Nanotecnología, la quinta revolución industrial

Nanosensores para monitorear el crecimiento de los cultivos agrícolas, nanorrobots inyectados para combatir células cancerígenas y nanopartículas para mejorar la eficiencia de paneles solares, de las baterías de teléfonos o para evitar las arrugas en la ropa. La vestimos, la usamos y hasta consumimos sin darnos cuenta.Hablamos de nanotecnología, una disciplina que está cambiando la historia y cuyos atributos la han hecho merecedora de ser llamada por muchos “la quinta revolución industrial”.

Aunque las primeras investigaciones en torno a esta ciencia surgieron en los noventa, hoy es un mercado creciente, con aplicaciones que se han multiplicado, impulsadas principalmente por China, Estados Unidos, la Unión Europea y Japón, que llevan la delantera.

La nanotecnología ya tiene usos en casi todas las áreas productivas, como energía, minería, medio ambiente, electrónica, agricultura y transporte, mejorando la eficiencia de los procesos, generando nuevas formas de abordar determinados problemas o remediando sus consecuencias.

Entre sus beneficios, explica Dora Altbir, directora del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna, alojado en la Universidad de Santiago de Chile) a una escala tan minúscula, los materiales muestran fenómenos y propiedades totalmente nuevos. Por ejemplo, la transición entre unas pocas propiedades para el material macroscópico original a un número gigantesco a nanoescala, algo que la industria y la ciencia han sabido aprovechar.

Altbir destaca las altas cifras que mueve el mercado. “Su desarrollo es de la mayor importancia para el futuro, aún hay una cantidad enorme de problemas de producción que pueden ser resueltos con nanotecnología”, afirma. Y es que de acuerdo al informe The Maturing Nanotechnology Market: Products and Applications, de BCC Research, el mercado global de las nanotecnologías movió US$ 39.200 millones al 2016.

A nivel mundial son conocidas las nanopartículas de cobre que se aplican a superficies para volverlas antibacteriales. También están presentes en textiles para evitar manchas; en anteojos de sol que adquieren propiedades antirreflectantes, autolimpiantes y resistentes a ralladuras; en pantallas de ultra alta definición que muestran colores más brillantes y al mismo tiempo reducen el consumo de energía; en soluciones precisas para prevención de enfermedades como el cáncer, su diagnóstico y tratamiento.

Pese al uso y avance a nivel industrial, el mayor interés está en los beneficios para la salud humana, estima el gerente de Nanotec Chile, Patricio Jarpa, terreno en el que centros de investigación de Estados Unidos y Europa están a la vanguardia, con la exploración de nano drogas contra el cáncer y otras enfermedades catastróficas.

“Lo prometedor en esta área, es que estos centros ya llevan trabajando unos 10 años silenciosamente; aunque no se vea, hay avances. Si bien sólo pocos casos están en fases piloto o clínicas, son bastantes los adelantos pre clínicos con buenos resultados”, afirma.

También generaría un impacto importante en el área de las energías sustentables, campo, dice Jarpa, en el que China cuenta con uno de los centros de nanotecnología más grande del mundo en Shanghai, donde trabajan en materiales capaces de almacenar la energía en forma cada vez más eficiente. Es más, ya tienen en el mercado algunas soluciones que evitan desperdiciar energía y han desarrollado productos con propiedades térmicas, modificando nano compuestos para materiales de construcción.

Desarrollos locales

Tanto en el uso como en la creación de tecnología, Chile no se ha quedado atrás. Los esfuerzos se han centrado en apoyar proyectos de investigación de diversas universidades, principalmente en áreas de salud, minería y energía, además de generar capital humano avanzado e incrementar los recursos de I+D.

Altbir de Cedenna afirma que en todas las áreas prioritarias de la industria nacional existen soluciones “nano”. Tanto en minería como en alimentos, sectores que contribuyen fuertemente al Producto Interno Bruto (PIB), la nanotecnología permite bajar costos, eliminar tiempos muertos con pérdidas asociadas y prolongar la vida útil de los productos, permitiendo acceder a mercados remotos y nuevos clientes.

Pero sin duda, explica, el máximo potencial en el país podría ser la creación de manufacturas que mejoren la matriz de exportaciones.

