Las 10 principales tecnologías emergentes

Tecnología

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Marzo 8th, 2022

Las 10 principales tecnologías emergentes incluyen cultivos autofertilizantes, fabricación de medicamentos bajo demanda, diagnósticos de detección de aliento y casas impresas en 3D. Consulte la lista completa de tecnología emergente.

 

By

Decano, Facultad de Comunicación, Universidad de Boston

y

Director de Innovación, IBM


 

  • La edición del décimo aniversario del Foro Económico Mundial Informe de las 10 principales tecnologías emergentes enumera las nuevas tecnologías preparadas para impactar el mundo en los próximos tres a cinco años.
  • Expertos convocados por el Foro Económico Mundial y Scientific American destacan avances tecnológicos que podrían revolucionar la agricultura, la salud y el espacio.
  • Los cultivos autofertilizantes, la fabricación de medicamentos bajo demanda, los diagnósticos de detección de aliento y las casas impresas en 3D se encuentran entre las tecnologías de la lista.

 

En la COP26, los países se comprometieron con objetivos nuevos y ambiciosos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en esta década. El cumplimiento de estas promesas dependerá del desarrollo y la ampliación de las tecnologías ecológicas.

 

Dos de estas tecnologías, la producción de amoníaco "verde" y cultivos diseñados que producen su propio fertilizante, ambas con el objetivo de hacer que la agricultura sea más sostenible, se incluyeron en la lista de tecnologías emergentes de este año.

 

Las 10 principales tecnologías emergentes

 

Desde sensores de aliento que pueden diagnosticar enfermedades hasta la carga inalámbrica de dispositivos de bajo consumo, la lista de las principales tecnologías emergentes de este año está repleta de avances inspiradores relacionados con el medio ambiente, la salud, la infraestructura y la conectividad. Los expertos redujeron decenas de nominaciones a un grupo selecto de nuevos desarrollos con el potencial de alterar el statu quo y estimular el progreso real.

 

Estas son las 10 principales tecnologías emergentes:

 

Aumenta la descarbonización

 

Un siglo desde que los científicos propusieron que el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre haría que esta retuviera calor y causara el calentamiento planetario, se está realizando un esfuerzo global para impulsar la descarbonización en todos los aspectos de la vida diaria. Los gobiernos y las industrias han asumido compromisos fundamentales para reducir las emisiones de carbono.

 

Cumplir con esos compromisos exigirá, durante los próximos tres a cinco años, una innovación sin precedentes y escalar a niveles industriales tecnologías incipientes como: almacenamiento masivo de energía, fuentes químicas bajas o sin carbono, transporte ferroviario revitalizado, secuestro de carbono, agricultura baja en carbono, cero -vehículos de emisión y fuentes de energía, así como monitoreo de cumplimiento acordado a escala global.

 

Cultivos que fabrican su propio fertilizante

 

Hoy en día, el mundo usa más de 110 millones de toneladas de fertilizante nitrogenado para mejorar la producción de cultivos anualmente. ¿Qué pasaría si los cultivos pudieran capturar nitrógeno por sí mismos, “fijándolo” en forma de amoníaco como lo hacen las legumbres como la soya y los frijoles? Siendo una de las principales tecnologías emergentes, los investigadores ahora buscan persuadir a otros cultivos como el maíz y otros cereales para que también se autofertilicen.

 

En un enfoque, los investigadores están trabajando para emular la comunicación molecular simbiótica entre las legumbres y las bacterias para crear nódulos de raíz, las fábricas de fertilizantes naturales de las legumbres. En otro, a las bacterias del suelo que normalmente colonizan las raíces de los cereales (pero que normalmente no crean nódulos) se les enseña a producir nitrogenasa, un componente clave que convierte el nitrógeno atmosférico en amoníaco compatible con las plantas.

 

Diagnosticar enfermedades con una bocanada de aire.

