(27) Por último, lo expresado en este capítulo sobre optoelectrónica está extraído del trabajo del Dr. Carlos Rosito.

Modernamente se define la "mecánica aplicada" como la rama de la ciencia aplicada que se ocupa del estudio de fenómenos mecánicos: el comportamiento de fluidos, sólidos y materiales complejos bajo la acción de fuerzas. Pocas disciplinas han tenido mayor impacto sobre el mundo industrializado, posibilitando el desarrollo de tecnologías en prácticamente todas las áreas relacionadas con nuestra vida, seguridad y prosperidad.

La mecánica computacional es la subdisciplina de la mecánica aplicada que se ocupa de los métodos y equipos computacionales que se utilizan para el estudio de fenómenos regidos por los principios de la mecánica.

Dentro de las principales temáticas de aplicación de I+D en esta área y de acuerdo al estado de madurez de las mismas, se identifican:

• Temas consolidados y de aplicación directa en la industria.

• Temas actuales, que requieren de cierta especialización y experiencia para su utilización.

• Otros que aún se encuentran en etapa de investigación y muestran potencial para aplicaciones futuras.

Entre las temáticas consolidadas pueden mencionarse en primer lugar los "modelados ingenieriles estándar", que probablemente sean las aplicaciones hoy más difundidas de la "mecánica computacional".

Esta práctica se ocupa del modelado computacional de estructuras civiles y piezas de máquinas. Estrechamente relacionado con la temática anterior se ubica el modelado de procesos industriales. En este caso se trata de simulaciones de procesos industriales con el objetivo de identificar las ventanas tecnológicas de los procesos y optimizarlos. En la industria moderna la simulación de los procesos es una herramienta muy extendida y hoy prácticamente imprescindible.

El uso de modelos computacionales acorta significativamente los tiempos de desarrollo/optimización de procesos y tienen aplicación en industrias de procesos como la siderurgia, la industria del petróleo y algunas otras ramas de la industria manufacturera.

Por su parte, entre las temáticas actuales se ubican los modelados avanzados utilizados en el desarrollo de productos industriales y el modelado del comportamiento microscópico de materiales. El primer caso trata de la utilización de modelos computacionales para el diseño de un producto industrial y su validación. Normalmente en la validación de un nuevo producto se acepta que los modelos computacionales reemplacen algunos ensayos experimentales pero no a todos. Los ensayos experimentales que se realizan tienen el doble propósito de contribuir a la validación del producto en desarrollo y a la del modelo. El uso de modelos computacionales para el desarrollo de productos industriales acorta significativamente los tiempos de desarrollo y disminuye apreciablemente los costos. La utilización de estos modelos se encuentra en diferentes ramas de la industria manufacturera, especialmente en la siderurgia.

El segundo caso se ocupa del modelado del comportamiento microscópico de materiales. En los modelos comentados anteriormente, el comportamiento de los materiales se forma utilizando los llamados modelos fenomenológicos, que son heurísticos cuya única justificación reside en el hecho de reproducir resultados macroscópicos observados en experimentos de laboratorio.

En centros de investigación avanzados se están comenzando a desarrollar modelos que simulan el comportamiento de los materiales a partir de primeros principios y formando escalas menores (ejemplo: interacción entre los átomos de una red cristalina, defectos en redes cristalinas, etc.).

Estos modelos permiten describir por ejemplo: la evolución de la textura cristalina durante la embutición de un metal, el efecto de precipitados en el endurecimiento por trabajado de metales, la generación y crecimiento de defectos (dislocaciones, vacíos) durante la deformación de metales, la difusión del hidrógeno en metales y su fragilización. El objetivo es que en algunos años se puedan diseñar materiales utilizando estos modelos.

En el desarrollo de materiales nano-estructurados ya se modela el comportamiento de los nano-tubos y el comportamiento de materiales reforzados con nano-tubos en procesos mecánicos y en procesos de transferencia de calor. Entre las áreas de aplicación de este foco tecnológico se pueden mencionar los procesos de galvanización en la industria siderúrgica y el desarrollo de nuevos materiales.

Por último, entre las temáticas que aún se encuentran en etapa de investigación pero que ya se perfilan con importante potencial se ubican: las aplicaciones médicas, ya que actualmente se encuentran en avanzado estado de desarrollo el modelado del funcionamiento del cuerpo humano; incluyendo, el modelado del comportamiento de la estructura ósea lo que facilita el desarrollo de prótesis y el del comportamiento del sistema circulatorio lo que simplifica el desarrollo de dispositivos de ayuda y estimulación a la circulación y ayuda a entender la génesis de diversos problemas circulatorios.

No es fácil definir qué es un robot. La International Federation of Robotics (IFR) lo define como una máquina multipropósito reprogramable, automáticamente controlada, de tres o más ejes. David Nizan (en marzo de 1985, en el primer número del IEEE Journal of Robotics and Automation) daba una definición tal vez más cercana al objetivo: "el robot es un sistema mecánico de propósito general, que como el ser humano, puede realizar una variedad de tareas diferentes bajo condiciones que pueden no ser totalmente conocidas a priori".

El sistema de control que incluye al lenguaje de programación, es la parte más importante y más costosa del robot. La herramienta particular no forma parte del robot propiamente dicho y depende de la aplicación. Una condición necesaria del robot es que sea reprogramable, pero además, exige otras capacidades no tan evidentes a primera vista, y que son consecuencia de las definiciones anteriores. Entre ellas debe destacarse un grado de autonomía relativa en su comportamiento y la característica inherente de su sistema de control, esto es, un sistema de tiempo real.

Las motivaciones para la incorporación de robots en la industria son variadas y están vinculadas tanto a conceptos de productividad, competitividad, así como al carácter social y humano de esta actividad. Entre ellas, las más importantes son:

• Liberar al ser humano de tareas insalubres, pesadas, riesgosas, monótonas.

• Mejorar y asegurar la calidad de los productos, basándose en la consistencia de la actividad del robot que puede repetir una tarea en forma precisa y segura.

• Permitir la incorporación en planta del concepto de manufactura integrada por computadora (CIM).

• Reducir costos y aumentar la productividad en general.

Si bien el impacto de la incorporación de robots en la industria ha sido y será de gran importancia –con la industria automotriz como caso paradigmático– el futuro de la robótica parece que estará liderado por la investigación, desarrollo, innovación, diseño y construcción de robots orientados a servicios y uso personal. Diversas prospecciones predicen que dos de cada tres robots estarán orientados a este último segmento de aplicación.

En términos generales, la optoelectrónica puede definirse como el estudio, diseño y fabricación de dispositivos que operan convirtiendo señales eléctricas en ópticas u ópticas en eléctricas. Una definición alternativa, establece que se trata de dispositivos que responden a potencia óptica, emiten o modifican radiación óptica, o utilizan radiación óptica para su funcionamiento interno, o cualquier dispositivo que funcione como transductor óptico-eléctrico o eléctrico-óptico. Como ocurre frecuentemente cuando se intenta definir campos disciplinarios tan vastos, surgen algunas discrepancias e indeterminaciones, por lo que es conveniente apelar a definiciones taxativas. En este sentido, se puede presentar el listado de temas que la revista IEE Proceedings Optoelectronics, de la Institution of Electrical Engineers de Gran Bretaña presenta como pertinentes a la especialidad:

• Materiales ópticos y optoelectrónicos.

• Fuentes de luz, incluyendo LED's, láseres y dispositivos para iluminación.

• Modulación óptica y multiplexado.

• Fibras ópticas, cables y conectores.

• Amplificadores ópticos.

• Fotodetectores y receptores ópticos.

• Circuitos integrados fotónicos.

• Nanofotónica y cristales fotónicos.

• Procesamiento óptico de señales.

• Holografía.

• Displays.

Aunque este listado no puede considerarse ni único ni exhaustivo, tiene la ventaja de dar una visión panorámica del tema, útil para fines prácticos.

Además de los componentes optoelectrónicos, es enorme la importancia económica de los sistemas optoelectrónicos para todo tipo de aplicaciones: científicas (medición de magnitudes físicas y químicas), médicas (sistemas endoscópicos, sistemas láser para usos médicos y quirúrgicos, cirugía endoscópica, láseres quirúrgicos, oftalmológicos), industriales (láseres para corte, soldadura, marcado, tratamientos térmicos, "fast prototyping", metrológicos, procesos químicos), meteorológicos (sistemas láser de sensado remoto de la atmósfera) militares (telémetros y altímetros láser, sistemas de guiado de misiles, espoletas laséricas, sistemas de puntería y entrenamiento).

Estos equipos o sistemas incorporan gran valor agregado. En su diseño y construcción aparecen las tecnologías óptica, electrónica y mecánica. Generalmente las series de producción no son excesivamente numerosas pero los equipos alcanzan elevados valores unitarios. Su importancia económica global es muy superior a la de los componentes optoelectrónicos en si.

A lo largo de los últimos 40 años, la industria manufacturera ha evolucionado a lo largo de cuatro grandes etapas:

• Manufactura de empuje, correspondiente a la producción masiva (década del '70).

• Manufactura de tracción, en correlato con la producción sobre demanda (década del '80).

• Manufactura flexible, que daba respuesta a la variabilidad de productos (década del '90).

• Manufactura cooperativa, a partir de la integración técnica, industrial y comercial (P2B) (2000 en adelante).

En este proceso evolutivo, la generación de nuevos productos y servicios informáticos, estuvo siempre asociada a avances en el campo de los componentes y a partir de hace 50 años de los soportes lógicos, es decir del software, utilizados para hacerlos funcionar conforme a los estándares y especificaciones del proceso de producción.

