El WEF apuesta por las superficies inteligentes para la conectividad, la tecnología inmersiva para la construcción y los xenotrasplantes

Cada año, el Foro Económico Mundial (WEF) reúne en un informe las 10 principales tecnologías emergentes y profundiza en las oportunidades que ofrecen al mundo. «Desde 2011, el WEF invita a expertos de todo el mundo a que propongan tecnologías que, en su opinión, van a definir las reglas del juego «, explica a Atlas Tecnológico el científico y emprendedor Javier García, el único español que participa en la redacción del informe. «Uno de los valores más importantes del decálogo es que se publica todos los años, por tanto, el inversor atento puede construir una mirada a largo plazo de las megatendencias que están definiendo nuestro futuro», añade. Tecnologías como la edición genética de precisión CRISPR-Cas9, las vacunas de ARN mensajero y el diseño molecular impulsado por la IA, fueron anticipadas por el WEF antes de hacerse populares

«¿Qué es el canto del pájaro en comparación con la invención del telégrafo?», se preguntaba Henry David Thoreau en 1854. La frase del escritor americano autor de Walden tiene un carácter atemporal, pues al igual que él establece el telégrafo como la impronta de la nueva era, en la contemporaneidad, existen otras tecnologías que hacen del canto del pájaro un graznido. Según Javier García, «los hilos conductores de la decimotercera edición son la salud, comunicación, infraestructuras y sostenibilidad».

La tecnología que encabeza la lista del «Top 10 Emerging Technologies of 2024» es la IA aplicada al descubrimiento científico, iniciativa pionera en las nuevas fronteras del conocimiento. En los últimos años, se ha producido una transformación en la forma en que se utiliza la IA en la ciencia. Se están utilizando grandes modelos de lenguaje, trabajando con chatbots de IA para la generación de hipótesis, integrando la IA y la robótica y creando modelos de IA para el análisis de datos, entre otras. Gracias a estas aplicaciones, la IA puede desenterrar descubrimientos científicos que hubieran permanecido ocultos como el diagnóstico de enfermedades, materiales para tecnologías verdes, el entendimiento de la mente humana o la ampliación del conocimiento biológico.

El acceso a conjuntos de datos cada vez más grandes, especialmente cuando se utiliza la IA, ha transformado la investigación e innovación. Sin embargo, esto entraña preocupaciones éticas relativas al respeto a la privacidad y la seguridad del usuario. Este tema es el segundo que se aborda en la lista del WEF. En los últimos años, ha crecido el interés por los datos sintéticos, que replican patrones y tendencias en conjuntos de datos sensibles, pero no contienen información específica que pueda vincular a individuos. Otra herramienta que ha abierto posibilidades al intercambio de datos globales es el cifrado homomórfico que, en lugar de crear conjuntos de datos con las mismas características que los datos sin procesar, analiza los datos codificados sin que se pueda acceder directamente a los datos sin procesar. Sin embargo, ambas tecnologías plantean problemas, ya sea por la revelación de datos excesiva o el uso de mucha energía.

La creciente demanda global de velocidades de datos más altas, menor latencia y conectividad energéticamente eficiente está impulsando innovaciones en telecomunicaciones. Como respuesta, se están diseñando redes con mejor capacidad y conectividad, enfocadas en la sostenibilidad ambiental. La tercera tecnología emergente son las superficies inteligentes reconfigurables (RIS), una de las tecnologías en cuya redacción ha participado Javier García. Las RIS utilizan metamateriales y algoritmos avanzados para convertir superficies ordinarias, como paredes, en componentes inteligentes para la comunicación inalámbrica y, además, permiten un control preciso de las ondas electromagnéticas. Aunque enfrentan desafíos como altos costos de hardware y la necesidad de regulaciones claras, los RIS están a punto de experimentar un crecimiento exponencial.

Las estaciones en plataformas de gran altitud (HAPS), que operan en la estratósfera a unos 20 kilómetros sobre la Tierra, representan una avanzada tecnología para la observación y comunicación. De hecho, el mercado de HAPS, valorado en 783,3 millones de dólares en 2023, proyecta un crecimiento anual del 10,4% hasta 2033. A través de globos, dirigibles o aviones, estas plataformas pueden funcionar durante meses gracias a los avances en paneles solares, baterías y materiales ligeros. El objetivo de las HAPS es la mejora de la conectividad y cobertura, especialmente en áreas remotas con terrenos difíciles; en otras palabras, ayudan a cerrar la brecha digital. Empresas como Airbus, Thales y Boeing han impulsado el desarrollo de esta tecnología, haciéndola viable para uso comercial. No obstante, se requieren nuevas normativas para su despliegue seguro.

En el ecuador de la lista se ubican las redes de próxima generación con conciencia digital. Durante décadas, se han separado las tecnologías de detección y comunicación, lo que ha resultado en un exceso de dispositivos con funciones similares. La tecnología de Detección y Comunicaciones Integradas (ISAC) aborda el problema de la congestión al combinar ambas capacidades en un único sistema. Esta integración optimiza el uso de hardware y la energía, reduce los costos y abre la puerta a nuevas aplicaciones, como la localización y el mapeo del entorno. Además, ISAC facilita la creación de redes eléctricas inteligentes más eficientes y confiables y, por otro lado, integra sistemas de iluminación y comunicación; de este modo, elimina las interferencias electromagnéticas, lo que la hace ideal para la atención médica y fabricación industrial. La adopción de ISAC promete un uso más sostenible de los dispositivos, al reducir el consumo de energía y materiales, y mejorar las opciones de reciclaje y reutilización.

