Alemania ha desarrollado un eficaz sistema de transferencia tecnológica de los laboratorios de investigación a las plantas de producción.
Por: Stefan Theil
FELIX MICHL Y PHILIPP STAHL se inclinan sobre un reluciente robot de tres brazos en un laboratorio de la Universidad Técnica de Múnich (TUM). El artilugio toma diminutas porciones de fibra de carbono, más fibras que un cabello pero compuestas cada una por 24.000 filamentos, y las ensambla con rapidez en una estructura triangular. Los investigadores explican que la parte más delicada del proceso corresponde al desarrollo del programa informático que, a partir de un modelo computarizado en tres dimensiones (en este caso, de un sillín de bicicleta, pero bien podría ser el de una prótesis médica o una pieza de automóvil), generará las instrucciones para que el robot las coloque en una posición que garantice la máxima resistencia y durabilidad. El proyecto servirá a Michl para su tesis doctoral y a Stahl, para completar sus estudios de grado. Después, pasará a una segunda vida en las fábricas alemanas; entre ellas, las instalaciones punteras que BMW posee a unos 50 kilómetros de la ciudad medieval de Landshut, donde sus ingenieros se afanan en diseñar la próxima generación de automóviles.
FELIX MICHL Y PHILIPP STAHL se inclinan sobre un reluciente robot de tres brazos en un laboratorio de la Universidad Técnica de Múnich (TUM). El artilugio toma diminutas porciones de fibra de carbono, más fibras que un cabello pero compuestas cada una por 24.000 filamentos, y las ensambla con rapidez en una estructura triangular. Los investigadores explican que la parte más delicada del proceso corresponde al desarrollo del programa informático que, a partir de un modelo computarizado en tres dimensiones (en este caso, de un sillín de bicicleta, pero bien podría ser el de una prótesis médica o una pieza de automóvil), generará las instrucciones para que el robot las coloque en una posición que garantice la máxima resistencia y durabilidad. El proyecto servirá a Michl para su tesis doctoral y a Stahl, para completar sus estudios de grado. Después, pasará a una segunda vida en las fábricas alemanas; entre ellas, las instalaciones punteras que BMW posee a unos 50 kilómetros de la ciudad medieval de Landshut, donde sus ingenieros se afanan en diseñar la próxima generación de automóviles.
Por el momento, la compañía se centra en la producción del BMW i3. Si su salida al mercado en 2013 cumple con las expectativas, será el primer automóvil to-talmente eléctrico y construido con materiales ligeros orientado a un consumo de masas. La cabina ha sido diseñada con materiales compuestos de fibra de carbono, que investigadores y estudiantes como Michl y Stahl desarrollan en los laboratorios de Múnich. En este caso, la innovación clave consiste en una técnica que permite fabricar en apenas dos minutos ciertas partes complejas del automóvil, como el chasis lateral. Gracias a ella, estos materiales compuestos de última generación pueden fabricarse por vez primera a gran escala. Tres gigantescas prensas de 320 toneladas cada una inyectan resina en las partes ya moldeadas con fibra de carbono, lo que les confiere rigidez. La empresa asegura llevar la voz cantante en la manufactura de esta clase de materiales compuestos, por delante de competidoras como Toyota o General Motors. «Nuestra pericia a la hora de acoplar todos estos componentes no es algo que nuestros rivales puedan copiar con facilidad», asegura Andreas Reinhardt, director de proyectos de BMW.
Tal vez. El flujo constante de innovación que va desde los laboratorios de investigación públicos hasta fabricantes como BMW constituye una de las claves de la economía germana. Su industria, considerada durante largo tiempo mera herrería, ha capeado la crisis financiera sin apenas mellas en los beneficios o en el número de empleados. Y ello a pesar de que, en lo que respecta al sector industrial, los trabajadores alemanes se encuentran entre los mejores pagados del mundo y ganan unas diez veces más que sus homólogos chinos. Incluso cuando las exportaciones estadounidenses se desplomaban, las alemanas mantuvieron su cuota de mercado frente a China y otros países emergentes. El crecimiento del empleo en este sector constituye una de las razones por las que, según los datos de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), la tasa de paro alemana en mayo de 2012 no pasaba del 5,6 por ciento. Las fábricas del país han mantenido su competitividad a escala mundial porque sus productos, como el BMW i3, rebosan ciencia e innovación.