Las características y tendencias principales del paradigma productivo actual, que se profundizarán en los próximos años, muestran que la cualidad preponderante es la de un proceso integralmente optimizado, en el cual la principal variable de dimensionamiento es la cadena de proveedores "Just in Time", el desarrollo de arquitecturas comunes y preparadas para operaciones globales en todas las líneas de producción y el factor principal de competencia en el mercado es la satisfacción del cliente.

En este marco, el mercado global de estas tecnologías se define como la industria global y siendo las aplicaciones industriales de las TIC extremadamente amplias en esta sección y en las siguientes se remitirá a los focos tecnológicos arriba tratados.

La demanda de los sistemas SEGOTI se divide en 2 subsegmentos fundamentales:

• Nuevos sistemas en nuevas instalaciones.

• Potenciación y actualización de sistemas existentes.

La demanda de mayor volumen unitario corresponde a las grandes empresas e instalaciones pero, sin embargo los integrantes de su cadena de valor o bien las PyMEs que forman el tejido industrial representan un mercado relevante inadecuadamente desarrollado.

Sin embargo el dimensionamiento del valor económico de la demanda se puede estimar en función de un determinado porcentaje del valor de las nuevas plantas o de un valor similar del valor actual de plantas que reciben potenciaciones o actualizaciones.

Puede estimarse que entre el 15 y el 25% del valor de las nuevas plantas corresponde a los sistemas de control y accionamiento electrónicos considerando, no solamente el valor de los equipamientos y sistemas sino su instalación, puesta en marcha y proyecto.

La demanda mundial del segmento –en términos de facturación– ha crecido desde aproximadamente U$S75.000 millones en el 2003, previéndose U$S90.000 millones en el 2007 y llegando a U$S110.000 millones hacia el 2010. La distribución de dichas cifras, desde el 2003 a la fecha y previsiblemente hasta el final de la década, es de alrededor de 2/3 para las industrias de proceso continuo y 1/3 para las de proceso discreto.

En cuanto, a la distribución regional, en el mismo período Estados Unidos consume poco más de un 30% tanto en industrias de proceso continuo y un 23% en las de procesos discretos; la Unión Europea, Medio Oriente y Africa, consumen poco menos de un 40% y alrededor de 35% en cada tipo; Asia, alrededor de 11% y 20% respectivamente, y América Latina consume cerca de 5% y 4%, respectivamente. Finalmente, la discriminación entre hardware, software y servicios, muestra la siguiente variación durante el período:

• Hardware: de 58% a 51% para procesos continuos; de 75% a 71% para procesos

discretos.

• Software: de 31% a 38% para procesos continuos; 15% para procesos discretos.

• Servicios: 11% para procesos continuos; de 11% a 14% para procesos discretos.

En cuanto a la relación entre nuevas instalaciones y potenciación/mejora de las existentes, la relación es, aproximadamente, 66% a 34% respectivamente.

La demanda de largo plazo –hacia el 2020– puede caracterizarse cualitativamente, tomando en cuenta las tendencias del mundo globalizado, la evolución de los mercados y de las tecnologías.

Ciertamente, el futuro hacia el 2020 muestra una industria conformada por factorías en red "on-line", con procesos productivos, líneas de distribución y comercialización altamente integradas. En este contexto, la Ley de precios decrecientes de los productos electrónicos, junto con una creciente "comoditización" del software y un crecimiento importante de la modalidad open source, podrían facilitar el acceso y apropiación de sistemas SEGOTI por empresas PyMEs y microempresas, que debería facilitar la transformación de una estructura de cadenas de valor fijas a una de cadenas de valor variable y configurable.

La previsible puesta en el mercado de nanodispositivos, podría dar lugar a la aparición de nuevos productos, ahora desconocidos, dando lugar a una nueva generación de sistemas SEGOTI, controlando los procesos industriales; naturalmente, esta circunstancia podrá dar lugar a nuevas necesidades de control y operación, y por tanto a nuevos usos.

Algunas áreas tecnológicas clave para la evolución de los sistemas resultan ser: componentes activos integrados del tipo denominado fotópticos, sensores y transductores, arquitectura de sistemas, inteligencia artificial, interfase lógica hombre-máquina y ergonomía, materiales para mecánica estructural, funcional y para componentes.

Sobre la agenda de investigación y aplicación en mecánica computacional discutida anteriormente puede perfilarse algunas conclusiones en términos de agenda de investigación y prospectiva tecnológica. Sintéticamente, los temas consolidados y de uso estándar en la práctica ingenieril no requieren la participación de especialistas en el campo.

En resumidas cuentas tratan sobre el análisis lineal de ingeniería civil y mecánica. Por su parte, los temas en desarrollo en la academia y de aplicación industrial, actualmente cuentan con la participación de especialistas en el campo y se ocupan del modelado de procesos (en general problemas de multifísica), modelado de situaciones que involucren impacto y dinámica no lineal, modelado de procesos de rotura y daño para encontrar estados de prestación límites de nuevos productos, presas, etc. Por último, los temas de alto potencial para aplicaciones tecnológicas futuras requieren aún de importantes esfuerzos de investigación y sus temáticas principales son el desarrollo de nuevos materiales y las aplicaciones médicas.

Extrapolando el actual estado de cosas y teniendo en cuenta la característica de la elevada velocidad de transferencia academia-industria se puede esperar que en los próximos 20 años:

• Continúen fuertemente en las universidades los desarrollos básicos tendientes a abarcar temáticas no tradicionales y complejos problemas multi-física (ciencias de materiales, medicina, biología, etc.).

• Los desarrollos del hardware (sobre todo en el campo de procesadores más veloces y arquitecturas de clusters) como así también los desarrollos del software permitirán el avance de modelos más complejos y poderosos extendiendo las posibilidades de la simulación atomística y de las aplicaciones médicas.

Las industrias de punta liderarán el tema y su posibilidad de desarrollo de nuevas tecnologías se acelerará por la aplicación creciente de modelos computacionales debidamente validados.

• Las industrias convencionales se beneficiarán de estos desarrollos y podrán aumentar su competitividad utilizando estas tecnologías de modelado.

• De acuerdo con U.S. National Committee on Theoretical and Applied Mechanics (28) algunos de los temas relevantes para la investigación en mecánica computacional para las próximas décadas serán:

• Diseño virtual.

• Fenómenos multi-escala, incluyendo el paso de modelos moleculares a atomísticos y a continuos.

• Selección y adaptación de modelos.

• Computación paralela a gran escala.

• Aplicaciones biomédicas, incluyendo cirugía predictiva, aplicación de la mecánica al estudio de células, arterias, nervios y otros sistemas biológicos.

• Métodos probabilísticas.

Por último cabe mencionar que en este campo el tema de patentes no es fundamental ya que los desarrollos básicos se publican en la literatura abierta.

Desde el punto de vista económico la mecánica computacional representa un negocio de billones de dólares, aún cuando sus efectos implican beneficios de trillones para la industria y la sociedad en general.

Numerosas empresas pequeñas y medianas participan del mercado generado en torno del desarrollo de software y servicios asociados con este negocio a escala global.

En el número de abril de 2007 de la newsletter Computing de la ASME, se informa que el ganador del último Oscar en el rubro los "efectos especiales" correspondió a la película "Piratas del Caribe", en cuyo desarrollo se utilizaron las técnicas y modelos de la mecánica computacional y de fluidos; de hecho, algunos otros films famosos han utilizado estas técnicas para sus efectos especiales (Poseidón, StarWars, entre otros).

Esto significa participar en un mercado de billones de dólares al año y una oportunidad de generar negocios y servicios para los especialistas en mecánica computacional. Utilizando los mismos conocimientos y técnicas es posible generar negocios en otra industria en pleno desarrollo. Actualmente, la industria de los videojuegos se ha transformado en una rama central de la industria de entretenimientos y ha superado a la del cine desde el 2005. Según varias fuentes (29), el negocio de software para entretenimiento alcanzó los U$S18 billones en el 2005, con ganancias de U$S13.05 billones. El mercado de entretenimientos interactivos ha llegado a los U$S28.5 billones aunque algunas estimaciones hablan de U$S35.3 billones y la predicción para el 2007 es de U$S50 billones (es decir, el software habrá alcanzado aproximadamente U$S40 billones). Un verdadero desafío y una oportunidad para trasladar resultados de la mecánica computacional a nuevos tipos de industrias y negocios.

Mercado global de la robótica

El desarrollo de la industria de robots a lo largo de las últimas décadas, a escala global, puede comprenderse en términos de la competencia entre las tres grandes potencias, Japón, Estados Unidos y Europa. El siguiente cuadro sintetiza lo ocurrido:

__________

(28) U.S. National Committee on Theoretical and Applied Mechanics, "Research Directions in Computational Mechanics", September 2000.

(29) DFC Intelligence Releases New manufacturers. Based on simulations, various scenarios. Market Forecasts For Video Game Industry, DFC-Intelligence (ver http://www.dfcint.com/news/ prjune2005.htm).

En términos de robots instalados a escala global, la tabla siguiente indica la distribución por continentes. Cabe mencionar que la distribución al interior de cada continente se encuentra concentrada en algunas pocas potencias industriales: Así, Estados Unidos, contribuye con 115.283 unidades a la cantidad correspondiente a América; Japón con 356.483 a Asia/Australia; Alemania con 120.544 unidades a Europa.

De acuerdo con la Japan Robotics Association, IFR y UNECE, se prevé un crecimiento extraordinario del mercado de robots de servicios y personales en los próximos veinte años, a tasas muy superiores a los destinados a manufacturas; en especial los dedicados a cuidados médicos y a tareas en el hogar, representan un segmento creciente y cada vez más importante de la industria. Por otra parte, según estas mismas fuentes, es la industria japonesa –y en menor medida la coreana– la que aparece liderando el mercado de los robots de servicios y personales.