 

Pronto, la prueba de la enfermedad podría ser tan simple para los pacientes como exhalar. Los nuevos sensores de aliento pueden diagnosticar enfermedades tomando muestras de las concentraciones de los más de 800 compuestos contenidos en el aliento humano. Por ejemplo, cantidades elevadas de acetona en el aliento humano indican diabetes mellitus. Los sensores buscan cambios en la resistencia eléctrica a medida que los compuestos del aliento fluyen sobre un semiconductor de óxido de metal. Luego, los algoritmos analizan los datos del sensor.

 

Si bien esta tecnología emergente necesita mejoras antes de que pueda generalizarse, en un estudio de marzo de 2020 en Wuhan, China, los sensores lograron una precisión notable del 95 % en la detección de COVID-19 y una sensibilidad del 100 % en la diferenciación de pacientes.

 

Figura: Prueba de enfermedad por respiración.

Prueba de enfermedad por respiración.

 

Fabricación de productos farmacéuticos bajo demanda

 

Actualmente, los medicamentos generalmente se fabrican en grandes lotes, en un proceso de varios pasos con diferentes partes dispersas en lugares de todo el mundo. Puede llevar meses completar el proceso, que involucra cientos de toneladas de material, lo que crea algunos desafíos en cuanto a la consistencia y el suministro confiable. Los avances en la microfluídica y la fabricación de medicamentos bajo demanda ahora permiten fabricar un número pequeño pero creciente de productos farmacéuticos comunes según sea necesario.

 

También llamado fabricación de flujo continuo, el proceso mueve los ingredientes a través de tubos hacia pequeñas cámaras de reacción. Los medicamentos se pueden fabricar en máquinas portátiles en ubicaciones remotas o en hospitales de campaña, con dosis adaptadas a pacientes individuales, un desafío pendiente es reducir el alto costo de esta tecnología emergente.

 

Energía de señales inalámbricas

 

El Internet de las cosas (IoT) se compone de miles de millones de dispositivos electrónicos que aprovechan la conectividad a Internet para algún aspecto de su funcionalidad. Los sensores de IoT, a menudo dispositivos de energía extremadamente baja que informan datos críticos para nuestra vida diaria, son un desafío para mantenerse cargados, ya que las baterías tienen una vida finita y, una vez implementadas, los entornos locales a menudo no permiten el contacto físico.

 

Con la llegada de 5G que ahora proporciona señales inalámbricas de potencia adecuada, una pequeña antena dentro de los sensores de IoT puede "recolectar" energía de tales señales. Un precursor de esta tecnología emergente se ha utilizado durante mucho tiempo en "etiquetas" automatizadas que funcionan con señales de radio emitidas cuando los conductores pasan por las estaciones de peaje.

 

Figura: 5G ayudará a potenciar el Internet de las cosas.

5G ayudará a potenciar el Internet de las cosas.

 

Ingeniería de una "vida útil" más larga

 

El porcentaje de la población mundial de 60 años o más casi se duplicará, del 12 al 22 por ciento, entre 2015 y 2050, predice la Organización Mundial de la Salud. El envejecimiento está asociado con dolencias agudas y crónicas como el cáncer, la diabetes tipo 2, la demencia y las enfermedades cardíacas.

 

Los investigadores han demostrado una comprensión temprana de los mecanismos moleculares del envejecimiento, lo que podría ayudarnos a llevar vidas que no solo sean más largas, sino también más saludables. Usando tecnologías ómicas (que pueden cuantificar simultáneamente toda la actividad de los genes o la concentración de todas las proteínas en una célula, por ejemplo) y los conocimientos de la epigenética, los investigadores pueden identificar marcadores biológicos que son fuertes predictores de enfermedades, presentando objetivos para terapias proactivas.

 

El amoníaco se vuelve verde

 

Para alimentar al mundo, los cultivos a menudo requieren fertilizantes producidos a partir de amoníaco, en grandes cantidades. La síntesis de amoníaco para fertilizante implica un método intensivo en energía llamado proceso Haber-Bosch, que requiere un suministro masivo de hidrógeno. Hoy en día, gran parte del hidrógeno se produce por electrólisis, la división de moléculas de agua empleando energía eléctrica, o por el craqueo de hidrocarburos a alta temperatura. La energía requerida para impulsar ambos métodos actualmente da como resultado la liberación de enormes cantidades de gases de efecto invernadero.

