
Redes: inalámbricas con interacción ip-inalámbrico; inalámbricas de área personal (wpan);
inalámbricas pasivas; de sensores multimedia inalámbricos (wmsn) y personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en bluetooth y en zigbee
Interconexión de redes de área local separadas geográfica
Protocolos de aplicaciones inalámbricas (wap)
Acceso inalámbrico portátil
Microondas terrestres
cdma
Satélites de comunicación de órbita alta y sistemas de posicionamiento global (gps)
Antenas: de frecuencia ultra-alta (uhf) y wifi
Sistemas de administración de bases de datos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
185
Ondas de radio de bajo poder
Semiconductores de silicio
umts
Fuente: Elaboración propia.
13.4 Tecnologías emergentes
Algunas de las tecnologías emergentes generadas por la Megatendencia son:
Tabla 13.3 Tecnologías emergentes
Nodos inalámbricos con sensores, actuadores, procesadores y sistemas de radiofrecuencia
integrados a un chip (iSoC: Intelligent System on a Chip)
Entretenimiento móvil vía banda ancha inalámbrica (evdo)
Conectividad bus serial de conexión inalámbrica universal (wusb)
Banda ultra-ancha (uwb)
Fuente: Elaboración propia.
13.5 Productos y servicios generados
13.5.1 Lista de productos y servicios
Dentro de los productos y servicios a partir de la megatendencia en las áreas de redes
masivas y redes específicas se encuentran:
Tabla 13.4 Redes masivas
Redes masivas
Dispositivos para transmisión de datos pesados (entretenimiento, música, videos, fotos, juegos,
tv, impresiones)
Dispositivos portátiles para conexión a internet desde cualquier lugar
Receptores de sistemas de posicionamiento global (gps)
Servicios de red en lugares remotos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
186
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
Redes masivas
Televisión digital satelital
Interfaces interactivas intuitivas con aplicaciones, servicios y dispositivos personalizados
Dispositivos de comunicación automática
Servicios de mercadotecnia móvil y espacio de publicidad móvil
Sistemas de seguridad para transacciones virtuales
Aplicaciones móviles de siguiente generación
Dispositivos para permitir conectividad de gran velocidad
Rastreo de personas y sus patrones de consumo para el despliegue dinámico de productos
Localizadores satelitales para automóviles
Dispositivos de conexión a redes tipo Wi-Fi para autos
Aplicaciones para unir hot-spots Wi-Fi
Soluciones de seguridad inalámbrica
Nodos inalámbricos con sensores, actuadores, procesadores y sistemas de radiofrecuencia
integrados a un chip (IsoC: intelligent system on a chip)
Publicidad móvil
Operaciones bancarias desde pda´s o equipos celulares inteligentes
Generación y envío de noticias, publicidad y eventos en el teléfono celular
Dispositivos inalámbricos para computadoras
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 13.5 Redes específicas
Redes específicas
Etiquetas rfid de alta frecuencia para utilizar en bibliotecas y seguimiento de libros y para el control de acceso en edificios
Dispositivos de infrarrojo para envío y recepción de paquetes de información en la red
Tarjetas con chips rfid integrados se usan como dinero electrónico
Integración de teléfonos móviles con teléfonos corporativos
Sensores para sistemas autónomos empleados en robots
Auriculares inalámbricos para teléfono móvil
Boletos de admisión electrónicos
Teléfonos celulares con micro-navegadores
Llaves inteligentes para abrir y arrancar el auto mientras el conductor se encuentra hasta a un metro de distancia
Etiquetas con radio frecuencia (localización de objetos en la obscuridad)
Dispositivos implantables para monitoreo de signos vitales
Dispositivos de control de aparatos electrodomésticos
RFID para señales de tráfico inteligentes en la carretera
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
187
Redes específicas
Etiquetas para seguimiento de barricas de cerveza
Termógrafos
Etiquetas para identificación de animales
Fuente: Coordenadas, Órgano Oficial del Consejo Profesional de Ingeniería de Telecomunicaciones,
Electrónica y Computación. Año XXII, No. 78, Junio-Julio 2008. http://www.copitec.org.ar/boletines/revista/
COORDENADAS%2078.pdf
13.6 Taxonomía
Tabla 13.6 Taxonomía
Area de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Red inalámbrica con
interacción ip-inalámbrico
Servicio de red en lugares
remotos
Conectividad bus serial de
conexión inalámbrica universal
(wusb)
Dispositivos portátiles para
conexión a internet desde
cualquier lugar
Entretenimiento móvil vía
banda ancha inalámbrica
(evdo)
Aplicaciones para unir hotspots Wi-Fi
Protocolo de aplicaciones
inalámbricas (wap)
Banda ultra-ancha (uwb)
Redes masivas
Redes de comunicación
celular (enfocado a la
distancia)
Dispositivos para
transmisión de datos
(entretenimiento,música,
videos, fotos, juegos, tv,
impresiones)
Antena de frecuencia ultra-alta
(uhf)
Microondas terrestres
Satélites de comunicación de
órbita alta
Televisión digital satelital
Interconexión de redes de área
local separadas geográfica
Microondas terrestres
Receptores de sistema de
posicionamiento global (gps)
Sistemas de posicionamiento
global (gps)
Localizadores satelitales para
automóviles
Antenas Wi-Fi
Dispositivos de conexión a
redes tipo Wi-Fi para autos
Banda ultra-ancha (uwb)
Soluciones de seguridad
inalámbrica
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
188
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
Area de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Productos y servicios
Redes de comunicación
celular (enfocado a la
distancia)
Redes de comunicación celular
(enfocado a la distancia)
Rastreo de personas y sus
patrones de consumo para
el despliegue dinámico de
productos
Redes de sensores multimedia
inalámbricos (wmsn)
Interfaces interactivas
intuitivas con aplicaciones,
servicios y dispositivos
personalizados
Entretenimiento móvil vía
banda ancha inalámbrica
(evdo)
Banda ultra-ancha (uwb)
Dispositivos de
comunicación automática
Publicidad móvil
Dispositivos para permitir
conectividad de gran
velocidad
umts
cdma
Entretenimiento móvil vía
banda ancha inalámbrica
(evdo)
Redes masivas
Redes de comunicación
multimedia (enfocado a
los datos)
Protocolo de aplicaciones
inalámbricas (wap)
inteligentes
Banda ultra-ancha (uwb)
Sistemas de seguridad para
transacciones virtuales
Redes personales de acceso
inalámbirco (wpan) basado
en zigbee
Generación y envío de
noticias, publicidad y eventos
en el teléfono celular
Sistemas de administración de
bases de datos
Servicios de mercadotecnia
móvil y espacio de publicidad
móvil
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Semiconductores de silicio
Redes inalámbricas
ad-hoc
Operaciones bancarias desde
pda´s o equipos celulares
Conectividad bus serial de
conexión inalámbrica universal
(wusb)
Acceso inalámbrico portátil
Redes específicas
Aplicaciones móviles de
siguiente generación
Red inalámbrica de área
personal (wpan)
Dispositivos inalámbricos
para computadoras
Nodos inalámbricos con
sensores, actuadores,
procesadores y sistemas de
radiofrecuencia integrados
a un chip (iSoC: intelligent
system on a chip)
Integración de teléfonos
móviles con teléfonos
corporativos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
Area de aplicación
Área de aplicación
específica
189
Tecnologías
Productos y servicios
Protocolo de aplicaciones
inalámbricas (wap)
Teléfonos celulares con
micro-navegadores
Redes personales de acceso
inalámbirco (wpan) basado
en zigbee
Dispositivos implantables
para monitoreo de signos
vitales
Ondas de radio de bajo poder
Sensores para sistemas
autónomos empleados en
robots
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Etiquetas rfid de alta
frecuencia para utilizar en
control de acceso en edificios
Red inalámbrica pasiva
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Redes específicas
Redes inalámbricas
ad-hoc
Red inalámbrica pasiva
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Dispositivos de control de
aparatos electrodomésticos
Redes de sensores multimedia
inalámbricos (wmsn)
Termógrafo
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Auriculares inalámbricos para
teléfono móvil
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Auriculares inalámbricos para
teléfono móvil
Ondas de radio de bajo poder
Etiquetas con radio frecuencia
(localización de objetos en la
obscuridad)
Redes personales de acceso
inalámbirco (wpan) basado en
bluetooth
Boletos de admisión
electrónicos
Red inalámbrica pasiva
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Etiquetas para identificación
de animales
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
190
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
Area de aplicación
Área de aplicación
específica
Tecnologías
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Redes específicas
Redes inalámbricas
ad-hoc
Etiquetas para seguimiento
de barricas de cerveza
Llaves inteligentes para abrir
y arrancar el auto mientras el
conductor se encuentra hasta
a un metro de distancia
Redes de sensores multimedia
inalámbricos (wmsn)
rfid para señales de tráfico
inteligentes en la carretera
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado en
bluetooth
Etiquetas rfid de alta
frecuencia para utilizar en
bibliotecas y seguimiento
de libros
Redes personales de acceso
inalámbrico (wpan) basado
en zigbee
Fuente: Elaboración propia.