“La nanotecnología es una actividad relativamente joven en la cual es posible que se generen desarrollos y productos, donde Chile aún tiene la posibilidad de insertarse y competir a nivel mundial”, comenta. Una meta realista que borraría del imaginario colectivo la idea de que la tecnología siempre viene desde el extranjero y pasar de ser un sujeto pasivo a un actor participante y creativo en el mundo tecnológico. Es un rol que el país puede cumplir sin problemas, dado que existen profesionales capacitados en diversos centros, argumenta Altbir.

Bajo el alero del programa de Atracción de Centros de Excelencia de Corfo han aterrizado en el país reconocidos centros de investigación internacionales, como Fraunhofer, UC Davis y Leitat, además de universidades, con la idea de fomentar el desarrollo de nanotecnología aplicada a las necesidades de la industria nacional.

Pabla Barra, investigadora del Instituto Leitat Chile, dice que el Centro de Excelencia en Nanotecnología (CEN)-Leitat ha detectado sectores estratégicos como acuicultura, alimentación, packaging, forestal y minería, donde es posible aplicar nanotecnología para mejorar procesos productivos, otorgar valor agregado a sus materias primas y/o aportar en la formulación de nuevos productos. Para lograrlo, el desafío es incentivar al sector privado a colaborar activamente con universidades y centros de investigación en proyectos que incorporen esta tecnología a sus procesos, lo que facilitaría a Chile insertarse en el corto plazo al mercado formal de la nanotecnología en el mundo, dice.

Ya hay entidades colaborando. Por ejemplo, Nanotec desarrolló nanopartículas de cobre de entre 20 nm y 60 nm para medir la toxicidad de células, un proyecto que comenzó hace tres años y, junto con la Universidad Católica y otros profesionales, proyectan crear un fármaco contra el cáncer, “que no será invasivo como otros tratamientos”, explica Jarpa.

La firma también trabaja junto a Rockwood Lithium en nanopartículas de litio metálico de alta pureza para almacenar energía, cuyas primeras muestras se están testeando en Alemania, Corea del Sur y Estados Unidos. Ejemplos concretos de uso, son baterías con nanolitio para vehículos eléctricos y dispositivos como celulares, lo que extendería la vida útil de la batería hasta cuatro años y haría más rápida la recarga.

Jarpa afirma que las universidades de Chile, Católica, de Concepción y Andrés Bello, entre otras, lideran el desarrollo de aplicaciones. No obstante, dice que el país no cuenta con el mejor equipamiento, no sólo de caracterización, sino de otros más complejos que faciliten la búsqueda de propiedades novedosas.

Comenta que otro fruto de la colaboración academia-industria fue el descubrimiento, junto a la Universidad de Santiago, del potencial desinfectante de nanopartículas de 70 nanómetros en usos hospitalarios, donde sólo en Estados Unidos mueren al día más de 400 personas por infecciones intrahospitalarias. También desarrollaron un aditivo de pinturas anti bacterianas con nanopartículas de cobre y plata que eliminan hasta 99% de microorganismos patógenos responsables de las principales infecciones como la generada por el Aspergillus niger -hongo filamentoso que produce moho negro en vegetales-, considerado peligroso para la salud humana.

“En unos cinco años Chile debiera estar peleando con Argentina el segundo lugar en investigación de nanotecnología después de Brasil, que lidera la región. En nuestro país tenemos buenos profesionales e ideas, que no hay que dejar atrás”, señala.

Proyecciones

En vista de los avances actuales, los expertos coinciden en que las proyecciones son infinitas y se amplían a todos los sectores, con especial énfasis en la medicina y el tratamiento contra el cáncer, donde permitiría crear tratamientos no invasivos.

En términos económicos, su crecimiento también se prevé que aumente. Pablo Reyes, investigador de Leitat-Chile, dice que de acuerdo un estudio de BCC Research, el mercado global de la nanotecnología debería alcanzar los US$ 90.500 millones el año 2021 con una tasa de crecimiento anual de 18,2%, posicionando a Estados Unidos, China y la Comunidad Europea como actores principales en el mercado.