Sobre la investigación en ciencia básica, aplicada y desarrollo tecnológico – ¿Eres científico? ¿qué has inventado?

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Es viernes y me voy del laboratorio con la satisfacción de haber obtenido resultados interesantes, pero todavía me espera un largo camino para lograr conclusiones que puedan dar forma a una futura publicación. Debo llegar a casa, cambiarme y volver a salir, he aceptado reunirme con Pedro y su grupo de amigos en un bar cerca del barrio bohemio, entre el malecón y la bajada a la playa.

Llegué tarde por culpa del tráfico de toda la vida y porque además no pude entrar a dos buses consecutivos del metropolitano, por falta de espacio. Ya en el bar, ubiqué a Pedro ya sentado y procedí a presentarme con el grupo. Cuando me preguntaron a que me dedicaba solté una frase a secas, “Soy científico, investigador”, sin dudarlo pues buscaba resumir mi profesión y no alargar la explicación contando que en realidad hago investigación básica-aplicada alrededor del comportamiento de los electrones en materiales bi-dimensionales, que revolucionarán algún día la nanotecnología. No fue una buena idea pues la ambigüedad dejó abierta una puerta. Una vez terminada mi frase, alguien con un tono burlón giró hacia mí diciendo “eres científico, ¿qué estas inventando?”. No tuve otra reacción más que sonreír. “Salud por los inventos” dije, para no dar explicaciones sobre por qué mi trabajo no es inventar. Creo que muchos de mis colegas deben sentirse identificados con la situación. La noche terminó muy bien, y hoy ya sábado comparto esta anécdota. Bajo la responsabilidad del autor, empiezo a escribir este artículo para científicos.pe, para compartir algunas características y definiciones del medio profesional que involucra a la investigación científica.

Un investigador o científico no necesariamente “inventa”, puede generar conocimiento y/o ser parte del diseño o creación de tecnología. Por ejemplo lo que denominamos investigación básica, aplicada, la técnica y el desarrollo tecnológico. Considero que es importante que muchos de los estudiantes de ciencias e ingeniería conozcan el espectro de posibilidades de desarrollo profesional para un investigador. Empecemos por la base de todo, la creación de conocimiento y el capital humano.

Creación de conocimiento y formación de recurso humano altamente capacitado

Los países invierten parte de su presupuesto en proyectos de investigación, así como en infraestructura científica, equipamiento, capital humano, normativas, etc. en lo que conocemos como CTI (Ciencia, Tecnología e Innovación). Empecemos por conocer la base de creación de conocimiento y formación de recurso humano, el cual se produce generalmente en los laboratorios de las universidades.

La investigación en ciencia básica (IB) tiene como objetivo principal responder preguntas y aumentar esa gran estructura de conocimientos universales que llamamos ciencia en diferentes áreas. La también llamada ciencia básica puede ser teórica o experimental, como por ejemplo estudiar los agujeros negros, mecánica cuántica, genética, los virus, propiedades de la luz en materiales, medición del espectro de rayos cósmicos, características de los materiales que componen paneles solares, la química detrás de los fármacos, etc. Como ejemplo práctico podemos mencionar el entender el comportamiento y transporte de iones en un sistema que usa electrodos de litio. Los fundamentos de las baterías de litio.

Por otro lado la investigación en ciencia aplicada (IA) utiliza los conocimientos de la IB para investigar alrededor de las posibles aplicaciones prácticas de un fenómeno, proceso, material, fármaco, etc. El objetivo principal es encontrar las condiciones para la aplicabilidad de la ciencia básica. Durante el proceso de IA también se obtiene nuevo conocimiento, es decir también se aporta a la ciencia desde el punto de vista de la aplicación. Siguiendo con el ejemplo práctico de las baterías, podríamos decir que una IA investiga las mejores condiciones de carga y descarga de una batería de litio y las condiciones para su funcionamiento. Para esto tomamos los resultados ya conocidos y publicados de la IB.

“Es importante mencionar que estos proyectos de investigación se llevan a cabo generalmente de manera profesional por estudiantes de doctorado (o maestría) y generan tesis. En los dos escenarios anteriores (IA o IB) la creación de conocimiento por parte de los investigadores se plasma en publicaciones científicas, participación en congresos científicos de áreas específicas, etc. Siendo el Perú un país con un déficit de investigadores altamente calificados. Debemos preguntarnos si estamos invirtiendo lo suficiente en su formación, si cuentan con contratos que les permita tener estabilidad laboral, si las universidades cuentan con la mínima calidad para la formación de estos investigadores”

Desarrollo tecnológico y fin comercial ¿Ciencia o productos?