Productos y servicios
Dispositivos de infrarrojo
para envío y recepción de
paquetes de información en
la red
Tarjetas con chips rfid
integrados se usan como
dinero electrónico
14
Conclusiones
Las megatendencias tecnológicas presentadas en este libro describen la
probable orientación que dirigirá el desarrollo científico y tecnológico de los
próximos años. El impacto de los productos que surjan de estas megatendencias se verá en las herramientas con las que desempeñamos nuestro
trabajo, en la forma de producción de artículos, y modificarán a los mismos
productos de consumo que empleamos día a día. Con la demanda de estos
nuevos productos y servicios se abrirán nuevas oportunidades empresariales que impactarán el desarrollo económico de las regiones que prevean y
estén preparadas para estas transformaciones.
Es necesario comentar que cualquier aseveración que implique adelantar lo que pasará en el futuro, corre el riesgo de verse rebasada por
el surgimiento de rupturas en los procesos de evolución tecnológica que
no pueden preverse en el largo plazo. Los alcances de las megatendencias aquí citadas tienen una vigencia de 10 a 15 años y sin duda incluyen
los temas que dominarán el desarrollo tecnológico futuro, sin embargo
el lector debe estar pendiente del surgimiento de nuevas tecnologías
que le permitan entender si éstas complementan o fortalecen a las aquí
descritas.
En este libro se han descrito doce megatendencias tecnológicas que
probablemente transformarán nuestra vida en los próximos años.
De inicio, se presentó el desarrollo de los sistemas ópticos como un
sector de amplio alcance. Con el aumento de la utilización de la fibra óptica, las mejoras al láser, el avance de la nanotecnología y la holografía,
ahora es posible manipular la luz con mayor precisión generando un variado número de aplicaciones. Entre estas aplicaciones las que tendrán
mayor impacto serán aquéllas en los dispositivos de almacenamiento
masivo y en los aparatos de cómputo, aumentando exponencialmente
la capacidad, velocidad y la calidad de transmisión. Otras áreas con
avances son la medicina, con el desarrollo de instrumentos ópticos para
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
194
CAPÍTULO 14: CONCLUSIONES
cirugías que permitirán una precisión no imaginada aún en procedimientos operados a larga distancia a través de robots; los avances en las técnicas corrección
de visión en débiles visuales; así como dispositivos que mejoran la capacidad de
detección de tumores. Por otro lado, las telecomunicaciones; el procesamiento de
imágenes satelitales con aplicaciones en meteorología, agricultura y cartografía; y la
producción de pantallas (mini, macro, transparentes y flexibles) que harán posible
nuevos tipos de teléfonos y otros aparatos electrónicos.
La biotecnología agrícola, impulsada principalmente por los avances en la genética, debe satisfacer las necesidades que los nuevos estilos de vida de la sociedad,
cada vez más sedentaria, con índices de obesidad en aumento y desde una edad
más temprana, entre otros. Además del reto que implican los cambios climatológicos
y la contaminación (modificando las condiciones de las tierras cultivables) e impulsando el desarrollo de mejores granos. Es decir, el desarrollo tecnológico ofrecerá
mejores granos, que sean resistentes a condiciones adversas; nuevas aplicaciones
en la remediación de suelos, y para el consumidor final alimentos con nutrientes
extras y con propiedades adicionales preventivas de enfermedades.
La biotecnología médica busca la evolución de la medicina tradicional –enfocada en el tratamiento- dirigiendo parte de sus avances a la predicción y prevención
de enfermedades a nivel celular y molecular. Responde al aumento en la esperanza
de vida de la población, al incremento en la tasa de incidencia de cáncer, al surgimiento de nuevas enfermedades infecciosas o las favorecidas por un estilo de vida
sedentario, así como al aumento en la demanda de productos y medicinas para
auto-diagnóstico. Los avances tecnológicos se centrarán en el software de análisis
a nivel molecular y celular, los tratamientos médicos personalizados de acuerdo
al perfil genético del paciente (incluyendo los anticuerpos específicos), las innovaciones en los dispositivos de diagnóstico y las mejoras a los procedimientos de la
reproducción asistida.
El mejoramiento y sustitución de células, tejidos y órganos es el campo de la
megatendencia presentada de Células y Tejidos Artificiales. Las causas del fortalecimiento de esta actividad médica son principalmente la carencia de donadores,
el rechazo de cuerpos biológicos y los avances en la tecnología de materiales. Los
productos generados en esta megatendencia están asociados al desarrollo de tecnologías de biomateriales, MEMS y manipulación genética y celular.
Las computadoras de alto rendimiento para el procesamiento de grandes volúmenes de información son empleadas en el cálculo intensivo, almacenamiento
masivo y minería de datos. Las programas para su operación y aprovechamiento
representan verdaderos proyecto de inversión, más que las computadoras mismas.
Estos avances responderán al estilo de vida y de hacer negocios donde los datos y
la voz interactuarán con dispositivos móviles, por lo que se incrementan las necesidades de almacenamiento remoto, sincronización y respaldo de datos. A su vez, la
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
CAPÍTULO 14: CONCLUSIONES
195
cantidad de información generada hace necesario herramientas de procesamiento
para análisis, reportes y seguimiento estadístico de operaciones financieras, comerciales, etc.
La Inteligencia artificial (emulación del comportamiento humano por las computadoras) sólo fue posible con el aumento de la capacidad del hardware y la evolución de las interfases de comunicación humano-computadora. Los productos de
esta megatendencia son muy vastos e incluyen sistemas de control en cualquier
sistema automático; en medicina, dispositivos para el diagnóstico y tratamiento autónomos; en los negocios, simulaciones, clasificadores, y reconocimiento de patrones de comportamiento y en general cualquier robot autónomo.
La ingeniería de materiales ha sido impulsada por los avances en magnetismo,
plasma y sobre todo nanotecnología. Los productos en donde habrá más aplicaciones serán las carrocerías de automóvil, herramientas móviles, recubrimientos para
soportar altas temperaturas, materiales biocompatibles y el almacenamiento de datos.
Los sistemas micro-electro-mecánicos (MEMS) se integran por elementos mecánicos y sensores en escalas milimétricas. Hay diversos productos que los emplean ya para ordenar, contar o suministrar fluidos o bien para realizar una labor mecánica. En el campo de la electrónica se emplean experimentalmente en pequeños
dispositivos que requieren movimiento. Si bien es un área muy nueva, es promisoria
su utilización en micromáquinas que puedan interactuar con bacterias, o para atacar
de manera específica tumores cancerígenos.
La micro y nanotecnología surge con el descubrimientos de los nanotubos de
grafito en 1991. Esta megatendencia abarca rubros que van desde la medicina hasta
aplicaciones aeroespaciales pasando por el uso eficiente de energía. Los tratamientos contra enfermedades, el suministro de medicamentos y la detección de virus se
vuelven menos invasivos y más exactos, los consumidores optan por materiales más
ligeros y más resistentes, existe una preocupación por la contaminación que motiva
a buscar alternativas de reciclaje, ahorro y almacenamiento de energía, la miniaturización entra a una nueva etapa: autos, computadoras, teléfonos e información
integrada a productos comunes y los avances en la industria aeroespacial permiten
el turismo espacial y la construcción de bases en satélites cercanos a la Tierra.
El desarrollo de las nuevas fuentes de energía es impulsado por dos grandes
fenómenos: por un lado el paulatino decrecimiento de las fuentes no renovables de
energía, y por el otro la gran capacidad contaminante de las actuales energías. Los
desarrollos de energía no fósil se encuentran en el campo eólico, solar, celdas de
combustible, biocombustibles, hidrógeno, nuclear, geotérmica, hidráulica, energía
del mar y termoeléctrica. México en particular cuenta con grandes recursos, principalmente en energía solar, eólica y maremotriz, que debe ser aprovechada por
cuestiones económicas y ambientales.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
196
CAPÍTULO 14: CONCLUSIONES
La industria de videojuegos y comunicación que va desde las consolas de juego hasta simuladores virtuales tendrá aplicaciones más serias en el campo de la
capacitación, el entrenamiento, actividades lúdicas y la educación. Específicamente
existen oportunidades en la educación virtual, medicina, entretenimiento, dispositivos de combate, dispositivos de navegación y el arte.