Hasta comienzos de los 70´s, a los robots se les enseñaba a realizar una tarea guiándolos a mano a través de una secuencia de posiciones-objetivo, que eran recordadas en una memoria digital. La ejecución de la tarea consistía en repetir el movimiento pasando por las posiciones aprendidas, y se lograba servo-controlando cada uno de los ejes del robot. Todas las posiciones-objetivo debían estar definidas de antemano en forma precisa y absoluta. La aplicabilidad del robot dependía de que se cumpliera esta condición, cualquier modificación, (por ejemplo: en la herramienta a utilizar, en la ubicación de las piezas a manipular o en la forma de tomarlas) requería volver a reprogramar toda la tarea (enseñar nuevamente todos los puntos).

A partir de 1970 comienza a desarrollarse la segunda generación de robots con el diseño del robot Stanford y el lenguaje de programación WAVE (30). Fue un aporte clave para la robótica, referencia fundamental para poder evaluar la calidad de los controladores y poder comparar prestaciones de distintos robots.

De esta forma se dio inicio a la era de los controladores de robots basados en computadoras, elevando los estándares de performance y permitiendo una descripción simbólica de la tarea basada en estructuras matriciales y coordenadas cartesianas.

En 1973 se lanzó el primer robot industrial controlado por computadora, llamado T3 (The Tomorrow Tool), y hacia fines de los ’70, el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) usando VAL, en un proyecto financiado por GENERAL MOTORS. Este último fue el robot más avanzado y especialmente popular en las universidades y centros de investigación durante más de 10 años y todavía puede encontrarse en muchos laboratorios de robótica del mundo. V+ sucesor del VAL, sigue siendo hoy en día, el lenguaje y sistema de control más avanzado.

La década de los ’80 –como se mencionó al comienzo– estuvo caracterizada por un marcado estancamiento en la venta de robots.

Como consecuencia de ello numerosas empresas desaparecieron, se produjeron grandes pérdidas y fusiones; de allí emergieron algunos de los líderes actuales del mercado de robots, como el caso de la sueca ASEA –hoy ABB– que basada en una estrategia de largo plazo, apropiación de know-how y de investigación y desarrollo propio se convirtió en líder de ventas a escala global.

Hoy en día en los robots se utilizan efectivamente alrededor de 20 diferentes tipos generales de procesos, que son comunes a una amplísima variedad de ramas industriales, por no decir a casi todas, y con variaciones importantes dentro de los mismos procesos según la aplicación particular. Se puede mencionar: soldadura por arco, puntos o láser, aplicación de pinturas y esmaltes, aplicación de adhesivos y selladores, pulido o desbarbado, forja, estampado o doblado, montaje y desmontaje, corte por láser, chorro de agua o mecánico, fundición, moldeo por inyección, carga y descarga de máquinas en general, inspección y control de calidad, manipuleo y palletizado, distribución de mercaderías, etc.

_________

(30) Este lenguaje es al mismo tiempo: sistema de control, sistema operativo y lenguaje de programación de robots, ya que estas funciones están íntimamente relacionadas entre sí.

La industria automotriz tiene una diferencia muy significativa con todas las demás, y una característica singular: la densidad de robots en los distintos países se mantiene dentro del mismo orden, mostrando que el nivel tecnológico de la industria automotriz es bastante homogéneo en el mundo. Japón e Italia están a la cabeza con 1.600 robots por cada 10.000 operarios. Luego siguen: Alemania con 1.140, Francia con 1.030, España con 870, Estados Unidos con 800, Reino Unido con 680, Suecia con 610. Esto es, que la tendencia muestra una densidad de 1 robot por cada 10 trabajadores en esta industria.

La utilización de robots a escala global, hacia finales de 2004, muestra la siguiente distribución por tipo de aplicación e industria:

• América del Norte (Estados Unidos, Canadá, México):

- Por aplicación: el 49% del total estimado de robots en operación a fines de 2004 trabajan en tareas de soldadura. En operaciones de manipuleo y atención de máquinas hay instalado un 33%. En aplicaciones de montaje un 6% y en pintura/ aplicación de adhesivos/selladores otro 6%.

- Por industria: la industria automotriz recibió el 64% de los robots que se instalaron en el 2004. La industria metalúrgica recibió el 10%, seguida por la industria alimenticia con el 5% y la industria eléctrica/electrónica con el 4%.

• Asia/Australia:

- Por aplicación: montaje y desmontaje 25%, manipuleo y atención de máquinas 28%, soldadura (por arco, por puntos, láser, otras) 21%.

- Por industria: automotriz 34%, química, plástica, goma 10%, maquinaria eléctrica, componentes, semiconductores 14%, maquinaria y equipos 6%, radio, televisión, equipos y aparatos de comunicación 6%.

• Europa:

- Por aplicación: manipuleo y atención de máquinas 44%, soldadura (por arco, por puntos, láser, otras) 30%, montaje y desmontaje 5%.

- Por industria: automotriz 50%, química, plástica, goma 12%, metalúrgica 8%, maquinaria y equipos 5%.

A pesar de esto, los robots para tareas de servicios no sólo constituyen una nueva área de aplicación sino que se perfilan como el área que provocará el mayor crecimiento de este foco tecnológico en los próximos años.

La definición y clasificación preliminar de la IFR para los robots de servicios es la siguiente: es un robot que opera en forma totalmente autónoma o con mínima intervención humana, para realizar tareas útiles para los seres humanos y equipos, excluyendo operaciones de manufactura.

En la tabla siguiente se presenta un esquema de clasificación y se acompañan algunos ejemplos, ya que no se trata de máquinas de propósito general.

Los robots para tareas de servicio constituyen un mercado de muy rápido crecimiento. ¿Se verán a corto plazo robots en los hogares? Tal como se mencionó al comienzo, el mercado de los robots para servicios industriales y personales crecerá muy por encima, en términos absolutos y relativos, del mercado de robots para manufacturas.

Las ventas de robots para cortar el césped se incrementan muy rápidamente, con 46.000 unidades en funcionamiento en todo el mundo a fines del año 2004. Los robots para limpieza por aspiración, que se introdujeron en el mercado en el 2001, ya llevan vendidos más de un millón de unidades. Una cantidad cercana al millón se ha vendido también de robots "mascota" o juguetes, y es un mercado de muy fuerte crecimiento.

Existen además operando más de 5.000 sistemas robóticos para trabajar bajo el agua. Robots para limpieza de grandes recipientes, y para la construcción y demolición de edificios, se estima que ya existen en el mundo más de 3.000 unidades de cada una de estas aplicaciones. Robots con aplicación en medicina, para asistencia en cirugías y atención de discapacitados, aproximadamente 2.800. También hay alrededor de 2.250 robots en tambos para tareas de ordeñe, y alrededor de 1.180 robots en actividades de rescate, vigilancia, seguridad y defensa (31).

La robotización de más y más ramas de industrias y servicios aparece como un dato incontrastable hacia el futuro. Sin embargo la historia de los últimos 20 años de la robótica industrial aparece como un cuento de "promesas incumplidas".

Las dificultades tecnológicas pueden cargarse con una parte de la culpa, pero sin dudas las de carácter extratecnológico han sido las principales trabas objetivas para el crecimiento, difusión y aceptación de esta tecnología.

La alta concentración en la industria automotriz posiblemente la haya sesgado hacia sus propias necesidades. Las expectativas creadas por la Inteligencia Artificial –al igual que en muchas otras áreas– no encuentra hasta el momento las evidencias necesarias para creer que puede ser un enabler fundamental para el desarrollo de la disciplina.

Es necesario entonces desarrollar una intensa investigación, no solamente científica y tecnológica, para hacer ciertos los pronósticos de crecimiento en esta rama de la tecnología.

¿Cuál es posiblemente el motivo fundamental de este retraso? Según Åke Madesäter, ("Is the robot industry too focused on the automotive industry?" CimSkill AB, Suecia, 2005): "La fabricación de los robots industriales está muy condicionada por el sector automotriz y sus proveedoras. Los fabricantes de robots deben tener siempre su atención centrada en no perder sus grandes órdenes de compra. El resto de las industrias, por consiguiente, se han visto desatendidas de alguna manera y puede decirse que están subautomatizadas, sobre todo, las pequeñas y medianas industrias. Estudiar la factibilidad de robotizar una tarea lleva un tiempo enorme y es imposible que una proveedora de robots disponga del personal necesario para atender siquiera una mínima proporción de las posibles consultas de pequeñas empresas interesadas, aún con ayuda de empresas consultoras. Sin embargo, esas pequeñas y medianas industrias requieren automatizarse para mantener su competitividad y hacer viable su negocio hacia el futuro".

La mayor parte de los componentes de hardware en un robot industrial no son exclusivos de la robótica (por ejemplo: los actuadores de los ejes, los reductores de velocidad, los rodamientos, materiales y otros componentes mecánicos). Los sensores básicos internos del robot, de posición y velocidad: pueden ser digitales (codificadores ópticos incrementales o absolutos), o analógicos (resolvers). Los microprocesadores que utiliza el controlador, el sistema de potencia, los sensores externos típicos con los que puede interactuar el robot: de fuerza/torque y de visión, tampoco son exclusivos para ellos.

Todos son componentes importantes que hacen a la calidad de las prestaciones y por lo tanto son cuidadosamente seleccionados y en algunos casos elaborados por los mismos fabricantes de robots, pero no forman parte de los temas usuales de investigación en robótica.

Se podría mencionar una excepción importante a esta regla, y es el tema de las transmisiones, especialmente en lo referente a las muñecas de robots.