Una de las razones principales del éxito alemán reside en que la nación ha sabido canalizar sus logros en investigación para escalar en la carrera tecnológica, centrándose en la obtención de productos y procesos difíciles de copiar o de abaratar con salarios bajos. La industria textil proporciona un ejemplo al caso. Alemania, al igual que EE.UU. y numerosos países, perdió hace tiempo el grueso de sus fábricas de tejidos a causa de la competencia de países como China, India o Turquía. Sin embargo, sus empresas han conservado una posición dominante en el mercado de máquinas para tejer, trenzar o coser, un instrumental cada vez más complejo que ha disparado la inversión en países con mano de obra barata. Mientras tanto, no pocas empresas textiles alemanas se reconvirtieron en compañías punteras, que ahora fabrican tejidos de última generación para el sector de la automoción o el aeroespacial. Hoy, la industria textil del país se halla en la vanguardia de la investigación sobre materiales compuestos, y coopera con universidades y centros tecnológicos en el desarrollo de maquinaria de precisión para trenzar e hilar fibras de carbono; no muy distinto de lo que se hace con la lana, pero a escala microscópica. Si el país hubiese dejado de apostar por el sector textil, hoy carecería de los medios necesarios para producir los materiales compuestos de última generación que desarrollan la TUM y otros laboratorios.
La clave para llevar los resultados de la investigación desde los laboratorios hasta el mercado estriba en la estrecha colaboración entre universidades e industria de base tecnológica. La mayor parte de los grandes fabricantes alemanes dedican jugosas partidas a investigación; a menudo, mediante la compra de los resultados que obtienen instituciones ajenas. A diferencia de numerosas empresas estadounidenses, que fundan una cátedra o efectúan donaciones genéricas a un departamento universitario, las compañías alemanas suelen pedir a las universidades que les ayuden a solucionar problemas muy concretos. En la TUM, el departamento de resinas y materiales compuestos está financiado por SGL Carbón, una productora de fibras de carbono que desea averiguar qué materiales se adaptarán mejor a la próxima generación de procesos de fabricación industriales. Una docena de los estudiantes de doctorado del departamento están en la nómina de BMW, que aprovechará los resultados de sus tesis en el diseño del i3. Otros fabricantes, como KUKA (robots) y Manz (prensas para materiales compuestos), se han implicado asimismo en la actividad investigadora de la universidad.
Ahora, multiplique esa intensa colaboración por docenas de universidades técnicas y facultades de ingeniería. En la Universidad Técnica de Renania-Westfalia en Aquisgrán (RWTH Aachen), más de veinte institutos investigan en técnicas punteras de producción, en cooperación con constructores de maquinaria, empresas de robótica e informáticas, con el propósito de idear procesos industriales tan eficientes que permitan a Alemania competir con países de mano de obra barata, como China. La RWTH Aachen está construyendo un parque industrial de 2000 millones de euros para las empresas participantes. El Instituto de Tecnología de Karlsruhe, especialista en ciencia de materiales y nanotecnología, colabora con las principales compañías químicas de Alemania, como BASF, en el desarrollo de nuevas sustancias para el almacenamiento de energías renovables. En la Universidad Técnica de Dresde, investigadores, fabricantes de microcircuitos y compañías de informática cooperan para conseguir circuitos integrados que consuman cien veces menos energía que los actuales.
El Gobierno del país desempeña una función clave en todo el proceso. Además de financiar excelentes laboratorios de ciencia básica, como los 80 institutos de la red Max Planck (que cubren disciplinas tan dispares como la física de partículas o la biología evolutiva), el país cuenta con la Sociedad Fraunhofer, la institución investigadora alemana de mayor éxito económico. Sus 60 centros reciben dinero del Gobierno lo mismo que de las empresas, motivo por el que se ajustan a una estricta lógica de mercado. Su presupuesto anual, que ronda los 2000 millones de euros, se beneficia de no pocos ingresos por patentes; por ejemplo, la del formato MP3 de compresión de audio, inventado en 1989.
CONFIANZA SINGULAR
Cada instituto Fraunhofer, en asociación con las universidades cercanas, actúa de correa de transmisión para todo un conjunto de compañías ligadas al centro y entre sí. Ello se consigue gracias a colaboraciones de investigación concebidas para idear nuevos procesos y productos. Existen centros para todo sector industrial imaginable, como el de investigación de polímeros para compañías químicas, el de óptica de precisión para fabricantes de sensores y láseres, o el de nanoelectrónica para la industria de componentes informáticos.
Varios de ellos, como el Instituto Fraunhofer de Tecnología de la Producción, en Aquisgrán, investigan el desarrollo de técnicas de reducción de costes. Y en lo que respecta a la investigación sobre materiales compuestos, en la ciudad bávara de Augsburgo existe un grupo de proyectos Fraunhofer que evolucionó a partir de un laboratorio de cohetes de los tiempos de la Guerra Fría. En asociación con la TUM y más de cincuenta empresas (entre ellas, BMW, Audi y EADS, la propietaria del Airbus), el centro de Augsburgo desarrolla materiales compuestos de fibra que no derivan del petróleo, sino de la lignina, la parte leñosa de las plantas.