Finalmente, se exploraron las tecnologías inalámbricas, que se adecuan a las
nuevas formas de trabajo e interacción remota, tanto en actividades sociales como
económicas. Ya existen aplicaciones como el rastreo satelital y llaves inteligentes
para encender un automóvil a distancia. Tecnologías como RFID ya se emplean
para el manejo de inventarios y rastreo logístico y nuevos protocolos como Zigbee
mejorarán la comunicación entre dispositivos caseros y dispositivos como consolas
de juego, televisores, teléfonos y computadoras.
Esperamos que la información mostrada en este libro se convierta en un referente para la exploración de nuevas oportunidades de negocio. Estamos convencidos
de que el estudio del futuro no tiene ningún sentido si no se hace con la visión de
aprovecharlo. Se pretende impulsar al lector a entender las consecuencias de estas
transformaciones y sobre todo se invita a aprovechar las oportunidades detectadas,
para que reditúen en el desarrollo de nuevos productos y procesos de alto valor
agregado, que finalmente contribuyan al desarrollo regional.
Bibliografía
Aburdene, P. (2006) Megatendencias 2010, Grupo Editorial Norma. Bogotá, Colombia
Godet, M (2000) La caja de herramientas de la prospectiva estratégica, LIPSOR. Paris,
Francia.
Tendencia. (2008). En Diccionario de la lengua española [Web]. Real Academia
Española. Fecha de acceso: Noviembre 12, 2008 , de http://buscon.rae.es/draeI/
SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=tendencia
Penn, M.J & Zalesne, E.K. (2007) Microtrends: the small forces behind tomorrow’s big
changes. Twelve. Estados Unidos
Watson, R. (2008) Future Files: The 5 trends that will shape the next 50 years. Nicholas
Brealey. Estados Unidos.
Fennell M.L. The new medical technologies and the organizations of medical science
and treatment. Health Serv Res. 2008 Feb;43(1 Pt 1):1-9. No abstract available.
PMID: 18211516 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Lage A. Connecting immunology research to public health: Cuban biotechnology. Nat
Immunol. 2008 Feb;9(2):109-11. Erratum in: Nat Immunol. 2008 Mar;9(3):329. PMID:
18204419 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Paul, DB. Patient advocacy in newborn screening: continuities and discontinuities. Am
J Med Genet C Semin Med Genet. 2008 Feb 15;148(1):8-13. PMID: 18200523
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Frew SE, Sammut SM, Shore AF, Ramjist JK, Al-Bader S, Rezaie R, Daar AS, Singer PA.
Chinese health biotech and the billion-patient market. Nat Biotechnol. 2008 Jan;26(1):3753. Review. No abstract available. PMID: 18183014 [PubMed - indexed for MEDLINE]
The UK: Improving market access. Med Device Technol. 2007 Oct;18(6):55-6. PMID:
18078185 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Fox, D.Luck, Genes and equality. J Law Med Ethics. 2007 Winter;35(4):712-26, 513.
PMID: 18076521 [PubMed - indexed for MEDLINE]
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
198
BIBLIOGRAFÍA
Schmitt JM, Beeres M. The German MedTech industry in 2007. Med Device Technol.
2007 Nov-Dec;18(7):56. Review. PMID: 18075138 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Daar AS, Berndtson K, Persad DL, Singer PA. How can developing countries harness
biotechnology to improve health? BMC Public Health. 2007 Dec 3;7:346. PMID:
18053180 [PubMed - in process]
Chung WK. Implementation of genetics to personalize medicine. Gend Med. 2007
Sep;4(3):248-65. Review. PMID: 18022591 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Boston Consulting Group (2001), “A Revolution in R&D:How Genomics and Genetics are
Transforming the Biopharmaceutical Industry”: http://www.bcg.com/publications/
files/eng_genomicsgenetics_rep_11_01.pdf
Department of Health – UK (2003), “Our Inheritance our Future – Realising the Potential
of Genetics in the NHS”: http://www.doh.gov.uk/genetics/whitepaper.htm
Foresight – UK (2000), “Healthcare 2020”:http://www.foresight.gov.uk/servlet/Controller/
ver=1553/userid=2/
Institute for the Future (2003), “Healthcare 2010 – The Forecast – The Challenge”, 2nd
ed. 2003: http://www.iftf.org/docs/SR794_Health_&_Health_Care_209.pdf
Institute for the Future (2002), “Mapping Transformations in the Health Technology”: www.
iftf.org/docs/SR-776_Mapping_Trans_in_Health_Tech.pdf
Institute for the Future (2001), “The Future of Pharmaceuticals”: http://www.iftf.org/docs/
SR-756_ Future_of_ Pharmaceuticals.pdf
National Institute of Science and Technology Policy (NISTEP – Japan), “The Seventh
Technology Foresight –Future Technology in Japan toward the Year 2030 – Survey
Results”: http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/eng/rep071e/idx071e.html
National Technology Agency of Finland (2003),“Biosociety and Human
Being”: http://akseli.tekes.fi/dman/Document.phx/~sig-neobio/Julkinen/
Biosociety?folderId=%7Esig neobio%2FJulkinen&cmd=download
OECD (2002), “The Economic Impacts of Biotechnology– an Introduction”, Working
Paper of National Experts onScience and Technology Indicators, DSTI/EAS/STP/
NESTI(2004)6.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
199
Sfar S, Chouchane L. Human genome project: A federator program of genomic
medicine. Pathol Biol (Paris). 2008 Mar 4; [Epub ahead of print] French. PMID:
18325690 [PubMed - as supplied by publisher]
Yamada R. Primer: SNP-associated studies and what they can teach us. Nat Clin Pract
Rheumatol. 2008 Mar 4; [Epub ahead of print] PMID: 18319711 [PubMed - as
supplied by publisher]
South ST, Chen Z, Brothman AR. Genomic medicine in prenatal diagnosis. Clin Obstet
Gynecol. 2008 Mar;51(1):62-73. PMID: 18303500 [PubMed - in process]
Zhang C. MicroRNomics: a newly emerging approach for disease biology. Physiol
Genomics. 2008 Feb 26; [Epub ahead of print] PMID: 18303086 [PubMed - as
supplied by publisher]
Zhang XN, Qi M. Mitochondrion and its related disorders: making a comeback.
J Zhejiang Univ Sci B. 2008 Feb;9(2):90-2. PMID: 18257129 [PubMed - in
process]
Bell, John (2004), “Predicting disease using genomes”, Nature, v429, 27 May, 453455.
Bentley, D.R. (2004), “Genomes for medicine”, Nature, v429, 27 May, 440-445.
Bodovitz, S. and Joos, T. (2004), “The Proteomics Bottleneck: strategies for preliminary
validation of potential biomarkers and drug targets”, Trends in Biotechnology, v22, n1, 4-7
Bushan ed. (2004), Springer Handbook of Nanotechnology, p.39.
China Daily, 23 March 2004, “Chinese firm develops gene therapy injection”.
Economist, 11 March 2004, “Fixing the drugs pipeline”. Elbashir, S. et al. (2001),
“Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian
cells”, Nature, v411, 494-498.
EurekaAlert, 16 Dec 2003, “Tiny nanowire could be next big diagnostic tool for doctors”.
Evans, W.E. and Relling, M.V. (2004), “Moving towards individualized medicine with
pharmacgenomics”, Nature, v429, 27 May, 464-468.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
200
BIBLIOGRAFÍA
Grimes, B.R. et al. (2001), “Stable gene expression from a mammalian artificial
chromosome”, EMBO Reports, v2, n10, 910-913.
Guardian, Dec 9, 2003, “The Great Drugs Lottery”.
Huntingdon, W.F. (2000), “Artificial chromosomes coming to life”, Science, v290, n5495,
1308-1309.
Larin, Zoia and Mejia, J.E. (2002), “Advances in human artificial chromosome
technology”, Trends in Genetics, v18, n6, 313-319.
Marshall, E. (2000), “Gene Therapy on Trial”, Science, v288, n5468, 951-957.
MIT Technology Review, Sept 2004, “Transplanting Iceland’s Genes into
Medicine”.
MIT Technology Review, July/Aug 2004, “Spotting cancer sooner”.
Nabel, Gary J. (2004), “Genetic, cellular and immune approaches to disease therapy:
past and future”, Nature Medicine, v10, n2, 135-141.