 

A medida que las fuentes de energía renovable se están volviendo cada vez más frecuentes, se está creando una variante "verde" de hidrógeno sin la liberación de gases de efecto invernadero. Además de eliminar el exceso de carbono atmosférico, el hidrógeno verde está libre de sustancias químicas contaminantes que de otro modo se incorporarían al usar combustibles fósiles como fuente, y esa pureza permite una catálisis más eficiente para promover la producción de amoníaco.

 

Los dispositivos de biomarcadores se vuelven inalámbricos

 

A nadie le gustan las agujas. Sin embargo, numerosas afecciones agudas y crónicas comunes requieren extracciones de sangre frecuentes, grandes y pequeñas, para monitorear biomarcadores importantes en el seguimiento del progreso en los tratamientos contra el cáncer, la diabetes y otras afecciones. Los avances en las comunicaciones inalámbricas de baja potencia, así como las novedosas técnicas de detección química que emplean sondas tanto ópticas como electrónicas, permiten el monitoreo continuo y no invasivo de información médica crítica.

 

Más de 100 empresas han implementado o están desarrollando dispositivos de detección de biomarcadores inalámbricos en un espectro de aplicaciones, con un enfoque en la diabetes dada su prevalencia mundial. La conectividad inalámbrica agrega la virtud de que los datos están disponibles al instante, si es necesario, para que intervenga un profesional médico ubicado remotamente.

 

Figura: La conectividad inalámbrica agrega la virtud de que los datos están disponibles al instante.

La conectividad inalámbrica agrega la virtud de que los datos están disponibles al instante.

 

Casas impresas con materiales locales

 

La fabricación de viviendas con impresoras 3D a escala masiva ya está experimentando un despliegue limitado en los EE. UU. y otras naciones desarrolladas. En el mundo en desarrollo, donde la infraestructura limitada hace que el envío de materiales sea un desafío, las demostraciones recientes que utilizan impresoras 3D dan un paso adelante al emplear materiales de origen local, arcilla, arena y fibras locales para imprimir estructuras, eliminando aproximadamente el 95% del material que requiere transporte a un sitio de construcción.

 

 

Esta tecnología emergente podría proporcionar refugios resistentes en regiones remotas, donde las necesidades de vivienda son extremas y no existen redes de transporte viables. El resultado podría cambiar las reglas del juego para las naciones que, de lo contrario, a menudo se quedan atrás.

 

El espacio conecta el globo

 

Los sensores en el Internet de las cosas (IoT) pueden registrar e informar información vital sobre el clima, las condiciones del suelo, los niveles de humedad, la salud de los cultivos, las actividades sociales y muchos otros conjuntos de datos valiosos. Con la reciente llegada de innumerables microsatélites de bajo costo en órbita terrestre baja capaces de capturar dichos datos a nivel mundial y descargarlos a las instalaciones centrales para su procesamiento, el IoT permitirá niveles sin precedentes de comprensión global, abarcando regiones en desarrollo previamente inaccesibles y desprovistas de la infraestructura de Internet tradicional.

 

Siguen existiendo desafíos como los enlaces de datos seguros de baja potencia y la cuestión de los satélites de órbita terrestre baja de corta duración, pero el progreso constante promete un despliegue global en los próximos tres a cinco años.

 

Figura: Los satélites espaciales tienen potencial para comprender mejor las condiciones en la Tierra.

Los satélites espaciales tienen potencial para comprender mejor las condiciones en la Tierra.

 

Este artículo fue publicado originalmente por el Foro Económico Mundial, el 16 de noviembre de 2021, y se volvió a publicar de acuerdo con el Licencia pública internacional Reconocimiento-No comercial-Sin derivados 4.0 de Creative Commons. Puedes leer el artículo original aquí. Las opiniones expresadas en este artículo pertenecen únicamente al autor y no a WorldRef.


 

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