Una vez que se obtienen resultados en IB e IA, y conocemos las condiciones de aplicación práctica (nuevo material, fenómeno, fármaco, etc) se busca diseñar y/o fabricarlo para su uso en condiciones reales, prototipos de laboratorio que puedan ser fabricados en serie y de manera industrial. El conocimiento generado por las investigaciones en ciencia básica y aplicada son las herramientas del desarrollo tecnológico (DT). Esto es llevado a cabo por equipos multidisciplinarios, en laboratorios de investigación y desarrollo (R&D, research and development) en empresas y/o instituciones (públicas o privadas), muy parecidos a los de IB e IA, con personal que incluye investigadores e ingenieros. Estos centros de R&D generan las técnicas para la puesta en funcionamiento y en el mercado de dispositivos, procesos, vacunas, fármacos, etc. Una de las ventajas de la investigación en R&D de una empresa es la disposición de fondos para compra de equipos e insumos y el fomento para la creación de estos es que pueden colaborar con los laboratorios de IB e IA. El nexo entre los laboratorios de universidades y/o institutos de investigación y los laboratorios de R&D debe ser reforzado para que puedan nutrirse uno del otro. Siguiendo con el ejemplo de las baterías de litio, un laboratorio de R&D busca diseñar las baterías para un fin específico, por ejemplo un auto eléctrico o un tipo de celular. 

Para poder lograr este salto del laboratorio de IB o IA a un prototipo se debe generar técnica y es a este nivel en donde empezamos a mencionar la generación de “tecnología”, la cual puede ser básica, emergente o clave. Una vez pasada esta etapa, si el dispositivo se puede llegar a industrializar el laboratorio de R&D puede buscar socios industriales. El objetivo a este nivel es totalmente económico, generar ganancias, producir “productos”. Los investigadores a este nivel publican solo resultados no sensibles para la empresa, la cual tiene reglamentos muy rígidos sobre la confidencialidad. Por otro lado, muchos de ellos patentan o generan técnicas muy útiles en el plano industrial correspondiente.

Figura 1. Gráfica de los niveles de maduración tecnológica. El inventor esta representado por Ciro, personaje de los dibujos animados [1]

En la figura 1 podemos observar la línea de maduración de una tecnología [1]. Aquí entra a jugar lo que se denomina hoy I+D+I, (investigación, desarrollo e innovación) y los TRL se separan en los siguientes: TRL1-TRL4: investigación, TRL5-TRL7: desarrollo y los últimos TRL8 y TRL9 es donde se genera la innovación, I+D+i. Vemos una tendencia de los recursos que se requieren (línea roja), los actores involucrados y el origen de los fondos (de manera general). Podemos ademas ver el rol del estado y de los privados en cada TRL. En un próximo artículo entraremos más en detalle. El personaje dentro de la figura indica la posición de un inventor. Durante mi camino en la academia me he encontrado a la altura del TRL4, mi prioridad como investigador no era inventar fue generar conocimiento con una visión hacia las futuras aplicaciones. 

¿Es necesario invertir en creación de conocimiento básico y/o aplicado para obtener desarrollos tecnológicos? No es necesario. Se pueden utilizar los conocimientos ya publicados por investigadores y/o comprar la tecnología o patentes. Para los desarrollos tecnológicos la ciencia es un medio no un fin. Como indicó Nehru, el arquitecto de la India moderna, sostenía que la India era un país demasiado pobre como para darse el lujo de no promover la investigación científica y el desarrollo tecnológico. Sería muy interesante conocer el punto de vista de los profesionales y los consultores que diseñan las políticas de CTI de nuestro país. La experiencia de países que basan su desarrollo y progreso en una fuerte inversión en CTI nos llevan a reflexionar sobre la importancia de invertir en capital humano altamente capacitado como primer paso, formado en la metodología de investigación, con herramientas y el razonamiento para la resolución de problemas (buena educación). Si a esto le sumamos la creatividad y un ecosistema que funcione, tendremos una combinación insuperable. Pero esto trae consigo brindar condiciones, una carrera del investigador tal vez, temas que nuestro estado aun no quiere abordar. El día de hoy se discute en Chile por qué no son potencia en la producción de baterías de Litio si cuentan con el recurso. Las respuestas van al rededor de: falta de capital humano e infraestructura instalada para lograrlo. Esto a pesar de ser una país que nos lleva mucho por delante en temas de CTI

Diferenciar y entender los aspectos y características del proceso desarrollo de conocimiento y el uso de la ciencia para la creación o diseño de tecnología es muy importante. Si tenemos esto en mente al momento de estudiar una carrera relacionada con la ciencia podremos prepararnos con tiempo para elegir si nuestro futuro está en la academia o en la industria, o en un término medio.

Espero que Pedro pueda enviar este artículo a sus amigos por Whatsapp. Me han comentado que las personas se creen todo lo que llega por ese medio.

Nahuel Monteblanco, PhD,

Twitter @nmonteblanco

Referencias

  1. https://www.researchgate.net/profile/Roel-Loonen/publication/276205251_Using_building_simulation_for_moving_innovations_across_the_Valley_of_Death/links/5552333108ae6fd2d81d4406/Using-building-simulation-for-moving-innovations-across-the-Valley-of-Death.pdf