National Institute of Science and Technology Policy ( Japan) (2002), “Health and Medical
Care”, 230.
Nature, 23 Oct 2003, v425, “With your genes take one of these, three times a day”.
Nature, 4 Sept 2003, v425, “RNA to the rescue?”.
New Scientist, 19 June 2004, “Just add a chromosome”.
New Scientist, 16 Dec 2003, “Carbon nanotubes show drug delivery promise”.
Noble, D. (2003), “Will genomics revolutionise pharmaceutical R&D?”, Trends in
Biotechnology, v21 n8, 333-337.
Novina, C.D. and Sharp, P.A. (2004), “The RNAi revolution”, Nature, July 8, v430, 161164.
Nuffield Council on Bioethics (2003), “Pharmacogenetics – ethical issues”: http://www.
nuffieldbioethics.org/publications/pp_0000000018.asp
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
201
Orive, G. et al. (2003), “Drug delivery in biotechnology: present and future”, Current
Opinion in Biotechnology, v14, 659-664.
Pallarito, K. (2004), “Fueling the Fires of RNA Interference”, The Scientist, Sept 13, v18, n17.
Rappuoli, Rino and Covacci, Antonello (2003), “Reverse Vaccinology and Genomics”,
Science, v302, n5645, 602.
Schmidt, C.W. (2003), “Therapeutic Interference”, Modern Drug Discovery, July.
Science, 4 April 2003, v300, “Quantum Dots Get Wet”.
Science, 20 Dec 2002, v298, “Small RNAs make big splash”.
Scientist, Aug 30, 2004, “The Ups and Downs of Nanobiotech”.
Service, Robert F. (2004), “Surviving the blockbuster syndrome”, Science, v303, n5665,
1769-1799.
Tarner, I.H. et al. (2004), “Targeted gene therapy: frontiers in the development of ‘smart
drugs”, Trends in Biotechnology, v22, n6, 304-39.
Waldmann, Thomas A. (2003), “Immunotherapy: past, present and future”, Nature
Medicine, v9, n3, 269-277.
Wall Street Journal, 10 Sept 2004, “Why targeted drugs to battle cancer fall short of
promise”.
Washington Post, 26 July 2004, “Bioshield too little for drug industry”.
Weston, A.D. and Hood, L. (2004), “Systems Biology, Proteomics, and the Future of
Healthcare: Towards Predictive, Preventative, and Personalized Medicine”, Journal of
Proteome Research, v3, 179-196.
Williams, D.A. and Baum, C. (2003), “Gene Therapy –New Challenges Ahead”, Science,
v302, 400-401.
Jayo MJ, Watson DD, Wagner BJ, Bertram TA. Tissue engineering and regenerative
medicine: role of toxicologic pathologists for an emerging medical technology.
Toxicol Pathol. 2008;36(1):92-6. PMID: 18337226 [PubMed - in process]
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
202
BIBLIOGRAFÍA
Lysaght MJ, Jaklenec A, Deweerd E. Great expectations: private sector activity in tissue
engineering, regenerative medicine, and stem cell therapeutics. Tissue Eng Part A.
2008 Feb;14(2):305-15. PMID: 18333783 [PubMed - in process]
Wagner BK, Carrinski HA, Ahn YH, Kim YK, Gilbert TJ, Fomina DA, Schreiber SL, Chang
YT, Clemons PA. Small-Molecule Fluorophores To Detect Cell-State Switching in the
Context of High-Throughput Screening. J Am Chem Soc. 2008 Mar 8; [Epub ahead
of print] PMID: 18327938 [PubMed - as supplied by publisher]
Polak JM, Mantalaris S. Stem Cells Bioprocessing: An Important Milestone To Move
Regenerative Medicine Research Into the Clinical Arena. Pediatr Res. 2008 Jan 29;
[Epub ahead of print] PMID: 18319671 [PubMed - as supplied by publisher]
Vanek PG. Lonza cell therapy. Regen Med. 2008 Mar;3(2):237-41. PMID: 18307406
[PubMed - in process]
Daley GQ, Scadden DT. Prospects for stem cell-based therapy. Cell. 2008 Feb
22;132(4):544-8. PMID: 18295571 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Parson AB. Stem cell biotech: seeking a piece of the action. Cell. 2008 Feb
22;132(4):511-3. PMID: 18295564 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Chen Y, Shao JZ, Xiang LX, Dong XJ, Zhang GR. Mesenchymal stem cells: A promising
candidate in regenerative medicine. Int J Biochem Cell Biol. 2008;40(5):815-20.
Epub 2008 Jan 16. PMID: 18295530 [PubMed - in process]
Chien, Kenneth R. (2004), “Lost in Translation”, Nature, v428, 607-608.
Craelius, William (2002), “The Bionic Man: Restoring Mobility”, Science, v295, n5557,
1018-1021.
Duke University Medical Center, 23 March 2004, “Human studies show feasibility of brainmachine interfaces”.
Economist, 10 June 2004, “Once again, with feeling”.
Economist, 10 June 2004, “Press ‘print’ for body parts”.
European Commission (2003), “Report on Human Embryonic Stem Cell Research”: ftp://
ftp.cordis.lu/pub/rtd2002/docs/sec441final.pdf
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
203
Griffith, L.G. and Naughton, G. (2002), “Tissue Engineering – Current Challenges and
Expanding Opportunties”, Science, v295, n5557, 1009-1010.
Hench, L.L. and Polak, J.M. (2002), “Third Generation Biomedical Materials”, Science,
v295, n5557, 1014-1015.
House of Lords (2002), “Select Committee on Stem Cells Research Report”: http://www.
parliament.the-stationeryoffice.co.uk/pa/ld200102/ldselect/ldstem/83/8301.htm
Institute for Prospective Technological Studies (2003),“Human tissue-engineered products
– today’s markets and future prospects”: ftp://ftp.jrc.es/pub/EURdoc/eur21000en.pdf
Jonietz, Erika (2004), “A marrow victory for stem cells”,IT Technology Review, July 9.
Nature Online, 20 May 2004, “Britain’s stem-cell store opens”.
Naughton, G.K. (2002), “From lab bench to market: critical issues in tissue engineering”,
Annals of the New YorkAcademy of Sciences, v961, 372-385.
Senker, Jacqueline and Mahdi, Surya (2003), “Human tissue-engineered products –
today’s markets and future prospects – research activity and future developments of
human tissue engineering in Europe and the US”: http://www.isi.fhg.de/bt/ projekte/
TE_WP3_final.pdf
Sipe, Jean D. (2002), “Tissue Engineering and Reparative Medicine”, Annals of the New
York Academy of Sciences, v962, 1-9.
Social Technologies – Technology Foresight Brief (2004), “The New Brain – How the
modern age is rewiring your mind”, TF-2004-33.
Social Technologies – Technology Foresight Brief (2001), “A Neurologist looks forward to
2025”, TF-2001-138.
Social Technologies – Technology Foresight Brief (2001), “Stem Cells and the Future of
Regenerative Medicine”, TF-2001-94.
Stafford, Ned (2004), “Stem cell answers in 20 years”, The Scientist, 20 May.
Strain, A.J. and Neuberger, J.M. (2002), “A Bioartificial Liver – State of the Art”, Science,
v295, n5557, 1005-1008.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
204
BIBLIOGRAFÍA
Sydney Morning Herald, 1 June 2004, “Korea to massproduce pig organs for human
transplants”.
Brownlee, Shannon (2002), “Designer Babies”, Washington Monthly, March.
Guardian, 10 February 2002, “Men redundant? Now we don’t need women
either”.
Hwang, Woo Suk et al. (2004), “Evidence of a Pluripotent Human Embryonic Stem Cell
Line Derived from a Cloned Blastocyst”, Science, v303, n5664, 1669-1674.
Martin, K.L. (2004), “Blastocyst Culture – Clinical and Future Applications”, Journal of
Fertility and Reproduction, v14, n1, 13-18.
MoRST Bioissues Forum, 18 March 2004, “Reproduction in the future”. New Scientist, 24
July 2004, “Is a new era dawning for embryo screening?”.
NZ Herald, 5 June 2004, “Most first time mothers now aged in their 30s”. President’s
Council on Bioethics (2004), “Reproduction and Responsibility: the regulation of
new biotechnologies”, Staff Working Paper.
President’s Council on Bioethics (2003), “Applications of Human Stem Cells in Research
and Medicine”, Staff Working Paper.
President’s Council on Bioethics (2002), “Scientific Aspects of Human and Animal
Cloning”, Staff Working Paper.
Yury et al. (2004), “Preimplantation HLA Testing”, Journal of the American Medical
Association, v291,n17, 2079-2085.
