Los proyectos de ciencia a gran escala amplían nuestros conocimientos científicos y pueden contribuir a resolver amenazas existenciales para la humanidad; por ello, son de importancia fundamental para la humanidad.
Las contribuciones de los proyectos de ciencia a gran escala a la innovación industrial son sustanciales, pero a menudo impredecibles y poco valoradas.
Sin embargo, en todas las etapas de los proyectos de ciencia a gran escala se desarrollan competencias valiosas que pueden aplicarse en la industria.
Los proyectos de ciencia a gran escala amplían los conocimientos sobre fenómenos de importancia fundamental para la humanidad. Algunos proyectos sonCERN, ITER, el proyecto internacional de fusión en Francia, el radiotelescopio Square Kilometre Arrayradiotelescopio en Australia y Sudáfrica, y laEstación Espacial Internacional; todos amplían los conocimientos científicos y pueden contribuir a resolver amenazas existenciales para la humanidad. En conjunto, cuentan con presupuestos de cientos de miles de millones de dólares y generan importantes beneficios para la industria.
El laboratorio de física de partículas CERN, por ejemplo, busca comprender las condiciones que existían en los mil millonésimos de segundo posteriores al Big Bang, y ha tenidorepercusiones importantes en la industria y la sociedad, desde la informática hasta la salud y la ingeniería civil.
Sin embargo, las contribuciones de los proyectos de ciencia a gran escala a la innovación industrial suelen ser impredecibles y poco valoradas. La World Wide Web y el láser son ejemplos clásicos de herramientas desarrolladas para realizar experimentos científicos. Algunos de estos beneficios se planifican y se esperan; otros surgen por serendipia: nadie previó las aplicaciones industriales de la web o los láseres. Las innovaciones industriales más importantes derivadas de la inversión en ciencia a gran escala pueden surgir cuando la atención se centra en llevar a cabo la ciencia más audaz, en lugar de en sus resultados comerciales.
Los beneficios para la industria se materializan desde el principio, en las etapas iniciales de creación y desarrollo de capacidades de construcción e ingeniería, y de innovaciones en las cadenas de suministro necesarias para producir instalaciones y equipos científicos grandes y complejos. Se extienden en las etapas posteriores mediante la comercialización y la aplicación industrial de tecnologías innovadoras y resultados derivados de la ciencia. Estos beneficios están vinculados a las actividades realizadas en una etapa intermedia, o durante el proceso, a través de las numerosas colaboraciones y soluciones que aporta la industria y que son necesarias para llevar a cabo experimentos a gran escala. En todas las etapas de los proyectos de ciencia a gran escala se desarrollan competencias valiosas que pueden aplicarse en la industria.
Abordar el cambio climático y beneficiar a la industria: el caso de la energía de fusión
Así como la ciencia abrió un camino para superar la pandemia de COVID-19, es fundamental para resolver la emergencia climática. Aunque es necesario centrarse en reducir de inmediato las tecnologías que generan carbono, la investigación básica a largo plazo, realizada con rapidez y a gran escala, es de importancia crucial. Cumplir las ambiciones de la COP26 exige crear métodos seguros, limpios y libres de carbono para producir electricidad, y quedan grandes desafíos por afrontar si queremosalcanzar las cero emisiones netas.
La energía de fusión ofrece una vía hacia una combinación energética limpia ysostenible. La investigación sobre fusión estáavanzando rápidamente y, al reconocer su potencial, los gobiernos están realizando importantes inversiones, mientras crece el interés delsector privado. El Gobierno del Reino Unido publicó recientemente su estrategia de fusión, en la que expone cómo aprovechará su liderazgo científico, comercial e internacionalpara desarrollar la energía de fusión.
La investigación sobre fusión ilustra las numerosas formas en que proyectos científicos extremadamente complejos y difíciles pueden estimular la innovación en la industria.
Innovaciones en las etapas iniciales de la investigación sobre fusión
La fabricación y construcción de las instalaciones deITERha mejorado las capacidades industriales y estimulado innovaciones en las etapas iniciales. Una evaluación de la Comisión Europea concluyó que el proyecto generará más valor del que cuesta y que las empresas que trabajan para ITER han mejorado sus capacidades y oportunidades fuera del ámbito de la fusión. El informe constató que, como resultado de sus contratos con ITER, el 12 % de los participantes industriales desarrolló nuevas tecnologías de vanguardia para ámbitos ajenos a la fusión. Por ejemplo, las empresas han afrontado el reto de crear los imanes más grandes del mundo y han desarrollado tecnología para soldar con precisión recipientes de vacío de acero inoxidable a una escalanunca vista.