En cambio, la investigación perteneciente específicamente al ámbito de la robótica estudia básicamente los siguientes temas:

• Análisis cinemático de mecanismos de robots, cadenas abiertas, en árbol, cadenas cerradas y estructuras paralelo.

• Dinámica de robots.

• Generación y planificación de trayectorias, navegación.

• Manipulabilidad y redundancia en la manipulación.

• Control de posición de robots.

• Control con acomodamiento y control de fuerzas.

• Control servovisual.

• Lenguajes de programación, software de tiempo real.

• Robots móviles con ruedas.

• Máquinas caminantes.

La línea de separación entre investigación básica y aplicada en robótica es difusa. El mismo software o algoritmos relacionados con un tema supuestamente teórico, termina de una u otra manera formando parte de los sistemas aplicados y ejecutándose en tiempo real a los controladores. Por otro lado, aún en las aplicaciones concretas, las soluciones a un problema real pueden contradecir y hasta sorprender a quienes desarrollaron el equipo.

_________

(31) En los siguientes sitios Web "http://www.domainnesteggs.com/Robotics%20I.htm" y "http:// www.domainnesteggs.com/Robotics%20II.htm" se pueden encontrar un listado de robots para diferentes usos con sus respectivos "índices de popularidad" y precios de venta. También existe un amplio mercado de reventa de robots usados.

El "Proyecto EUROP" sostiene que los requerimientos de las nuevas aplicaciones y tipos de sistemas emergentes introducen nuevos desafíos de I+D en esta área, algunos mencionados en el párrafo anterior, enumerando la siguiente lista de temas de I+D (32):

• Actuadores: el advenimiento de los robots de servicios, microrobots y redes de robots pueden requerir nuevos principios de actuación. Se han sugerido alternativas tales como actuadores piezo-eléctricos (microrobótica), termomecánicos, microfluídos, motores electrohidráulicos, etc.

• Brazos robóticos: diseñar nuevos sistemas con una razón weight/payload mucho menor. Esto requiere una aproximación radicalmente nueva al diseño, el uso de nuevos tipos de materiales avanzados, nuevos actuadores, etc.

• Manipulación (Grasping): para robots de servicios, especialmente domésticos, el nivel de integración necesario en términos de mecanismos, motor y electrónica está al menos en un orden de magnitud más allá de la tecnología actual. Existen prototipos iniciales pero son necesarios los avances significativos en software y control.

• Locomoción: se trata obviamente del mayor desafío técnico, al menos en relación a los robots de servicio para el uso doméstico. Existe una gran variedad de soluciones entre la utilización de ruedas y robots bípedos, tales como robots multiruedas hasta cuadrúpedos y hexápodos.

• Sensores: disponibilidad comercial de sensores 3D a bajo costo; sensores embebidos tanto táctiles como no táctiles (pieles artificiales, por ejemplo). Sistemas de sensado que permitan el reconocimiento de objetos arbitrarios con técnicas de entrenamiento sencillas.

• Cognición: es necesario dotar a los sistemas con funciones cognitivas de alto orden que permitan el reconocimiento del contexto, el razonamiento acerca de acciones, alto grado de diagnóstico de errores y recuperación ante fallas. Tal flexibilidad solamente puede obtenerse a través de técnicas avanzadas de inteligencia artificial y sistemas cognitivos.

• Computación y comunicaciones: además de los avances en poder de cómputo, los avances en campos de biocomputación (brain-like, DNA computing, etc.) llevarán en el largo plazo a sistemas cognitivos y de inteligencia artificial de calidad superior.

• Interfaces multimodales intuitivas: deberá desarrollarse interfaces específicas para instrucción de robots tales como reconocimiento gestual robusto, haptic displays, o a un sistema de acceso cerebral no invasivos.

• Diseños modulares: deberá avanzarse en el desarrollo de un layer middleware estandarizado que permita extensiones a través de la evolución de componentes funcionales o de mayor valor agregado (funciones de TI, por ejemplo), y avances en standards y prácticas para una configuración y ensamblado de nuevas líneas de productos.

• Confiabilidad: será uno de los mayores desafíos de I+D en sistemas robóticas para servicios, abarcando desde arquitecturas hasta las componentes funcionales de clave y diseño. Junto a esto es necesario indicadores o benchmarks para medir performance específicas, comportamientos y ejecución de tareas en escenarios de testing relevantes.

El documento Future Vision of the Optoelectronics Industry, publicado en el 2004 por Optoelectronic Industry and Technology Development Association de Japón, presenta una estimación del volumen en el mercado de la industria optoelectrónica en 2010 y 2015 basada en las tendencias de una variedad de productos en diversos campos.

Los analizados son los siguientes ocho:

• Infocomunicaciones.

• Memorias ópticas.

• Displays/iluminación.

• Input & output.

• Energía óptica (solar).

• Sensores de ambiente.

• Cuidados médicos.

• Bienestar.

Para las estimaciones de mercado se realizaron prospecciones en 4 grandes regiones de Japón, Norteamérica, Europa y otros. El resultado obtenido indica que el tamaño del mercado estimado de la industria optoelectrónica era de alrededor de U$S240.000 millones (29 trillones de yens) en 2002, y será de U$S480.000 millones (60 trillones de yens) en 2010 y U$S800.000 millones (107 trillones de yens) en el 2015.

La tasa de crecimiento anual promedio entre el 2002 y el 2010 resulta de 9,5%, en tanto la del 2002 al 2015 es de 10,5%, lo cual indica que la tasa de crecimiento será más acelerada luego de 2010.

Las tasas de crecimiento así estimadas presentarán lo siguiente:

(32) Prospectiva de I+D para robots de servicios (Proyecto EUROP, 2005).

Distinciones entre productos que usan tecnologías existentes y nuevos productos: los productos utilizando nuevas tecnologías comprenderán alrededor del 22% del total en el 2010, y alcanzarán hasta el 37% en el 2015. Las tasas de crecimiento para esos productos, al mismo tiempo, serán de alrededor del 25% entre el 2010 y el 2015, y ellos serán los drivers del mercado.

• Distinciones entre mercados regionales: entre las cuatro regiones consideradas, Norteamérica y Europa serán los mercados más importantes, en tanto que Japón será la más pequeña. Los "otros" crecerán rápidamente en los próximos años pero no alcanzarán el tamaño de Europa sino hasta el 2015.

• Distinciones por campos de aplicación: las áreas displays/iluminación, info-comunicaciones, input&output y memorias ópticas representan ¾ del mercado total. La tasa de crecimiento es alta en las áreas de cuidados médicos/bienestar, energía óptica, seguidas por telecomunicaciones.

_________

(32) Prospectiva de I+D para robots de servicios (Proyecto EUROP, 2005).

Dentro de la optoelectrónica conviven áreas provenientes de la electrónica, de la óptica y de la física en general.

Algunos temas están en las etapas de investigación básica, en tanto que otros constituyen tecnologías con alto grado de madurez. A continuación, a efectos de sistematizar la presentación, se tomará como guía el listado presentado anteriormente, con leves modificaciones.

La investigación relacionada con los materiales ópticos involucra cuestiones tan diversas como el estudio del estado vítreo, la cristalografía, las propiedades ópticas de semiconductores y la química de polímeros.

Se destacarán dos casos de gran importancia y proyección:

• Films y ventanas de diamante obtenidos por CVD (Chemical Vapor Deposition). Posee gran cantidad de aplicaciones en alta tecnología tales como sustratos disipadores de calor para diodos láser, detectores de radiación, fotodetectores, emisores y componentes microelectrónicos. Al presente están en pleno desarrollo mejoras en métodos de fabricación y purificación, así como estudio de propiedades con diferentes dopantes.

• Materiales fotosensitivos que permiten la formación o "grabado" de filtros ópticos, redes de difracción u otros dispositivos optoelectrónicos por medio de la irradiación de apropiadas distribuciones de intensidad óptica. Un ejemplo importante de estos materiales son los vidrios calcogenuros.

Los llamados cristales fotónicos presentan gran interés desde el punto de vista de la investigación básica. La riqueza de fenómenos asociados puede inferirse por analogía con el enorme cuerpo de teoría y aplicaciones de la electrónica del estado sólido.

Desde el punto de vista de las aplicaciones, aparece la posibilidad de diseñar la estructura periódica a fin de lograr comportamientos específicos dado para un fin. Puede hablarse así de "ingeniería de índice de refracción".

En cuanto a las aplicaciones, una de las más promisorias es la fabricación de componentes miniaturizados para circuitos de óptica integrada o PIC (Photonic Integrated Circuits).

Se han implementado, diversos tipos de guías de onda ópticas, curvas, bifurcaciones en "Y", acopladores, etc. en distintos materiales semiconductores, así como cavidades ópticas para láseres, estructuras para mejorar el rendimiento óptico de LED´s, microantenas, y fibras ópticas fotónicas.

Los diodos emisores de luz o LED (Light Emmiting Diodes) se basan en el fenómeno de luminiscencia, que fundamentalmente consiste en la emisión de luz en semiconductores al recombinarse en pares de electrón laguna, que han sido convenientemente inyectados por el pasaje de una corriente eléctrica.

Tomando en cuenta los avances actuales y previsibles de estas tecnologías, y haciendo hipótesis razonables acerca del rendimiento y composición del conjunto incandescente –fluorescente en uso actualmente, se puede afirmar que la iluminación por LED es del orden de 3 a 4 veces más eficiente.

En promedio, un país consume alrededor del 20% de la energía eléctrica generada en iluminación, por lo que un aumento de la eficiencia de 50 a 150 Lumen Watt reduciría la energía consumida en iluminación a la tercera parte, con un ahorro global del 13% de la potencia total generada por el parque energético, con los obvios beneficios económicos y ambientales que ello representa. Adicionalmente, la vida útil es ya muy superior a la de las lámparas incandescentes y las fluorescentes.

