Materiales avanzados, el arma secreta de Bruselas para recuperar el liderazgo industrial

Europa apuesta por la innovación científica para recuperar su competitividad industrial y tecnológica. En el contexto de la carrera por reindustrializarse, el Viejo Continente impulsará el desarrollo de los materiales avanzados; una categoría que abarca a todas aquellas nuevas sustancias revolucionarias que son cruciales para el sector tecnológico y la energía verde. Recientemente, el Ejecutivo comunitario aseguró que planea canalizar 500 millones de euros entre 2025 y 2027 al desarrollo de compuestos como el grafeno, que en la próxima década se pueden volver fundamentales para la transición energética y digital. Sin embargo, la limitada inversión y la falta de infraestructura gubernamental pueden dificultar esta tarea.

“Los productos químicos y los materiales avanzados, incluidos los nanomateriales, son esenciales para nuestro bienestar y los altos niveles de vida de nuestras sociedades. Se utilizan en todos los sectores (por ejemplo, salud, electrónica, energía, movilidad y vivienda), en productos industriales y bienes de consumo como materiales de construcción, materiales ligeros, baterías, embalajes, teléfonos inteligentes, productos de limpieza, cosméticos y muchos más”, detalla un documento oficial de la Comisión Europea.

Dicho esto, desde Bruselas aseguran que este impulso multimillonario tiene como objetivo mejorar la competitividad de la UE a largo plazo; garantizando que la región se mantenga a la vanguardia de las nuevas tecnologías. “Las acciones también fortalecerán la autonomía estratégica abierta y la seguridad económica de la UE al reducir la dependencia de materiales críticos; reemplazándolos o apoyando su reciclaje y reutilización”, explica una portavoz de la Comisión Europea a CincoDías.

En opinión de Miguel Ángel Rodiel, director tecnológico de Imdea Materials Institute, existen dos principales factores por los que los Veintisiete están interesados en este campo. En primer lugar, los materiales avanzados son una “tecnología habilitadora” clave para poder llevar a cabo la transición ecológica y digital; y en segundo lugar, para reducir su dependencia en aspectos clave.

“Si Europa no es capaz de desarrollar sus propias capacidades tecnológicas en materiales avanzados, desde la extracción de materias primas, pasando por la fabricación de productos finales hasta su reutilización y reciclado, seguirá dependiendo de otros países de fuera de la UE, en especial de China, para que sus empresas puedan seguir fabricando y vendiendo. Es decir, la UE se está jugando la competitividad de su industria en algunos sectores muy estratégicos, como son los relacionados con la producción de energía renovable, baterías, construcción sostenible, semiconductores, coches, aviones, satélites, por citar algunos”, explica Rodiel, que también es coordinador de la Plataforma Tecnológica Española de Materiales Avanzados y Nanomateriales (Materplat).

¿Que son exactamente?

Uno de los ejemplos más conocidos de este tipo de materiales es el grafeno, considerado por los expertos como el elemento más fino y resistente jamás creado, y que además supera al cobre como conductor de calor. Este compuesto, por ejemplo, se utiliza en pantallas de televisión, computadoras y teléfonos inteligentes. Otras sustancias menos conocidas con cualidades similares son el fosforeno y siliceno, también utilizados en la electrónica. Ambos materiales son tan delgados que se les conoce como “materiales 2D”, haciendo referencia a su ínfimo ancho de muy pocos nanómetros.

Por otra parte, entre los materiales avanzados también se sitúan a los nuevos compuestos sintéticos para transmisión, eficiencia y almacenamiento de energía; los biomateriales (como por la biocerámica o la madera modificada); los smart-materials (polímeros inteligentes o híbridos que reaccionan a estímulos o se autorreparan); y finalmente los llamados metamateriales (que presentan condiciones electromagnéticas atípicas o únicas).

“La eficiencia energética y las nuevas características de rendimiento solo son posibles gracias a nuevas cualidades de diseño. Europa tiene una posición sólida en el desarrollo de materiales avanzados, pero la innovación continua es clave para garantizar la soberanía tecnológica y la autonomía estratégica durante todo el ciclo de vida”, expresa un documento de la Comisión Europea.