Ryan A, Patrick J, Herkes R. Introduction of enhancement technologies into the intensive
care service, Royal Prince Alfred Hospital, Sydney. HIM J. 2008;37(1):40-5. PMID:
18245864 [PubMed - indexed for MEDLINE]
De Coppi P, Delo D, Farrugia L, Udompanyanan K, Yoo JJ, Nomi M, Atala A, Soker
S. Angiogenic gene-modified muscle cells for enhancement of tissue formation.
Tissue Eng. 2005 Jul-Aug;11(7-8):1034-44. PMID: 16144439 [PubMed - indexed for
MEDLINE]
Abbott, Alison (2004), “Growing old gracefully”, Nature, v428, 116-118.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
205
Mehlman, Maxwell J. (2003), Wondergenes – Genetic Enhancement and the Future of
Society, Indiana University Press, Bloomington.
New Scientist, 22 September 2001, “Forever Young”, pp.26-33.
New York Times, 29 June 2004, “Wakefulness finds a powerful ally”.
NZ Herald, 25 June 2004, “Muscle-bound boy result of a gene mutation”.
President’s Council on Bioethics (2003), “Better Memories? The Promise and Perils of
Pharmacological Interventions”, Staff Working Paper.
President’s Council on Bioethics (2003), “Beyond Therapy– Biotechnology and the
Pursuit of Happiness”, Staff Working Paper.
President’s Council on Bioethics (2003), “Stronger, longlasting skeletal muscles through
biotech”, Staff Working Paper.
President’s Council on Bioethics (2002), “The Promise and Challenge of Aging
Research”, Staff Background Paper.
San Francisco Chronicle, 24 April 2004, “The Burden of Immortality – Slowing the aging
process gives birth to ethical, sociological questions”.
Secko, David (2004), “Longevity gene, diet linked”, The Scientist, June 18.
Social Technologies – Technology Foresight Brief (2004), “Pharmaceutical
Market – Run on Lifestyle Drugs Boosted by Demographic Trend”, TF2004-4.
Stock, Gregory (2002), Redesigning Humans – Our inevitable genetic future, Houghton,
New York.
Silveira Rodríguez MB, Martínez-Piñeiro Muñoz L, Carraro Casieri R. Nutrigenomics,
obesity and public health Rev Esp Salud Publica. 2007 Sep-Oct;81(5):475-87.
Spanish. PMID: 18274352 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Lévesque L, Ozdemir V, Gremmen B, Godard B. Integrating anticipated nutrigenomics
bioscience applications with ethical aspects. OMICS. 2008 Spring;12(1):1-16. PMID:
18266561 [PubMed - in process]
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
206
BIBLIOGRAFÍA
Chen Q, Wang WJ, Shangguan XC, Xu MS. Research progresses on
nutrigenomicsYi Chuan. 2008 Feb;30(2):129-34. Chinese. PMID: 18244915
[PubMed - in process]
Hercher L. Diet advice from DNA? Sci Am. 2007 Dec;297(6):58-63. No abstract available.
PMID: 18237101 [PubMed - indexed for MEDLINE]
American Society for Nutritional Sciences (2002), “Functional Foods: Benefits, Concerns
and Challenges”.
Conway, G and Toenniessen, G. (1999), “Feeding the world in the 21st Century”, Nature,
v402 C55-C58.
Fogg-Johnson, Nancy and Kaput, Jim (2003), “Nutrigenomics: An emerging scientific
discipline”, Food Technology, April, v57, n4 http://www.ift.org/publications/docshop/
ft_shop/04-03/04_03_pdfs/04-03-foggjohnson.pdf
Guardian, 15 May 2003, “Eat right for your genotype” http://www.guardian.co.uk/life/
feature/story/0,13026,955706,00.html
Institute for the Future (2001), “The Future of Nutrition: Consumers Engage with Science”:
http://www.iftf.org/docs/NCNG_future_of_nutrition_intro.pdf
Sloan, A.E. (2002), “The 10 Functional Food Trends: The next generation”, Food
Technology, April, v56, n4 http://www.ift.org/publications/docshop/ft_shop/0402/04_02_pdfs/04-02-sloan.pdf
Social Technologies – Technology Foresight Brief (2003), “Food Research Trends: 2003
and beyond”, TF-2003-4: http://www.socialtechnologies.com/technology/TF%20
marketing%20samples/TF-2003-4%20Food%20Research%20Trends%202003%20
and%20Beyond.pdf
Andrews, Lori B. (2001), Future Perfect: Confronting Decisions about Genetics Columbia
University Press, New York.
Annas, George J. (1998), “Why we should ban human cloning”, New England Journal of
Medicine, v339, n2.
Baylis, Francoise and Jason, Scott Robert (2004), “The Inevitability of Genetic
Enhancement Technologies”, Bioethics, v18, n1.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
207
Capron, Alexander (2002), “Stem Cell Politics: the New Shape of the Road Ahead”,
American Journal of Bioethics, v2.
Center for Genetics and Society: www.genetics-andsociety.org
Council for Responsible Genetics: www.gene-watch.org
Genetics and Public Policy Center: www.dnapolicy.org/genetics/enhancement.jhtml
Jaenish, Rudolph, and Wilmut, Ian (2001), “Don’t Clone Humans!”, Science, v291, 5512.
Religious Center on Biotechnology: www.gencen.org
Sharett, Peter, Rabinow, Paul and Billings, Paul R. (2003),“The Changing Norms of Life
Sciences”, Nature Biotechnology, v21, n2.
The Genetic Revolution: www.wcotc.com/euvolution
Applied Microbiology & Biotechnology July 2004, Vol. 65 number 1 1-18, Ladvik E.
Langer R. “Tissue engineering: current state and perspectives”.
“Proceedings from the New Horizons in Haematology Meeting”, 9-10 March 2007. Eur
J Haematol Suppl. 2007 Oct;(68):1-42. No abstract available. PMID: 18175381
[PubMed - indexed for MEDLINE]
http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2003/29may_polymersomes.htm
http://www.etcgroup.org/upload/publication/603/03/synbiospanish_lite.pdf
http://www.4reasons.com.es/documentos/Octubre_2005.pdf
www.eis.uva.es/.../ingenieria_de_tejidos.htm
Austin EB, Guttridge M, Pamphilon D, Watt SM. “The role of blood services and
regulatory bodies in stem cell transplantation”. Vox Sang. 2008 Jan;94(1):6-17.
PMID: 18171327 [PubMed - in process]
Zhang Y, Yang M, Portney NG, Cui D, Budak G, Ozbay E, Ozkan M, Ozkan CS. “Zeta
potential: a surface electrical characteristic to probe the interaction of nanoparticles
with normal and cancer human breast epithelial cells”. Biomed Microdevices.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
208
BIBLIOGRAFÍA
2007 Dec 29; [Epub ahead of print] PMID: 18165903 [PubMed - as supplied by
publisher]”
Wells DA, Ross JS, Detsky AS. “What is different about the market for health care?”
JAMA. 2007 Dec 19;298(23):2785-7. No abstract available. PMID: 18165673
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Tatsumi E, Nakatani T, Imachi K, Umezu M, Kyo SE, Sase K, Takatani S, “Domestic
and foreign trends in the prevalence of heart failure and the necessity of nextgeneration artificial hearts: a survey by the Working Group on Establishment of
Assessment Guidelines for Next-Generation Artificial Heart Systems”. J Artif Organs.
2007;10(4):187-94. Epub 2007 Dec 20. PMID: 18071846 [PubMed - in process]”
Krishnan R, Elmets CA, Nordlund TM. “A new method to test the effectiveness of
sunscreen ingredients in a novel nano-surface skin cell mimic”. Photochem
Photobiol. 2006 Nov-Dec;82(6):1549-56. PMID: 17017843 [PubMed - indexed for
MEDLINE]
Gratwohl A, Baldomero H, Schwendener A, Gratwohl M, Apperley J, Niederwieser
D, Frauendorfer K; “Joint Accreditation Committee of the International Society for
Cellular Therapy; European Group for Blood and Marrow Transplantation”. European
Leukemia Net. Predictability of hematopoietic stem cell transplantation rates.