Aparte de los LED de juntura semiconductora está en pleno desarrollo una variedad de alternativas diferentes. En la última década se ha demostrado la factibilidad de los LED orgánicos u OLED´s (Organic Ligth Emitting Diodes).

Una ventaja fundamental de estos dispositivos es que pueden producirse en grandes áreas y a costos relativamente bajos.

En algunos casos la eficiencia luminosa alcanza 19% y ya supera la de las lámparas incandescentes. Las grandes áreas obtenibles con esta tecnología posibilitan displays en todo tipo de productos de electrónica de consumo, industrial, médico, etc.

Por su parte, el láser a partir de su aparición en 1960 ha pasado de ser "una solución en busca de un problema" a tener relación o aplicaciones relacionadas con prácticamente todos los aspectos de la vida moderna.

Desde el punto de vista de su importancia económica, los láseres de diodos semiconductores superan a todos los demás tipos de láseres juntos, tomando el orden del 60% del mercado total global de láseres es aproximadamente U$S6.000 millones anuales.

Los láseres semiconductores son el componente central de una gran variedad de productos tecnológicos de consumo, industriales, médicos y militares tales como, impresoras, dispositivos quirúrgicos, de puntería y telemetría, de medición, alarmas, etc. Sus aplicaciones económicamente más importantes tienen lugar en dos áreas: almacenamiento de datos en reproductores y grabadores de CD y DVD y en comunicaciones ópticas, dado que son el emisor básico en los sistemas de fibras ópticas.

El mercado de diodos láser en sus distintas variantes alcanza ventas globales de aproximadamente U$S3.600 millones.

Entre las aplicaciones más novedosas, basadas en la idea de aumentar la potencia por apilamiento de varios dispositivos, se encuentran el procesamiento de materiales (corte y soldadura, tratamientos térmicos), procedimiento quirúrgicos (dermatología, remoción de tatuajes, cirugía general, cosmetología, remoción de cabello), marcado de productos directamente sobre metales, plásticos, madera.

La ventaja sobre otros láseres es su alto rendimiento, que puede llegar a más del 50%, compacidad y la posibilidad de emitir en longitudes de onda cada vez más cortas, lo cual mejora la precisión en cortes, perforaciones, marcado, etc.

Por último, una aplicación que cobra cada vez mayor significación es el bombeo óptico de láseres sólidos o DPSS (Diode Pumped Solid State), aptos para aplicaciones tan variadas como cirugía, reprografía, trampas de luz, interferometría, bombeo de osciladores ultrarrápidos, pinzas láser, y todo tipo de aplicaciones científicas.

Además de los diodos semiconductores, existe una importante variedad de láseres cuya aplicación está muy difundida.

En la tabla siguiente se enumeran los más importantes.

El volumen total del mercado de estos láseres es de aproximadamente U$S2.400 millones, aunque en ellos no figuran desarrollos especiales encarados por universidades u organismos de I+D ni sistemas de defensa.

Además de los dispositivos mencionados anteriormente, se debe agregar una gama de temas de investigación y desarrollo muy activos, con aplicaciones potenciales muy variadas, que tienen apoyatura en las ciencias básicas, especialmente la física cuántica y relativística.

Entre los más relevantes se puede mencionar:

• Láseres de electrones libres.

• Láseres "Quantum Wire" y "Quantum Dot".

• Generación de pulsos ultracortos.

Las comunicaciones constituyen la utilización primordial de las fibras ópticas. Según un informe de la compañía DOW CORNING, la longitud instalada en el 2005 fue de 68x106 Km., con una demanda que crece al 15% anual. De este total corresponden el 35% a Estados Unidos, el 20% a China, el 15% a Japón, el 15% a Europa Occidental, el 10% a "otros países asiáticos" y el 5% al "resto del mundo", entre los cuales esta Latinoamérica. Las cifras son aproximadas y se refieren a diferentes tipos de fibra, no estando discriminadas por tipo de aplicación. Con un costo aproximado de entre 15 y 35 U$S/Km. esto representa un mercado cercano a los U$S 2 MM anuales. Las compañías líderes son ALCATEL-LUCENT, CORNING Y PIRELLI, con sus fibras "TeraLight", "LEAF", y "FreeLight", respectivamente.

La tasa de transmisión de información por fibras ópticas puede ser incrementada utilizando la técnica de multiplexado. Esta técnica es conocida como Multiplexado por División de Frecuencias (Frequency Division Multiplexing, FDM) o bien multiplexado por división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM). Este último término es preferido en la mayoría de los casos.

El concepto de utilizar un gran número de canales con pequeña separación espectral recibe el nombre de Multiplexado Denso de Longitudes de Onda (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM), aunque más específicamente este término se reserva para

espacios reducidos.

Los trabajos de I+D de aplicación inmediata al mercado de fibras ópticas atacan la limitación fundamental al aumento de la velocidad de transmisión de información: la dispersión. Esta puede ser la Dispersión Cromática y la Dispersión por Modo de Polarización (Polarization Mode Dispersión, PMD).

Además de las comunicaciones, una aplicación importante de las fibras ópticas son los sensores de diversas magnitudes.

Los más relevantes son:

• Sensores de distancia.

• Sensores interferométricos.

• Sensores de campo eléctrico y de campo magnético.

Existen además sensores de fibra óptica para aceleración, velocidad, vibración, viscosidad, gases y productos químicos, flujo de líquidos, fuerza, humedad, nivel de líquidos, posición lineal y angular, radiación, sonido y estado de una superficie.

El mercado global asciende a aproximadamente unos U$S320 millones. Según ELECTRONIC CAST, el volumen de mercado en 2007 será de U$S425.7 millones y alcanzará los U$S566 millones en el 2010.

Las fibras son también utilizadas para iluminación en lugares poco accesibles en aplicaciones industriales o médicas y para observación remota, por ejemplo, en endoscopía.

Los fotodetectores pueden ser cuánticos o térmicos. Existe una amplísima industria de detectores para todo tipo de aplicaciones (comunicaciones, científicas, militares, etc.). Más recientemente han tenido gran desarrollo los sensores de imagen utilizando tecnología CCD (Charge Coupled Devices) que son la base de cámaras fotográficas, de TV, y equipos médicos o científicos.

La conversión de energía solar en eléctrica por medio de fotoceldas de silicio es una técnica bien establecida. El máximo teórico de eficiencia de conversión fue calculado por Shockley y Queisser en 1961 y es del 31%, aunque en dispositivos prácticos es bastante menor, típicamente del 15% y excepcionalmente alcanza el 20%. Para mejorar la eficiencia de conversión se han propuesto varios esquemas llamados genéricamente de tercera generación. Los mismos consisten en disponer materiales con bandas prohibidas escalonadas, o concentradores basados en técnicas de "Quantum Dots" que absorben energía del espectro solar y la reemiten en el rango apropiado para ser eficientemente absorbida en el semiconductor.

La generación de potencia por este medio alcanzó a 1744 Mw en el 2006, con crecimiento del 19% sobre el 2005. De este total, Alemania registra más del 50%. Las tecnologías utilizadas no son aún de 3ra. generación.

Los displays se utilizan en todo tipo de electrodomésticos, teléfonos celulares, en equipos industriales, informáticos, médicos y militares. Descartando el bien conocido tubo de rayos catódicos, que desaparecerá salvo para usos muy específicos.

Los mismos se pueden clasificarlos en:

• Display de plasma.

• Display de cristal líquido.

• Displays tipo OLED.

Para dar una idea del desarrollo esperable de la optoelectrónica se han tomado los diez temas más relevantes por su importancia económica o potencial inductor de cambio, algunos de ellos mencionados anteriormente.

Esta elección es en cierta medida arbitraria y personal, pero intenta reflejar las tendencias tecnológicas que modelarán la optoelectrónica y sus aplicaciones hacia la próxima década.

• Materiales ópticos de la familia del diamante y el SiC.

• LED´s para iluminación.

• Fusión D-T controlada por láser.

• Baterías solares de alto rendimiento en base a "quantum dots".

• Procesamiento de materiales con láser.

• Laser Fast Prototyping (Prototipado Rápido por Láser).

• Aplicaciones masivas de cristales fotónicos.

• Sistemas cuánticos de comunicación.

• Procesamiento cuántico de la información.

• Cirugía láser fotosensitiva (Terapia fotodinámica).

En cuanto a la cobertura por patentes, prácticamente todos los desarrollos se encuentran protegidos dado que en su mayoría son llevados adelante por grandes empresas de alta tecnología o universidades con directa vinculación con la industria.

Las aplicaciones de las TIC a la industria, son específicamente las de cuatro áreas comentadas:

• SEGOTI.

• Mecánica Computacional.

• Robótica.

• Optoelectrónica.

Más allá de las situaciones específicas de cada una de ellas, resulta claro que es necesario realizar un esfuerzo sistemático en todos los terrenos para superar el atraso y la dependencia tecnológica actuales, esto es que, debe formularse una plataforma completa de políticas para desarrollar una sociedad basada en el conocimiento con objetivos y metas hacia el 2020.

La oportunidad para la Argentina en el escenario global descrito previamente requiere que sus ramas y clusters productivos más importantes sean estimulados para que desarrollen proyectos de largo plazo, realmente desafiantes, y que por cierto conllevan tomar riesgos considerables.

El propósito de estos proyectos debe ser renovar productos, procesos, soluciones y conceptos de negocios, de este modo, estar preparados para posicionarse, de manera favorable para el país, en términos de incrementar su productividad, agregar valor y avanzar en las ramas de negocios, intensivas en conocimiento, de manera tal de posicionar a la Argentina como un actor cada vez más importante en el mundo en las próximas décadas.