Grandes obstáculos

Bruselas reconoce que consolidarse en este campo no será sencillo. De hecho, un documento oficial presentado en febrero de este año informa de que se han identificado hasta ocho diferentes aspectos que deben ser superados por los países miembros para alcanzar el liderazgo global en este ámbito; y que ya están siendo abordados a través de la plataforma Horizon Europe.

Un primer punto que la Comisión Europea identifica como obstáculo es la fragmentación del ecosistema de investigación e innovación (I+i). “Solo una pequeña minoría de Estados miembros tiene estrategias específicas sobre materiales, mientras que otros abordan la investigación en programas nacionales generales. A falta de una estrategia conjunta y coordinada, los recursos públicos para I+i en materiales avanzados están fragmentados, y no fortalecen suficientemente la competitividad y la capacidad de innovación de la UE en la doble transición y para la resiliencia”, detalla la publicación

Otro factor importante es que la inversión privada europea por el momento no destina suficiente capital a este campo. Según la propia Comisión Europea, las inversiones de la UE en investigación industrial para este rubro no representan ni siquiera la mitad de las de EE UU (19.800 millones de euros de inversión en 2020 frente a 50.300 millones de euros estadounidenses). No obstante, cabe destacar que superan a las de Corea del Sur y Japón (con 19.600 millones y 14.000 millones de euros respectivamente) y también a las de China (7.700 millones de euros).

La falta de instalaciones de prueba y experimentación es otro obstáculo. “Las infraestructuras tecnológicas con instalaciones para la experimentación, la creación de prototipos, las pruebas y la realización de pruebas piloto ayudan a llevar los productos al mercado más rápidamente. Las industrias tecnológicas, en particular las empresas emergentes y las pequeñas y medianas empresas (pymes), a menudo no pueden permitirse una infraestructura interna y, por lo tanto, necesitan un mejor acceso a dichas instalaciones para poder validar y optimizar nuevas y esenciales tecnologías”, detalla el informe de la Comisión Europea.

En una línea similar, la falta de mano de obra capacitada también bloquea el avance de este ámbito. “Para aumentar la capacidad de innovación y producción se requieren capacidades técnicas de investigadores y trabajadores de diversas disciplinas basadas en la UE. Sin embargo, la escasez de mano de obra y habilidades, como se informó en el plan industrial del Pacto Verde, se duplicó entre 2015 y 2021 en sectores considerados clave para la transición verde. Esto se ve amplificado por la subrepresentación de mujeres en los subcampos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM), que son muy relevantes para los materiales avanzados”, explican los expertos de Bruselas.

Finalmente, entre los otros factores mencionados se encuentran el estancamiento en circularidad y eficiencia de materiales; los largos procesos de innovación y un nivel insuficiente de digitalización; la desconexión entre la investigación innovadora y la adopción de aplicaciones y procesos industriales; y la necesidad de normas armonizadas.

Otras medidas

Bruselas es consciente que para superar estas limitaciones se necesita más que inversión. En esta línea, la portavoz indica que el Ejecutivo comunitario potenciará la investigación en el contexto de Horizon Europe. “Esto incluye el desarrollo de una infraestructura digital europea para la investigación e innovación de materiales avanzados, que potenciará significativamente el diseño, desarrollo y prueba de nuevos compuestos avanzados en un entorno controlado, utilizando también inteligencia artificial (IA)”, explica. Asimismo, asegura que se ha entablado una alianza con Japón y que se crearán un Consejo Tecnológico y una Academia de Materiales Avanzados para capacitar a la fuerza laboral europea.

Rodiel, por su parte, destaca que la digitalización se ha identificado ya como una necesidad estratégica, tanto a nivel nacional como europea. “Para ello, se necesitan nuevas metodologías de I+D que combinen la ciencia computacional y experimental de materiales basada en la modelización, la simulación, la IA, la robótica y la caracterización de alto rendimiento. Estas nuevas metodologías hacen necesario que se avance también en la correcta gestión y aprovechamiento, por parte de los distintos agentes de las cadenas de desarrollo, de la enorme cantidad de datos que se genera y que tienen un valor incalculable”, afirma el experto.

Sigue toda la información de Cinco Días en Facebook, X y Linkedin, o en nuestra newsletter Agenda de Cinco Días