Haematologica. 2007 Dec;92(12):1679-86. MID: 18055992 [PubMed - in process]
Sudan D, Bacha EA, John E, Bartholomew A. “What’s new in childhood organ
transplantation”. Pediatr Rev. 2007 Dec;28(12):439-53. Review. No abstract
available. PMID: 18055642 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Klein DG. “Current trends in cardiac transplantation”. Crit Care Nurs Clin North Am. 2007
Dec;19(4):445-60, vii. PMID: 18022529 [PubMed - in process]
Westaby S. “Surgery for heart failure: now something for everyone?” Heart Fail Clin. 2007
Apr;3(2):139-57. Review. PMID: 17643919 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Ehrenreich M, Ruszczak Z. “Update on tissue-engineered biological dressings”. Tissue
Eng. 2006 Sep;12(9):2407-24. Review. PMID: 16995775 [PubMed - indexed for
MEDLINE]
Lai JC, Schoen MP, Perez Gracia A, Naidu DS, Leung SW. “Prosthetic devices:
challenges and implications of robotic implants and biological interfaces”. Proc
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
209
Inst Mech Eng [H]. 2007 Feb;221(2):173-83. Review. PMID: 17385571 [PubMed indexed for MEDLINE]
Cohen ED. “Prosthetic interfaces with the visual system: biological issues”. J Neural Eng.
2007 Jun;4(2):R14-31. Epub 2007 Mar 13. Review. PMID: 17409473 [PubMed indexed for MEDLINE]
Navarro X, Krueger TB, Lago N, Micera S, Stieglitz T, Dario P. “A critical review of
interfaces with the peripheral nervous system for the control of neuroprostheses and
hybrid bionic systems”. J Peripher Nerv Syst. 2005 Sep;10(3):229-58. Review. PMID:
16221284 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Matsuoka Y, Afshar P, Oh M. ”On the design of robotic hands for brain-machine
interface”. Neurosurg Focus. 2006 May 15;20(5):E3. Review. PMID: 16711660
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Hauschild M, Davoodi R, Loeb GE. “A virtual reality environment for designing and fitting
neural prosthetic limbs”. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2007 Mar;15(1):9-15.
PMID: 17436870 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Hallum LE, Dagnelie G, Suaning GJ, Lovell NH. “Simulating auditory and visual
sensorineural prostheses: a comparative review”. J Neural Eng. 2007
Mar;4(1):S58-71. Epub 2007 Feb 20. Review. PMID: 17325417 [PubMed - indexed
for MEDLINE]
Lebedev MA, Nicolelis MA. “Brain-machine interfaces: past, present and future”. Trends
Neurosci. 2006 Sep;29(9):536-46. Epub 2006 Jul 21. Review. PMID: 16859758
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Stieglitz T. “Neural prostheses in clinical practice: biomedical microsystems in
neurological rehabilitation”. Acta Neurochir Suppl. 2007;97(Pt 1):411-8. Review.
PMID: 17691404 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Bar-Cohen Y. “Biomimetics--using nature to inspire human innovation”. Bioinspir Biomim.
2006 Mar;1(1):P1-P11. Epub 2006 Apr 27. Review. PMID: 17671297 [PubMed indexed for MEDLINE]
Bar-Cohen Y. “Current and future developments in artificial muscles using electroactive
polymers”. Expert Rev Med Devices. 2005 Nov;2(6):731-40. Review. PMID:
16293100 [PubMed - indexed for MEDLINE]
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
210
BIBLIOGRAFÍA
Sclabassi RJ, Liu Q, Hackworth SA, Justin GA, Sun M. “Platform technologies to support
brain-computer interfaces”. Neurosurg Focus. 2006 May 15;20(5):E5. Review. PMID:
16711662 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Biddiss E, Chau T. “Electroactive polymeric sensors in hand prostheses: bending
response of an ionic polymer metal composite”. Med Eng Phys. 2006 Jul;28(6):56878. Epub 2005 Nov 2. PMID: 16260170 [PubMed - indexed for MEDLINE]
Dagnelie G. “Visual prosthetics 2006: assessment and expectations”. Expert Rev Med
Devices. 2006 May;3(3):315-25. Review. PMID: 16681453 [PubMed - indexed for
MEDLINE]
Finkenstadt VL. “Natural polysaccharides as electroactive polymers”. Appl Microbiol
Biotechnol. 2005 Jun;67(6):735-45. Epub 2005 Feb 22. Review. PMID: 15724215
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Witte F, Calliess T, Windhagen H. “Biodegradable synthetic implant materials : Clinical
applications and immunological aspects”. Orthopade. 2008 Jan 25; [Epub ahead of
print] German. PMID: 18214423 [PubMed - as supplied by publisher]
Thomas P, Schuh A, Ring J, Thomsen M. “Orthopedic surgical implants and allergies
: Joint statement by the Implant Allergy Working Group (AK 20) of the DGOOC
(German Association of Orthopedics and Orthopedic Surgery), DKG (German
Contact Dermatitis Research Group) and DGAKI (German Society for Allergology and
Clinical Immunology)”. Orthopade. 2008 Jan;37(1):75-88. German. PMID: 18210082
[PubMed - as supplied by publisher]
Kamath S, Bhattacharyya D, Padukudru C, Timmons RB, Tang L. “Surface chemistry
influences implant-mediated host tissue responses”. J Biomed Mater Res A. 2007
Nov 16; [Epub ahead of print] PMID: 18022841 [PubMed - as supplied by publisher]
Hieu. “Design for medical rapid prototyping of cranioplasty implants”. Rapid Prototyping
Journal, Vol 9, No3, 2003
http://www.bis.doc.gov/hpcs/default.htm
http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/12/02/AR2007120201403.
html?wpisrc=newsletter
http://www.cray.com/index.html
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
211
http://www.hpcwire.com/hpc/1987613.html
http://www.house.gov/coxreport/chapfs/ch3.html
http://www.hpcwire.com/
http://domino.research.ibm.com/comm/research_projects.nsf/pages/bluegene.index.
html
http://www.nec.de/hpc/
http://softwarecommunity.intel.com/articles/eng/2001.htm
http://www.winhpc.org/
http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/3762_
edit6.pdf
E. Chang, T. D. (2006). “Trust and Reputation for Service-Oriented Environments :
Technologies for Building Business Intelligence and Consumer Confidence”. Wiley,
John & Sons, Incorporated .
Efraim Turban, J. E.-P. (2006). Decision Support and Business Intelligence Systems (8th
ed.). Hardcover.
Efraim Turban, R. S. (2007). Business Intelligence. Wharton School Publishing.
Kevin E. Voges, P. N. (2006). Business Applications and Computational Intelligence. IGI
Global.
Liebowitz, J. (2006). Strategic Intelligence: Business Intelligence, Competitive
Intelligence, and Knowledge Management. Auerbach Publications .
Miller, J. P. (2006). Millennium Intelligence : Understanding and Conducting
Competitive Intelligence in the Digital Age. The Business Intelligence
Braintrust
Seung Hee Lee, K. S. (2006). Embedding Operational Taxonomic Units in ThreeDimensional Space for Evolutionary Distance Relationship in Phylogenetic Analysis.
Circuits, Systems, Electronics, Control & Signal Processing .
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
212
BIBLIOGRAFÍA
Show-Wei Chien, Y.-N. H.-Y.-H.-F. (2006). Implementation of a Central Laboratory with
Consolidated Laboratory Network for Central Taiwan National Hospital Union. Circuits,
Systems, Electronics, Control & Signal Processing .
Williams, S. W. (2006). The Profit Impact of Business Intelligence. Morgan Kaufmann
Younhee Choi, S.-B. K. (2006). Model Study of Inspiratory Fall of Blood Pressure in
Airway Obstruction. 5th WSEAS International Conference, Circuits, Systems,
Electronics, Control & Signal Processing .
Jörg Rech, K.-D. A. (2006). Artificial Intelligence and Software Engineering: Status and
Future Trends.
Giovinazzo, W. A. (2002). Internet-Enabled Business Intelligence. Eric Hanson .
Dayou Li, Y. Y. (2005). Negotiation based on plan recognition and fuzzy sets for multiobjetive
process planning. Proceedings of ninth IASTED International Conference .
Larissa T. Moss, S. A. (2003). Business Intelligence Roadmap: The Complete Project
Lifecycle for Decision-Support Applications. Addison-Wesley Information Technology
Series.
SA McQuarrie, A. M. (1997). Artificial Neural Networks: A Novel Modelling Technique for
Outcome Prediction Following Idiotypic Immunotherapy in Ovarian Cancer.
http://www.techcast.org/
Intelligent Service Robotics Springer Berlin / Heidelberg, ISSN 1861-2776 (Print) 18612784 (Online) 2007
Materiales inteligentes Aplicaciones tecnologicas.pdf
Encyclopedia of Smart Materials; 2002 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.