La diferenciación basada en el conocimiento y los costos de producción son los factores principales que contribuyen a obtener ventajas competitivas; la Argentina tiene, circunstancialmente, la segunda característica, pero está lejos aún –excepto en algunos pocos segmentos– de ser reconocida en cuanto a la primera.

Junto con esto es necesario distinguir e impulsar aquellas áreas dentro de las ramas o clusters con el mayor poder de avance y éxito para la competencia global; estas áreas estratégicas por su potencial crecimiento son normalmente orientadas por la demanda (por los usuarios) y necesitan el énfasis en aproximaciones creativas e interacción entre diversas tecnologías. También hay que prestar especial atención a las interfaces entre los diferentes grandes sectores o clusters, que son los que habitualmente generan nuevos tipos de negocios que pueden dar lugar a nuevas compañías, en la intersección de diferentes tecnologías, muchas veces producto de disrupciones tecnológicas.

Finalmente, los servicios y conceptos de servicios se vuelven más y más importantes, tanto en relación con productos y la expansión de su alcance, así como, los negocios independientes. Particular importancia debe asignarse al desarrollo de conceptos de negocios, calidad y productividad de servicios. Los servicios también son importantes por la capacidad de generar empleo.

Los llamados sistemas de "TIC industriales" han sido, son y seguirán siendo verdaderos enablers para la renovación de las industrias y las cadenas de valor. Sucesivas innovaciones y disrupciones en las TIC –la PC, las redes y notablemente Internet– han significado correspondientes saltos cualitativos en la productividad, eficiencia y competitividad de las empresas y cadenas de valor, y han dado lugar a la creación de innovaciones, fundamentalmente en términos de nuevos servicios y tipos de negocios. Son bien conocidos por sus siglas en inglés C2B, B2B, G2B. Sin embargo, es con la integración de redes técnicas y productivas que vinculan equipamiento con alto nivel de automatismo y posibilitan la gestión centralizada con capacidades de procesamiento distribuida en la generación de productos y de su proceso de fabricación, que los sistemas SEGOTI impactan plenamente en las cadenas de valor en los niveles técnicos de ingeniería, desarrollo y producción. Aparece así una nueva generación de servicios inteligentes: M2M, E2E, etc.

El último paso, ya en marcha, consiste en la integración, sin solución de continuidad, entre la creación de productos, su producción, comercialización y administración. Surgen así los servicios P2B y E2B que posibilitan la integración de sistemas cooperativos y de optimización permanente de las operaciones. Esta nuevas generaciones de sistemas están en la base de las redes de fábricas on line mencionadas en la sección anterior que aparecen en el horizonte del 2020.

Desde esta perspectiva debe abordarse el análisis de los usos, aplicaciones, desarrollos y capacidades existentes en el país, tecnológicas y no tecnológicas, en relación con los SEGOTI, es decir, en términos de investigación, desarrollo e innovación de estas tecnologías, clave para la renovación de la industria en el sentido de agregar valor y competitividad a través de la utilización intensiva, creación de nuevos conocimientos, servicios y compañías capaces también de competir con éxito en el mercado internacional.

Abordar el análisis de las capacidades existentes en la Argentina respecto de los objetivos y requerimientos futuros descriptos sucintamente en el párrafo previo, requiere reconocer la actual situación de los actores involucrados, sus interrelaciones y evaluar la posibilidad de orientar o reorientar esfuerzos que ayuden a avanzar hacia los resultados perseguidos.

Los resultados preliminares de un proyecto de investigación aún en desarrollo ⁽³³⁾ señalan que, si bien la difusión de las TIC en la industria manufacturera ha venido creciendo, esta difusión presenta múltiples debilidades ya que es mayor en el área administrativa que en la de producción, predominando en ambas áreas herramientas de baja sofisticación. Así, por ejemplo, aunque gran parte de las empresas poseen páginas Web, pocas hacen ventas electrónicas o se relacionan con sus proveedores a través de ellas. A su vez, es aún poco frecuente el establecimiento de redes entre PyMEs para intercambiar electrónicamente información y/o cooperar local o sectorialmente. Tampoco se detectan evidencias de que la incorporación de las TIC estén produciendo cambios apreciables en las formas de organizar la producción y el proceso de trabajo.

__________

(33) Tramas productivas innovación y empleo. Financiado por la Agencia Nacional de Promoción Investigaciones Científicas PAV 097 2005-2007. (Comunicación privada de G. Yoguel y V. Robert).

Por otra parte, el referido estudio, analizando el caso de las tramas productivas de la industria automotriz y siderúrgica señala que, en el caso de la automotriz cerca de la mitad de las firmas utiliza software para asistir a los procesos productivos, en tanto que en la siderurgia esta proporción desciende a un tercio.

En lo que respecta a herramientas de gestión también existe un predominio mayor de difusión entre las firmas de la trama automotriz. Por ejemplo, mientras casi el 40% utiliza CRM y alrededor de un tercio utiliza SCM y ERP, en la trama siderúrgica estas proporciones caen al 25% en los tres casos.

En relación al software vinculado a la generación de conocimiento la muestra revela un escaso uso en ambas tramas (20% en la trama automotriz y 16% en la trama siderúrgica). Por cierto, en las empresas cercanas al núcleo de la trama la situación es mejor y las diferencias entre ambas es menos significativa pero en términos generales, la difusión es limitada a la vez que está positivamente relacionada con las competencias tecnológicas y organizacionales de las firmas.

En resumen, la capacidad de adopción y apropiación de las TIC está en estrecha relación con:

• Formas más complejas de organización del trabajo.

• Importantes esfuerzos de innovación.

• Presencia de equipos formales o informales de I+D.

• Por el desarrollo de importantes vinculaciones con firmas e instituciones.

Esto es, con capacidades más avanzadas en el manejo y creación de conocimientos, innovación, I+D y participación en redes.

Solamente en esta dirección será posible la renovación de los productos y servicios de las ramas industriales y solamente en este caso será posible utilizar toda la potencia de las TIC, como enablers, para lograrlos.

El cuadro de situación reseñado indica que es necesario realizar importantes esfuerzos para revertir esta situación con vistas a ayudar a la competitividad de la industria, comprendiéndolo como un esfuerzo de carácter sistémico al que deben concurrir actores públicos, privados y académicos de las más diversas disciplinas. Más precisamente, la relación entre las TIC y la industria es de "ida y vuelta": las TIC pueden ayudar a la modernización y renovación de la industria, pero es necesario modernizar y renovar la industria para que se las puedan apropiar.

En la introducción de este trabajo se presentan cuatro "claves del éxito" para el mundo actual:

• La formación de una fuerza de trabajo competente.

• El dominio del proceso de innovación.

• La creación de nuevos servicios, su conversión en nuevos productos y su exportación.

• La capacidad de explotar el conocimiento global.

Estas son las capacidades que es necesario analizar para tener una medida precisa de la situación de la Argentina en el mundo e identificar los esfuerzos necesarios para avanzar, en particular.

La educación universitaria, específicamente la formación de ingenieros de diversas especialidades en el espectro de las TIC para la industria, ha atravesado una gravísima crisis durante la década pasada con una enorme caída de la matriculación, con la única excepción de las carreras informáticas, de la que comienza lentamente a recuperarse.

Es bien conocida por estos días la demanda insatisfecha de la industria de profesionales en las varias especialidades relacionadas con las TIC. En varias casas de estudios el nivel de estas carreras, en lo referente a la formación científica y técnica es aceptable, aún cuando debería actualizarse en muchos aspectos; no ocurre lo mismo en cuanto a la formación de competencias conductuales que preparen adecuadamente a los jóvenes para la vida laboral y la educación continua en una sociedad basada en el conocimiento. Más grave aún es la situación de la educación técnica, virtualmente desaparecida en los años 90.

En cuanto a las capacidades de I+D e innovación, existen pocas empresas que realicen esfuerzos significativos en áreas relacionadas con las TIC y sus aplicaciones en la industria. Los registros del FONTAR –y más recientemente del FONSOFT– indican que si bien hay un aumento significativo de las presentaciones empresarias, en general el grado de innovación de los proyectos aún es pobre –y casi inexistente en relación con el estado del arte internacional– y son muy pocos, tanto en términos relativos como absolutos, los proyectos orientados a las aplicaciones en la producción.

Una proporción importante y creciente de proyectos corresponde al sector de software y servicios anexos, aunque también en este caso los proyectos corresponden a sistemas de gestión y a la mejora de las metodologías y procesos de las compañías.

La debilidad, y aún la inexistencia en muchos sectores, de redes o vinculaciones entre firmas es uno de los problemas más serios que enfrenta la industria en relación con el desarrollo de capacidades de innovación que permitan construir ventajas competitivas genuinas para las empresas locales en el contexto global.

Asimismo, las vinculaciones entre el sector productivo y el científico-técnico son igualmente débiles y son escasos los ejemplos de relaciones perdurables entre grupos de investigación y empresas, lo cual dificulta el flujo de conocimientos y experiencias que constituye un factor estratégico para el desarrollo y la competitividad nacionales.

No obstante, aún en un cuadro general de debilidad e insuficiencia, es posible identificar casos que van marcando un curso de desarrollo positivo en el desarrollo de las TIC; tal es el caso de la creación de Polos Tecnológicos en Córdoba, Rosario, Buenos Aires, Mendoza, Tandil y más embrionariamente en el Litoral y en Jujuy. Estos polos, si bien predominantemente orientados al software y sus servicios anexos, agrupan a cientos de empresas, la mayor parte PyMES e instituciones académicas, y comienzan a desarrollar redes que, naturalmente, van incluyendo compañías y grupos de investigación de otras tecnologías. También son relevantes en el sentido del desarrollo de segmentos de las TIC y sus aplicaciones las actividades de empresas basadas en tecnologías de punta como INVAP y SIDERCA (notablemente el CINI), e instituciones como CONEA, CONAE e INTI.