Por ejemplo, las empresas británicas ya se han beneficiado de contratos especializados de ingeniería y tecnología por más de 500 millones de libras esterlinas para construir ITER, y en el proceso han ampliado y reforzado sus capacidades.
En su libro sobre ITER, Michel Claessens relata casos de empresas de otros sectores que mejoraron sus competencias tecnológicas al trabajar en fusión con ITER. La construcción del propio proyecto ha supuesto avances importantes: por ejemplo, se utilizaron dos grúas capaces de levantar el equivalente a cuatro Boeing 747 con carga completa. Las garantías incluidas en los contratos de los proyectos de ciencia a gran escala pueden reducir los riesgos para los socios industriales que invierten en sus propias actividades de investigación y desarrollo.
Innovaciones en las etapas posteriores de la investigación sobre fusión
JET, el experimento europeo de fusión con sede en la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA), utiliza una máquina compleja que soporta enormes cambios térmicos y de materiales, los cuales requieren tecnologías de manipulación a distancia. Las exigencias extremas de la ciencia han ofrecido amplias oportunidades a la industria. RACE, el programa Remote Applications in Challenging Environments, que apoya a JET y trabaja en paralelo con este, está desarrollando tecnologías robóticas para diversas condiciones extremas en sectores como la energía nuclear, la petroquímica, el espacio, la construcción y la minería.
Oxbotica es una empresa derivada de la Universidad de Oxford, con la que está relacionada, que desarrolla software para vehículos autónomos y utiliza 10 km de carreteras privadas en las instalaciones de la UKAEA para probar vehículos. Oxbotica emplea visión artificial, aprendizaje automático e inteligencia artificial para que los vehículos puedan operar de forma autónoma en cualquier entorno, en sectores como el aeroespacial, la automoción, la construcción, la logística y la minería.
Mayor atención a la ciencia a gran escala mediante innovaciones durante el proceso
Tanto las innovaciones en las etapas iniciales como las de las etapas posteriores se derivan de las inversiones realizadas durante el proceso y necesarias para llevar a cabo experimentos científicos. Los proyectos científicos que plantean los requisitos nuevos más exigentes para realizar experimentos pueden ofrecer el mayor potencial de beneficios en ambas etapas. A largo plazo, esto significa que la industria puede obtener los mayores beneficios cuando los proyectos científicos son más ambiciosos.
Quienes dirigen proyectos de ciencia a gran escala deben equilibrar la ambición y los costes de sus experimentos, teniendo en cuenta las oportunidades de planificar y promover la colaboración industrial y los beneficios económicos que esta puede aportar.
Cuando los científicos y sus equipos de apoyo diseñan experimentos para abordar los problemas científicos más difíciles y exigentes, sus profundos conocimientos e ingenio suelen producir soluciones sumamente imaginativas, innovadoras y prácticas. La industria puede beneficiarse de estas soluciones, que no surgirían sin invertir en ciencia básica ni acceder a los conocimientos y las competencias de los científicos y sus equipos de apoyo. Así como el desarrollo de las vacunas contra la COVID-19 se basó en décadas de investigación fundamental, las soluciones a otras amenazas existenciales también recurrirán a conocimientos y experiencia acumulados durante muchos años.
Un mayor riesgo científico puede generar mayores beneficios industriales
Los gobiernos que financian proyectos de ciencia a gran escala evalúan el valor de los beneficios que estos aportan a la industria y a la economía. Las propuestas de inversión en ciencia a gran escala suelen hacer hincapié en esos beneficios, y los proyectos suelen contar con procesos importantes para facilitar, por ejemplo, la comercialización de la propiedad intelectual que generan. Sin embargo, es necesario prestar más atención a las actividades realizadas durante el proceso que son necesarias para llevar a cabo los experimentos, independientemente de sus beneficios identificables para la industria. El mero hecho de realizar experimentos complejos y difíciles generará beneficios que quizá no se hayan previsto ni se perciban. Los desafíos que plantean los experimentos en ámbitos como la gestión de datos, los materiales, los equipos y las instalaciones pueden dar lugar a innovaciones impulsadas por las exigencias científicas, sin una preocupación inmediata por los beneficios industriales, pero que aun así pueden beneficiar a empresas en las etapas iniciales y posteriores.
Ante todos los problemas que afronta el mundo en ámbitos como la salud y el clima, los gobiernos deben tomar decisiones de inversión audaces para proyectos ambiciosos y exigentes. Cuando los científicos e ingenieros se centran en superar los problemas complejos que es necesario resolver para realizar experimentos, crean innovaciones que benefician a la industria. Resolver grandes desafíos y crear nuevas capacidades industriales mediante inversiones en ciencia exige la colaboración entre la investigación y la industria. Sin embargo, la industria puede obtener grandes beneficios cuando el foco está en las necesidades científicas del experimento.