Article Online Posting Date: July 15, 2002
SMART MATERIALS SampleMap2007-10.pdf
Materiales inteligentes I y II Introducción a los materiales del siglo XXI.pdf
Materiales inteligentes Aplicaciones tecnologicas.pdf
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
213
http://www.mondragon.edu/
Victor Giurgiutiu,”Smart-Materials Actuation Solutions for Aeroelastic and Vibration
Control”, Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2000; 11; 525
SMART MATERIALS AND SMART SYSTEMS FOR THE FUTURE .pdf
Nicholas Jones, David Harrison, “Design for Automotive Glass Removal Using Active
Disassembly”. International Body Engineering Conference & Exhibition and
Automotive & Transportation Technology Congress, July 2002, Paris, FRANC
Editorial Automotive diaspora.pdf
Proyectos de desarrollo en materiales inteligentes en NSF y union europea:
NFS-747756, “CAREER: Creasing of Surface-Attached Polymer Gels.” , University of
Massachusetts Amherst.
NSF-0739814, “SBIR Phase I: Disruptive Performance From Engineered Piezoelectric
Organic Polymer Nanocomposites:An Inventive Approach To New Electrical and
Mechanical Energy Conversion”, TETRAMER TECHNOLOGIES, L.L.C.
NSF-0740280, “SBIR Phase I: Smart transparent solar heat management films”, Naxellent
LLC
NSF-0728162, “Stochastic Recruitment and Broadcast Feedback of Cellular Control Systems
and Its Application to Muscle Actuators”, Massachusetts Institute of Technology
NSF- 0727666, “Nonlinear Analysis Techniques for Elastomeric Transducers” Virginia
Polytechnic Institute and State University
NSF-0727331, “Shape Memory Alloy Cables”, University of Michigan Ann Arbor
NSF-0654233 “Self-Contained Wireless Sensor Networks for Aerospace Structures
Monitoring “, North Carolina State University
NSF-0750004, “The Self-Assembly of Peptide-Dendron Hybrids.”, Ohio State University
NFS-0748398, “CAREER: Block Copolymer Nanoactuators from Liquid Crystalline and
Ionomeric Units”, University of Connecticut
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
214
BIBLIOGRAFÍA
BBSRC Grant Reference: 9810739, “Soliton sensors”, University of Cambridge. Principal
Investigator: University of Cambridge Total Value of Grant: £148,274
BBSRC Grant Reference: BBC50322X1, “Development of electrospun scaffolds with
smart cells for the tissue engineering of skin and oral mucosa”, Principal Investigator:
MacNeil S: University of Sheffield. Total Value of Grant: £514,030
EPSRC Reference:DT/F006977/1, “Artificial Ligament with Bioactive Nanostructure
(ALBioN)”, Principal Investigator: Dr RE Cameron Department:Materials Science &
MetallurgyOrganisation: University of Cambridge £633,016
EPSRC Reference:EP/E040241/1, “Flexible Plastic Industrial-Scale Photonic Crystals
for Functional Colour”, Principal Investigator:Professor JJ Baumberg Department:
Physics, University of Cambridge Grant: £970,897 + £213,024
http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0205803
http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0408844
http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0513010
http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP/D022509/1
http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP/E016944/1
Parliamentary Office of Science and Technology. Smart Materials and Systems, Postnote
No. 229 Page 1-4, January 2008.
http://www.freedoniagroup.com/Advanced-Ceramics.html
http://www.electronics.ca/reports/materials/sensors.html
Gabriel M. Rebeiz, RF MEMS THEORY, DESIGN AND TECHNOLOGY, Wiley Interscience,
New Jersey 2003.
Vijay K. Varadan, K.J. Vinoy, K.A. Jose, RF MEMS and their applications. John Wiley and
Sons. Sussex, England 2003.
Hector de los Santos, RF MEMS circuits design for wirelees communications. Artech
House, Boston 2002.
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
215
BioMEMS: State of the art in detection, opportunities and prospects. Bashir, Rashid.
Advanced Drug Delivery Reviews. Mayo 2004.
Estudio BioMEMS en México a través de los procesos de la cadena de valor. María
Fernanda Duarte Ávila Maciel. ITESM, Abril 2006. Disponible en Biblioteca Digital.
Advanced Microsystems for Automotive Applications. Valldorf J. y Gessner. Springer,
2006.
Small Times Direct, PennWell, Tulsa OK, http://newsletters.pennnet.com/small_times_
direct/15803052.html
“Plan de Tecnología, Aplicaciones de Tecnología MEMS para la industria Automotriz”.
Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC), Secretaría de
Economía.
“Estrategias para Educación, Ciencia y Tecnología para Sistemas Micro-electromecánicos (MEMS) para el Sector Automotriz”. Fundación México-Estados Unidos
para la Ciencia (FUMEC), Secretaría de Economía.
RoadMap MANCEF, 2nd ed. MANCEF - Micro And Nanotechnology Commercialization
Education Foundation. http://www.mancef.org/roadmap.htm.
“MEMS: a practical guide to design, analysis, and applications”. Edited by Jan G. Korvink
and Oliver Paul, Norwich, NY; W. Andrew Pub. Heidelberg, Germany; Springer,
c2006. ISBN 0815514972 .
Gaura, Elena; Newman, Robert. “Smart MEMS and sensor systems”. Imperial College
Press. Distributed by World Scientific Pub. Co., c2006. ISBN 1860944930.
Hsu, Tai-Ran. “MEMS packaging”. INSPEC, c2004. ISBN 0863413358.
Lyshevski, Sergey Edward. “MEMS and NEMS : systems, devices, and structures”. CRC
Press, c2002. ISBN 0849312620.
Gad-el-Hak, Mohamed. “The MEMS handbook”. The Mechanical engineering handbook
series. ISBN 0849300770.
Julian W. Gardner, Vijay Varadan, and Osama O. Awadelkarim. “Microsensors, MEMS
and Smart Devices”. Wiley; 1st edition. ISBN: 047186109X
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
216
BIBLIOGRAFÍA
Pelesko, John A.; Bernstein, David H. “Modeling MEMS and NEMS”. CRC; 1st edition.
ISBN: 1584883065.
Kanakasabapathi Subramanian. “Micro Electro Mechanical Systems: A Design Approach
(MEMS Reference Shelf)”. Springer; 1st edition. ISBN: 0387324763.
Baglio Salvatore, Castorina Salvatore, Saval Nicolo. “Scaling Issues and Design of
MEMS”. Wiley-Interscience. ISBN: 047001699X
Gaceta del Senado de la República, No. 140, Año 2005, Martes 29 de Noviembre. 3°
Año de Ejercicio. Primer Periodo Ordinario.
Bürgi B.R., Pradeep T., Societal implications of nanoscience and nanotechnology
in developing countries, CURRENT SCIENCE, VOL. 90, NO. 5, 10 MARCH
2006.
Roco, “International Strategy for Nanotechnology Research and Development”,
J. of Nanoparticle Research, Kluwer Acad. Publ. Vol3, No 5-6, pp 353-360,
2001,
Monk, R, Rachamim, A (eds), “Research Training in Nanosciences and
Nanotechnologies”, proceedings of the workshop held in Brussels, 14-15 April 2005,
European Commission,
Lightfeather, Judith, “Nanoscience Education, challenges and opportunities,”
Presentation at the Expert Group Meeting “North-South Dialogue on
Nanotechnology, Challenges and Opportunities”, held 10-12 February 2005 in
Trieste, Italy,
Iijima S, “Helical microtubes of graphitic carbon”, Nature (London) 354, 1991, pp. 56-58.
Institute for Molecular Manufacturing, http://www.imm.org.
D. Srivastava and C. Wei, “Nanomechanics of carbon nanotubes and composites”, Appl
Mech Rev, vol. 56 No. 2, March 2003, pp 215-230.
P. Milgram and A. F. Kishino, Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays IEICE
Transactions on Information and Systems, E77-D(12), pp. 1321-1329, 1994
http://www.bbc.co.uk/rd/projects/MixTV/presentations/ibc-2003/bbc-rd-mixtv.pdf
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
217
Steven K. Feiner, Augmented Reality: A New Way of Seeing Computer scientists
are developing systems that can enhance and enrich a user’s view of the world,
Scientific American Magazine - April, 2002
http://www.metaverseroadmap.org/ presenta cuatro escenarios futuros para la evolución
del Metaverso [universo cibernético de realidad mixta]. Basado principalmente en
una encuesta a expertos en estas tecnologías.
Metz, Cade; (2007) The Emperor’s New Web; PC Magazine, 4/24/2007, Vol. 26 Issue 9,
p70-77, 7p, 1 diagram, 6c; (AN 24630565)
Bajura, M., Fuchs, H., Ohbuchi, R. (1992). Merging virtual objects with the real world:
Seeing ultrasound imagery within the patient. Computer Graphics, 26(2).