En las universidades, casi exclusivamente públicas, que concentran la mayor parte de las actividades de investigación, la situación, si bien ha mejorado en los últimos años a instancias del incremento de fondos para ciencia y tecnología, junto con un reconocimiento de la importancia de las TIC por parte de las autoridades, la situación aún dista mucho de ser satisfactoria. Por cierto, los informes que acompañan este documento describen una situación preocupante en áreas importantes como la robótica y la optoelectrónica, y mecánica computacional en cuanto a la vinculación de la investigación con la producción; en el ámbito de las comunicaciones la investigación es realmente escasa, en electrónica y microelectrónica existen grupos relativamente pequeños que recién en los últimos años han comenzado a interactuar y en informática la mayoría de los grupos activos en I+D se orientan hacia la investigación básica y sus objetivos y temáticas están bastante alejados de las áreas consideradas importantes para el desarrollo del sector.

En resumen, es necesario formular y llevar adelante una política industrial de nuevo tipo, desde una perspectiva que apunte a ayudar a la renovación de los segmentos industriales, esto es aumentar la competitividad y productividad, sobre la base agregar valor basado en el conocimiento y la innovación con vistas al 2020.

Es necesario reconocer que deben realizarse múltiples y persistentes esfuerzos de carácter sistémico, que involucren a las TIC industriales como parte importante –aunque obviamente no solamente a ellas–, en el sentido de construir redes que incluyan empresas y centros de investigación científica y aplicada, identificar especializaciones que permitan abordar mercado externos exigentes, fortalecer y renovar la educación superior y tecnológica, fortalecer la investigación básica y a la vez promover la circulación de conocimientos y la colaboración entre universidad y empresa. Algunos pasos en esta dirección se han comenzado a dar, aunque aún es prematuro aventurar conclusiones, las leyes de Promoción del Software y el Foro del Software, las iniciativas del INTI antes mencionadas, las convocatorias a proyectos PAE y PI-TEC, la próxima creación de la Fundación Sadosky para las TIC, entre otras, aparecen como instrumentos válidos para lograrlo.

Las formulaciones tecnológicas proyectadas están basadas en la visibilidad de una nueva generación de componentes activos y los avances en materia de inteligencia artificial y SW de avanzada.

Ya se ha mencionado las tendencias principales de las TIC industriales hacia las próximas décadas, y se indica que las mismas serán factibles de implementación solamente en el marco de las denominadas arquitecturas y paradigmas cooperativos aptos para cualquier modalidad de producción. En este contexto, la integración completa intra e interempresa desde la producción hasta la comercialización y las finanzas da lugar a una nueva clase de servicios denominados P2B (Production to Business).

La Argentina, así como América Latina en general, presenta un cuadro de situación de caracterizado por carencias y desigualdades bastante marcadas respecto de los países desarrollados tanto en el uso, como en las aplicaciones y la producción de SEGOTI.

En tanto un conjunto de grandes compañías, muchas de ellas filiales de multinacionales, se aproximan a los estándares internacionales y se encuentran en una situación relativa aceptable para avanzar en la integración de los sistemas, la mayor parte de las empresas –PyMEs en su gran mayoría– se encuentran atrasadas respecto del uso y aplicación de las TIC en los aspectos de gestión y administración, y más todavía en lo referente a producción y comercialización. Diversas encuestas y trabajos de investigación dan cuenta de este atraso (ver Yoguel et al, ITPymes, Observatorio UNLP, etc.) y esta situación claramente afecta y afectará aún más la competitividad de estas empresas, que juegan un papel relevante en ramas tradicionalmente importantes de la economía nacional, como la industria de la alimentación y la textil.

Una mirada a futuro del segmento de los SEGOTI debe incluir dos aspectos centrales: por una parte debe ser un promotor de la modernización y la competitividad de la industria local; por la otra, debe ser capaz de encontrar los nichos que posibiliten un posicionamiento internacional de la Argentina como proveedor de productos y servicios competitivos en los mercados externos.

Ambas cuestiones deben concebirse como aspectos complementarios de un mismo sistema, en efecto, la competitividad de la industria nacional es tal solamente en relación con el mercado global, aún cuando pueda llevar un enorme esfuerzo conseguirla. En tal sentido, los productos y soluciones de hardware, software y sistemas integrados que deben construirse hacia la próxima década deben corresponder con las nuevas generaciones de SEGOTI que se han descripto en las secciones anteriores. En este sentido, si bien puede resultar provechoso para el crecimiento de las empresas y la generación de empleo promover una política basada en la sustitución de importaciones, este tipo de estrategias tiene necesariamente poco alcance, tanto desde el punto de vista de las empresas productoras de SEGOTI como de las consumidoras; el cambio tecnológico es lo suficientemente rápido y disruptivo como para esterilizar la mayor parte de los esfuerzos invertidos en esta dirección.

Una política de promoción del segmento SEGOTI solamente puede concebirse como una política de renovación y fortalecimiento de la industria, al menos en sus segmentos o clusters productivos relevantes, siendo estos sistemas un argumento fundamental para lograr este objetivo. En un trabajo de investigación consultado para este documento se presenta un análisis acerca del impacto que causaría una fuerte apropiación de estas tecnologías sobre 25 ramas productivas primarias e industriales, tomando en cuenta tanto factores en el nivel individual de los trabajadores, en el nivel de la empresa y de la cadena de valor correspondiente. El análisis, basado en consultas a especialistas acerca de las tendencias de inversión en tecnologías, toma en cuenta el impacto sobre 22 aspectos que mejorarían la actividad productiva, y presenta una evaluación cualitativa de los mismos en las mencionadas ramas de actividad, clasificándolos en "alto impacto", "impacto moderado" y "bajo o ningún impacto"; el resultado general es que el 67% de los casos muestra un alto impacto, el 30% un impacto moderado y el 3% impacto bajo o nulo. Es decir, la apropiación de los SEGOTI resultaría en impactos importantes tanto en la productividad como en la competitividad de todas las ramas industriales. Por cierto, esta modernización requeriría alta inversión en el 60% de los casos y de una inversión moderada en un 30%; sin embargo, dos cuestiones de fondo deben ser consideradas a la hora de evaluar la posibilidad efectiva de llevar a cabo este aspecto de la renovación de los segmentos productivos relevantes: por una parte, la capacidad real de implantación y apropiación tecnológica de las empresas, clusters y cadenas de valor; la capacidad real de producción (al menos parcial), integración, soporte y capacitación necesarias por parte de las compañías del lado de la oferta, particularmente de firmas de capital nacional.

En resumen, el desarrollo del segmento de los SEGOTI –al igual que en todos los ámbitos de las TIC– es un desafío multifacético, sistémico, que requiere de cambios culturales a veces muy profundos en las industrias y que fundamental mente debe estar basado en la investigación, desarrollo, educación, innovación tecnológica, creación de nuevas compañías, tanto mirando las necesidades de la industria local, cuanto las oportunidades de abordar nuevos mercados externos. Naturalmente, esta visión requiere de un accionar común del sector público con el privado y el académico que deben definir en conjunto políticas, estrategias y esfuerzos.

No obstante, debe destacarse que hasta la década del ’70 y parcialmente durante los ’80 existía una notable red de proveedores de equipos aplicables en estos sistemas de desarrollo y diseño nacional. La mayoría de ellos fueron desactivados durante los ’90 y aún no han resurgido, a pesar de que, como se ha dicho en la sección anterior, en un reciente relevamiento se han detectado alrededor de 900 empresas nacionales del rubro electrónico que producen, y aún exportan, una interesante gama de productos; así mismo, existe en el país un conjunto de empresas que producen software de gestión y planificación (ERP) sumamente exitosas que exportan sus productos a diversos mercados internacionales.

Entre los productos fabricados o factibles de serlo localmente pueden considerarse:

• PLC´s.

• Controladores y accionadores.

• Sistemas de Seguridad.

• Accionadores de AC.

• Software MHCS.

• Software CPAS.

• Software de Gestión de Producción.

• Software General.

• HMI.

• Transmisores.

• Medidores de Flujo.

En un plazo más largo es posible el desarrollo de computadores de producción y algún equipamiento para la producción de nanodispositivos.

A los efectos de precisar las recomendaciones éstas se dividen en 2 categorías:

• Sobre el Desarrollo Industrial del Segmento.

• Sobre el Desarrollo Tecnológico.

Las recomendaciones para lograr un desarrollo del segmento de Sistemas Electrónicos de Gestión y Operación Técnico Industrial (SEGOTI) se esquematizan en las siguientes consideraciones:

• Resulta prioritario divulgar, en términos técnicos y operativos, las ventajas de la implantación y apropiación de las prácticas derivadas de estos en los distintos sectores industriales, sobre todo en aquellos sectores donde las capacidades de uso son nulas o escasas.

• Para ello se puede recurrir a ciclos de divulgación, formación a nivel universitario de grado como orientación de carreras de ingeniería y de postgrado en automación industrial.

• Es necesario impulsar la formación de empresas integradoras e instaladoras especializadas en los diferentes nichos y sectores industriales.

• Asimismo es necesario impulsar la formación y el crecimiento de empresas para el desarrollo de SW vinculado al segmento en estudio.

• Los mecanismos de implementación de estos dos últimos aspectos de un programa nacional deberían ser la adjudicación de créditos, subsidios, aportes a fondos perdidos y otros apoyos a planes específicos de empresas dedicadas a la integración e instalación de sistemas.