Otro ángulo que aborda el WEF es el relativo a la tecnología inmersiva para la construcción. A medida que las plataformas tecnológicas exploran la utilidad del metaverso, la industria de la construcción prepara su transformación. Las herramientas de realidad virtual y aumentada impulsadas por IA permiten a los profesionales de la construcción verificar la congruencia entre lo físico y lo digital y avanzar hacia la sostenibilidad. Esta industria, responsable del 40% de las emisiones globales de CO2, ha sido lenta en adoptar la revolución digital. Sin embargo, la tecnología inmersiva promete cambiar este panorama con la creación de prototipos virtuales y la experimentación previa a la construcción. De esta forma, se aumenta la precisión y se anticipan los posibles problemas. La mano de obra calificada escasea, pero el metaverso ofrece soluciones de capacitación y aprendizaje remoto, que, además, ahorrarían millones de horas dedicadas a desplazamientos. En el futuro, la incorporación de la IA generativa podría convertir indicaciones textuales en modelos de construcción 3D detallados, pero, para ello, es crucial la colaboración y proactividad para fomentar una innovación inclusiva y segura.

Las bombas de calor elastocalóricas emergen como una solución tecnológica revolucionaria para satisfacer la demanda de sistemas de calefacción y refrigeración en un mundo afectado por el calentamiento global. Esta tecnología utiliza materiales especiales que se calientan al estirarse y enfrían al relajarse y este proceso se puede repetir continuamente, lo que permite que la bomba de calor funcione sin necesidad de gases refrigerantes contaminantes. En lugar de estos gases, las bombas de calor elastocalóricas usan metales como el níquel y el titanio, que son más abundantes y menos dañinos. Además, estas bombas también pueden mejorar el acceso a refrigeración en regiones con acceso limitado a la electricidad, lo que podría mejorar la calidad de muchas personas. Pese al exponencial desarrollo e interés comercial por estas tecnologías, todavía comparecen desafíos como la durabilidad de los materiales y la necesidad de aumentar la producción, entre otros.

No obstante, la lucha por el cambio climático no siempre se aborda a escala, sino que la octava propuesta del WEF se trata de microbios capturadores de carbono. La captura microbiana de carbono emplea microorganismos como bacterias y microalgas para capturar gases de efecto invernadero del aire o de los gases de escape industriales. Y, posteriormente, los transforma en productos valiosos como combustibles y alimentos para animales. Para ello, utiliza la luz solar en fotobiorreactores o energía química de fuentes sostenibles. Sin embargo, pese que la tecnología ha demostrado ser efectiva en pruebas piloto, aún enfrenta desafíos relacionados con costos y eficiencia operativa bajo condiciones industriales. Empresas como Seambiotic, Alga Energy y Bio Process Algae lideran este campo gracias a sus instalaciones a escala piloto para explorar su viabilidad comercial y su potencial para contribuir a un futuro con cero emisiones netas.

Otra propuesta vanguardista del informe son los piensos alternativos para el ganado, que se erigen como una solución sostenible ante la creciente demanda de proteínas en la ganadería. Estos piensos , que incluyen insectos, proteínas unicelulares, algas y residuos alimentarios, ofrecen alternativas viables a ingredientes tradicionales como la soja, el maíz y el trigo. Al reducir la dependencia hacia la soja, cuya producción implica deforestación y emisiones de gases, los piensos alternativos promueven prácticas más sostenibles. Asimismo, aportan una mayor variedad de nutrientes, lo que mejora la salud de los animales y la calidad del producto final, y, por otro lado, pueden ser más baratos de producir y obtener. Aunque enfrentan desafíos como la disponibilidad local y las regulaciones ambientales, el mercado de proteínas alternativas para piensos está en crecimiento, con una valoración proyectada de 8.200 millones de dólares para 2033. En esta investigación también ha colaborado Javier García-Martínez.

En marzo de 2024, se alcanzó un hito significativo en la medicina con el primer trasplante exitoso de un riñón de cerdo a un humano vivo, con el cual cierra el «Top 10 Emerging Technologies of 2024». Este avance en el campo del xenotrasplante es crucial debido a la escasez de órganos humanos para trasplante; actualmente, más de 100.000 personas en EE.UU. necesitan un trasplante, pero solo hay alrededor de 30.000 órganos disponibles. En el pasado, los pacientes murieron por el rechazo inmunológico, pero después de modificar genéticamente a los cerdos, se han conseguido eliminar esos genes perjudiciales e insertar beneficiosos.

La herramienta utilizada para la edición genética de precisión es el CRISPR-Cas9 que, según explica Havier García, «se presentó en 2015 y se convirtió en una ciencia ganadora del Premio Nobel apenas 5 años después». Se espera que nuevos xenotrasplantes, aprobados por la FDA, mejoren la tasa de supervivencia. Además de salvar vidas, el xenotrasplante podría mejorar la calidad de vida de millones de personas con enfermedades como la diabetes y el Parkinson, y transformar la economía de la salud a largo plazo.

«No es de extrañar que el informe se presente en Dalian, China, coincidiendo con el Summer Davos«, afirma a Atlas Tecnológico el científico español. «China tiene enorme interés en un crecimiento basado en el conocimiento y hacer uso de las mejores tecnologías para incrementar la competitividad de su industria. Este informe es una hoja de ruta para todos aquellos con capacidad de decisión o simplemente para aquellas personas que quieran conocer las grandes transformaciones de nuestro tiempo».