Caudell, TP & Mizell, DW (1992). Augmented reality: An application of heads-up display
technology to manual manufacturing processes. Proc. IEEE Hawaii International
Conference on Systems Sciences.
Milgram, P, Drascic, D, Grodski, JJ (1991). Enhancement of 3-D video displays by means
of superimposed stereographics. Proceedings of Human Factors Society 35th
Annual Meeting, San Francisco, 1457-1461, Sept. 1991.
Hiroshi Ishii and Brygg Ullmer, Tangible Bits: Towards Seamless Interfaces between
People, Bits and Atoms. Published in the Proceedings of Human Factors in
Computing Systems: CHI 97
Liarokapis, F., Newman, R., Mount, S., Goldsmith, D., Macan, L., Malone, G.,
Shuttleworth, J. Sense-Enabled Mixed Reality Museum Exhibitions, Proc. of the 8th
International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage (VAST
‘07), Eurographics, Brighton, UK, 26-30 November, 31-38, (2007). ISBN: 978-156881-403-2.
Krueger, M. W. (1991). Artificial Reality II, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts
Sutherland, I. E. (1965). “The Ultimate Display”. Proceedings of IFIP 65, vol 2, pp. 506508
Robles-De-La-Torre G. The Importance of the Sense of Touch in Virtual and Real
Environments. IEEE Multimedia 13(3), Special issue on Haptic User Interfaces for
Multimedia Systems, pp. 24-30 (2006).
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
218
BIBLIOGRAFÍA
“Second Earth”: https://www.technologyreview.com/Infotech/18911/ (visitada 3 de enero
2008)
Mei Lu, Mary Beth Watson-Manheim, Katherine M Chudoba, Eleanor Wynn (2006)
Virtuality and Team Performance: Understanding the Impact of Variety of Practices;
Journal of Global Information Technology Management; 2006. Vol. 9, Iss. 1; pg. 4, 20
pgs
The Future of the Biz. Electronic Gaming Monthly, May2007 Issue 215, p66-67, 2p,
Gartner, on Virtual Worlds. Analysis targeted to corporations. http://www.gartner.com/it/
page.jsp?id=503861 (visitada 4 de enero 2008)
Zyda, Michael. Computer, Sep2005, From Visual Simulation to Virtual Reality to Games;
Vol. 38 Issue 9, p25-32, 8p, 2 diagrams
Rosen, Joseph M. (2001); Virtual Reality and Medicine-Challenges for the Twenty-First
Century; Information Technologies in Medicine, Volume I, 2001 1st Edition, Vol. 1,
p119-132, 14p
The Berlin Brain-Computer Interface (BBCI) – towards a new communication channel
for online control in gaming applications. By: Roman Krepki; Benjamin Blankertz;
Gabriel Curio. Multimedia Tools & Applications, Apr2007, Vol. 33 Issue 1, p73-90,
18p
Devaney, Laura (2007) ‘Augmented reality’ helps kids learn. (cover story) eSchool News,
Mar2007, Vol. 10 Issue 3, p1-49, 2p, 1c; (AN 24352126)
The Future of Online. Electronic Gaming Monthly, May2007 Issue 215, p58-59, 2p
3DV Systems. http://www.3dvsystems.com (visitada 9 de enero 2008)
“Carece México de desarrolladores de videojuegos, pese a aumento de usuarios” http://
www.cronica.com.mx/nota.php?id_nota=353568
Cámara 3D con múltiples aplicaciones para la realidad mixta: http://www.3dvsystems.
com/
Arroyo López, P. E., Gaytán Iniestra, J. y Sierra Valdespino, S. (2007). “El proceso
de toma de decisiones para la tercerización de funciones logísticas: Prácticas
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
BIBLIOGRAFÍA
219
mexicanas versus las mejores prácticas establecidas”. Revista de la Facultad de
Contaduría y Administración de la UNAM, No. 221 (enero-abril).
Bagchi, P. K. and Virum, H. (1998). “Logistical Alliances: Trends and Prospects in
Integrated Europe,” Journal of Business Logistics, 19(1), pp. 191-212.
Bitran, G. R. Gurumurthi, S. y Sam, S. L. “The need for third-party coordination in supply
chain governance.” MIT Sloan Management Review, Spring, 30-37.
Choy, K.L., Lee, W. B. y Lo, V. (2004). “Development of a case based intelligent supplier
relationship management system linking supplier rating system and product coding
system”. Supply Chain Management, 9 (1), pp. 86-94.
Dickson, G. W. (1996). “An Analysis of Vendor Selection Systems and Decisions”. Journal
of Purchasing, 2 (1), pp. 5-17.
Franceschini, F., Galetto, M., Pignatelli, A., Varetto, M. (2003). “Outsourcing: Guidelines
for a structured approach.” Benchmarking: An International Journal, 10 (3), 246-260.
Lambert, D. M., Knemeyer, A. M. and Gardner, J. T. (2004). “Supply chain partnerships:
Model validation and implementation”. Journal of Business Logistics, 25 (2), pp.
21-42.
Linder, J. C. (2004). “Transformational Outsourcing”. MIT Sloan Management Review,
Winter, 52-58.
Muralidharan, C., Anantharaman, N. y Deshmukh, S. G. (2002). “A Multi-Criteria
Group Decisionmaking Model for Supplier Rating”. The Journal of Supply Chain
Management. November, pp. 22-33.
Sink, H. L. and Langley, C. J. Jr. (1997). “A Managerial Framework for the Acquisition of
Third-party Logistics Services”. Journal of Business Logistics, 18(2), pp. 163-189.
Weber, C. A., Current, J. y Desai, A. “An optimization approach to determining the
number of vendors to employ”. Supply Chain Management: An International Journal,
5 (2), pp. 90-98, (2000).
Algunos avances
del futuro
Megatendencias tecnológicas
Megatendencia
Nuevas
tecnologías energéticas
Tema
Información
Reactores
nucleares
Hay interés por parte de Estados
Unidos, Japón y la Unión Europea
por generar más energía nuclear.
China tiene planeado construir 30
plantas durante los siguientes 10
años.
Energía
geotérmica
La empresa Innamincka trata
de explotar los 250°C que se
pueden encontrar en la superficie
del desierto de Australia para la
generación de energía.
Fuentes
de energía
portátil
Científicos de la Universidad de
Oregón diseñaron una celda de
combustible biológica que usa
bacterias para convertir materiales
biodegradables en electricidad.
La tecnología puede ser
comercialmente viable en grandes
plantas de tratamiento de agua.
Redes
de
comunicación
celular
(enfocado
a la
distancia)
Para 2030 el internet será accesible
en todo lugar y todo el tiempo;
y todos los dispositivos se
comunicarán entre ellos de manera
automática.
Tecnologías
inalámbricas
Redes
inalámbricas
Ad-Hoc
Las megatendencias tecnológicas
actuales y su impacto en la identificación
de oportunidades estratégicas de negocios
En este libro se presentan las megatendencias que a juicio de los autores
probablemente marcarán el futuro en el aspecto tecnológico, tratando de
identificar los comportamientos que influenciarán a personas, grupos,
instituciones, comunidades, regiones y países, para con ello identificar
oportunidades de productos y servicios emergentes que puedan
comercializarse en los mercados mundiales.
Para realizar este trabajo de investigación se desarrolló una metodología
específica que permite identificar los componentes más importantes de la
megatendencia, y se concentra en una técnica para la identificación de
productos y servicios comercialmente atractivos en el futuro, a través del
análisis de los elementos de mayor peso en el fortalecimiento de la
megatendencia, así como en la evaluación del impacto de ésta en el
mercado y en la sociedad.
La información de megatendencias en este libro busca motivar a los
individuos, los empresarios y los gobiernos a aprovechar nuevas
oportunidades de negocio, para que reditúen en el desarrollo de nuevos
productos y procesos de alto valor agregado, que finalmente contribuyan al
desarrollo regional.
En el 2050 por medio de
dispositivos parecidos a los
utilizados en encefalografía, las
ondas cerebrales interactuarán con
las máquinas.
La International Electrotechnical
Comission ha generado nuevos
estándares que conducirán a la
esperada “casa interconectada”
al hacer posible conexiones
ente los electrodomésticos y el
equipo audiovisual como las PC y
televisiones.
Fuentes: The Economist (The World in 2008) y Revista
Expansión (Expansión N° 1000).
ISBN 978-607-7517-94-8