Otro factor que facilita la transferencia de tecnología procede de los incentivos con los que cuentan investigadores e ingenieros para saltar de la universidad a la industria, y viceversa. De media, un científico procedente de un centro Fraunhofer acaba incorporándose a la empresa en un plazo de entre cinco y diez años. Por su parte, muchos de los mejores ingenieros de la industria imparten clase en alguno de los institutos Fraunhofer o pertenecen a su equipo de dirección. Klaus Drechsler, profesor y director del Instituto de Materiales Compuestos de Carbono de la TUM, trabajó un tiempo en la compañía EADS desarrollando materiales compuestos para el Airbus. Hoy es el responsable de fundar un nuevo instituto en Augsburgo para la investigación de materiales compuestos. Este tipo de saltos profesionales, claves para la difusión de conocimiento y tecnología, no resulta tan habitual en otros países, en los que, muy a menudo, los investigadores contratados por una institución estatal permanecerán en ella durante toda su carrera.
Esa colaboración intensa y compleja entre ciencia e industria es típica de la innovación alemana. En gran parte, ha ido fraguándose durante décadas de relación entre empresas grandes y pequeñas. Hoy, gracias a esa tradición de colaboración, cada una de ellas ya sabe instintivamente qué información puede compartir con las demás y cuál ha de reservarse para sí. «Esa confianza entre compañías e instituciones, que compiten entre sí tanto como cooperan, es única. No se observa en muchos países», señala Beñat Bilbao, economista del Foro Económico Mundial y coautor del último Informe global sobre competitividad, en el que año tras año Alemania aparece en los primeros puestos. En su mayoría, estas agrupaciones han crecido y evolucionado durante decenios (y en ocasiones siglos, como los antiguos relojeros de la Selva Negra que, en la actualidad, se han convertido en los principales productores de instrumentos quirúrgicos de precisión del mundo), por lo que no resulta fácil copiarles.
Hoy, Alemania continúa creando nuevas redes para las industrias incipientes. Una de ellas es BioEconomy Cluster, en las inmediaciones de Leipzig, en la que más de 60 empresas participan en el desarrollo de métodos de producción de plásticos y otros productos sintéticos a partir de biomasa, con el objetivo de reemplazar al petróleo no solo en la obtención de energía, sino también en la de productos derivados. A la hora de crear nuevos centros, la Sociedad Fraunhofer no parte de cero, sino que comienza con compañías e instituciones especializadas. «Nuestro método se basa en tomar algo que ya funciona y regarlo para que crezca», explica Hans-Jörg Bullinger, presidente de la institución. Para la creación del nuevo instituto de materiales compuestos de carbono, la red buscó compañías y departamentos universitarios ya existentes y les proporcionó financiación, personal y servicios.
Pero la segunda lección, explica Bullinger, es el compromiso a largo plazo. Los nuevos institutos Fraunhofer tienen asegurada la financiación de manera indefinida y se gestionan por sí solos, sin otra exigencia durante los primeros cinco años que la de duplicar el capital inicial con aportaciones de compañías privadas. También la inversión en la industria mira a largo plazo. Muchas de las fábricas punteras más innovadoras son empresas familiares que no viven angustiadas por los resultados trimestrales. La típica compañía tecnológica alemana se asemeja a Trumpf, una empresa familiar casi invisible, pero que ha sido líder en láseres industriales durante más de una generación. En la actualidad, factura más de 2300 millones de euros al año. Incluso en los peores momentos de la crisis financiera, la Sociedad Fraunhofer contrató 3000 nuevos investigadores. «Muchos países han tratado de imitarnos», añade Bullinger, «pero sus esfuerzos fracasan porque piensan a corto plazo».
Ese podría ser el error fatal de la reciente propuesta del Gobierno de EE.UU. para financiar con 1000 millones de dólares una red nacional de innovación industrial concebida según el modelo de la alemana Fraunhofer. De proceder a su aprobación, en dicha red participarían entidades públicas y privadas que, en colaboración con la industria, establecerían hasta 15 centros de tecnología industrial por todo el país. Hasta aquí, perfecto. Sin embargo, la financiación solo se fija para los primeros cuatro años. En opinión de Bullinger, un plazo demasiado breve para que empresas e investigadores se impliquen en proyectos serios. «El resultado más probable será una carrera para obtener dinero del proyecto, en lugar de algo sostenible», opina Bullinger. Con todo, apunta que no dejaría de suponer un primer paso en la dirección correcta.
Desde luego, el sistema alemán adolece de sus propios puntos débiles. La mentalidad germana, tan dada a la precisión, tal vez resulte más idónea para perfeccionar técnicas ya existentes que para concebir innovaciones radicales. Y el país ha sufrido períodos de tecnofobia en los que políticos y movimientos de protesta han ahuyentado a industrias punteras muy prometedoras, como ocurrió en los años ochenta con las de biotecnología. Con todo, el empuje alemán a la innovación industrial invalida el cliché que asocia fábricas con técnicas obsoletas, al tiempo que proporciona un ejemplo de cómo competir con China. Los estudiantes que se afanan por reinventar la industria en los laboratorios universitarios de Múnich ofrecen un modelo del que todos deberíamos aprender.
Sobresaliente: Alemania supera a EE.UU. en varias medidas del Índice de Competitividad Global; entre ellas, en la calidad de sus instituciones e infraestructuras.
Artículo publicado por Investigación y Ciencia, dic. 2012