• En determinados nichos de sistemas, equipos o subsistemas es necesario impulsar la formación de empresas o grupos de diseño, desarrollo de HW, redes y equipamientos.

• Caben en este aspecto mecanismos similares a los señalados en el apartado anterior y establecer asociaciones con universidades y centros oficiales de I+D.

• Es altamente conveniente impulsar el desarrollo, la adaptación o clientización de SW. Se deberían utilizar los mecanismos indicados anteriormente.

• Determinados equipamientos de uso en varios tipos de sistemas y subsistemas pueden ser fabricados localmente. Para ello es necesario aportar créditos a tasas preferenciales, subsidios, aportes a fondos perdidos, etc.

Cabe destacar la importancia de apoyos adicionales a las PyMEs y ì-empresas dedicadas al segmento en cualquiera de las funciones consideradas.

Debe también considerarse que las PyMEs de los diferentes sectores industriales pueden representar un gran mercado potencial para lo cual sería deseable contar con sistemas de control y accionamiento industriales adaptadas a la dimensión de aquellas.

Teniendo en consideración las tendencias de largo plazo debieran ser incentivadas y apoyadas investigaciones y desarrollos de tecnologías en los campos de:

• Optoelectrónica.

• Inteligencia Artificial.

• Fotónica.

• Procesos productivos de nanodispositivos básicos.

En este sentido cabe encarar las investigaciones a partir de las actividades en curso de las UUNN y en CITEFA.

Estas líneas de desarrollo tecnológico permitirían, eventualmente, en un horizonte de más de 10 años, reunir los conocimientos necesarios para generar nanodispositivos fotónicos de aplicación en equipamientos y controles que podrían emplearse en procesos industriales tanto continuos como discretos que requieran procesamientos automáticos de alta precisión.

De todas formas, una estrategia de mediano y largo plazo debe incluir en un lugar central proyectos como el Instituto de Diseño de Microelectrónica y la Fundación Sadosky para las TIC ya mencionados. Esto es, iniciativas de carácter público-privada-académica que apunten en la dirección del fortalecimiento de la industria, la generación de propiedad intelectual en términos de la creación de nuevos conocimientos, productos y servicios que potencien la producción local y permitan la inserción de la Argentina en el mercado mundial, en el mediano plazo.

En relación a este foco tecnológico la situación argentina puede ser resumida por las siguientes premisas generales:

• La Argentina cuenta con un sector científico nacional fuerte, de relevancia a nivel internacional pero con dificultades para la captación de jóvenes. Asimismo existe bajo contacto con el sector productivo, no por falta de oferta sino por falta de demanda.

Entre los grupos de investigación y desarrollo se destacan:

• Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ingeniería (CIMEC) radicado en INTEC-CONICET Santa Fe.

• Grupo de Mecánica Computacional del Centro de Investigación Industrial de Tenaris Siderca (CINI).

• Grupo de Mecánica Computacional del Instituto Nacional del Agua (INA).

• Grupo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Tucumán.

• KB Engineering SRL.

Todos estos equipos mantienen un muy buen nivel de producción científica, relaciones con instituciones del exterior y diversos grados de relación con la industria o el sector público a nivel de actividades de distinto tipos. Sin embargo, solamente en el caso del CINI y del INA se registran actividades de participación en procesos de desarrollo de tecnologías.

En la Argentina hoy existe un marcado déficit en el número de ingenieros disponibles para integrarse en los niveles de iniciación de los centros de investigación existentes. Existe una importante cantidad de egresados de la licenciatura en física trabajando en el tema y notablemente no existe un número considerable de matemáticos. A nivel de posgrado se han desarrollado maestrías específicas en las universidades nacionales de Buenos Aires, Córdoba y Tucumán, y tesis doctorales en UBA, UNL, Instituto Balseiro, UNT y UNS.

• Un importante desarrollo a nivel de aplicaciones sencillas de la ingeniería civil y mecánica.

• Un bajo nivel de utilización a nivel de aplicaciones complejas destinadas al desarrollo de procesos/productos. Sólo se ha detectado un desarrollo formal y sostenido en el CINI de TENARIS SIDERCA.

A pesar de que esta disciplina es indispensable para el desarrollo de nuevos procesos, productos y servicios o para la optimización de los existentes, las perspectivas de utilización de la Mecánica Computacional no parecen alentadoras en el corto plazo. Grandes sectores de la industria argentina son filiales de multinacionales con centros de decisión tecnológica en el exterior y no realizan desarrollos locales de tecnología. Las PyMEs en general no creen contar con el tiempo/recursos necesarios para utilizar la herramienta.

De todos modos, sobre la base de la excelencia científica alcanzada por algunos grupos, desarrollos y transferencias a la industria y la formación de escasos pero buenos recursos humanos, aparece como factible diseñar una estrategia que posibilite el crecimiento de esta disciplina y fundamentalmente una mayor utilización en diversas ramas de producción y servicios, tanto para potenciar desarrollos tecnológicos locales como para la creación de empresas que puedan abordar mercados externos; particularmente, parece apropiado explorar la factibilidad de asociaciones de los equipos expertos disponibles en la Argentina con empresas del sector del software y sus servicios asociados.

Tomando en cuenta las fortalezas y debilidades que se observan en esta disciplina, es evidente que resulta necesario diseñar un programa de promoción que, sin grandes esfuerzos podría dar resultados importantes en el mediano plazo. Un programa de este tipo debería tomar en cuenta la necesaria formación de más y mejores recursos humanos, las dificultades de adopción de las empresas nacionales y las nuevas aplicaciones de la mecánica computacional hacia el futuro, mencionadas en la primera sección de este capítulo.

Entre las medidas necesarias para lograrlo deben mencionarse los temas que se detallan a continuación.

• Formación de recursos humanos:

Con el objetivo de incrementar la cantidad y calidad de recursos humanos disponibles se recomienda:

- Incentivar la inclusión del tema mecánica computacional en las currículas de las carreras de Ingeniería.

- Incentivar la formación continua de los ingenieros sobre el tema.

- Incentivar la formación de posgrado en la especialidad, tanto a nivel de la formación de doctores como de estadías posdoctorales en centros de excelencia en el exterior.

• En relación con la industria y las aplicaciones:

Promoción de la relación academia-industria y creación de empresas innovadoras:

- Financiamiento para incentivar y facilitar la relación entre las PyMEs y los grupos de excelencia existentes para que las empresas conozcan y puedan recurrir a estas instituciones para resolver problemas tecnológicos de su interés.

- Apoyo al desarrollo de grupos en las empresas o asociaciones de empresas y equipos de investigación que trabajen en temas afines o se especialicen en aplicaciones de cadenas de valor de interés común.

- Creación de nuevas empresas innovadoras que desarrollen soluciones y servicios especializados, con el objetivo de dar respuestas a problemas del mercado local o mercados externos. Estas nuevas empresas podrían nacer de los actuales grupos en el formato spin-off y/o de asociaciones con empresas ya existentes, particularmente empresas de software que deseen potenciar sus capacidades o ampliar sus objetivos de negocios; en tal caso, se podría utilizar la Ley de Promoción del Software y otros beneficios asociados con el sector, como los programas del FONSOFT.

El costo del robot no es de ninguna manera el factor limitante para su utilización, aún en la pequeña y mediana industria (PyMEs). Por otro lado, entre 1990 y 2004 los precios se redujeron en un 50%, al mismo tiempo que esos equipos experimentaron importantes mejoras. En promedio: tiempo medio entre fallas, de 5.000 a 40.000 horas; aumento de velocidad, 40%; aumento de precisión, 70%; aumento en la capacidad de carga, 60%; mayor alcance, 35%.

Incrementar la participación de los robots industriales en los procesos productivos, y resolver la incorporación de robots a nuevos procesos es el gran trabajo que sigue en el corto y mediano plazo (año 2020 para los tiempos de evolución en robótica). Paralelamente, para facilitar la tarea de implementación de nuevas aplicaciones, se seguirá trabajando en la mejora del sistema de control y en la articulación de los avances que se realizan en el ámbito científico.

Las empresas no automotrices y las PyMEs seguramente:

• Mejorarán sus productos y procesos para minimizar la intervención manual.

• Comprarán máquinas que sean fáciles de operar en forma automática.

• Se preocuparán por ofrecer un ambiente creativo de trabajo para atraer a los mejores estudiantes universitarios.

Por otro lado, las empresas fabricantes de robots invertirán más:

• En el desarrollo de paquetes de soluciones para nuevos usuarios.

• En estudios de factibilidad en las PyMEs.

• En hacer que sus robots sean más simples para poner en producción.

Muy probablemente, según pronósticos del mercado de proveedores de robots, en este siglo la industria alimenticia llegará a ocupar el segundo lugar después de la automotriz, en cuanto a la utilización de robots en el mundo, y tal vez la alcance; Europa muestra una tendencia en este sentido. En la industria alimenticia no es un factor tan importante la eliminación de tareas riesgosas para el ser humano, como lo es en la automotriz. Pero se dan en forma decisiva los restantes motivos para la robotización. El nivel de calidad es cada vez más exigente. La rotación de productos/presentaciones es aún mayor que en la industria automotriz por lo que la automatización no puede ser rígida, y la necesidad de bajar costos y aumentar la productividad es imperiosa. Además, está creciendo el volumen y concentración de las empresas.

Por otro lado, por el tipo de procesos y productos que se elaboran y manipulan, las tareas requieren que los sistemas automáticos puedan adaptarse a pequeños cambios o incertezas durante su ejecución. Para satisfacer adecuadamente este mercado en crecimiento, deberán aumentar significativamente las implementaciones de robots utilizando sensores externos, especialmente de visión.

Finalmente, tal como se mencionó al comienzo, la venta de robots para tareas de servicios, crecerá seguramente a un ritmo mucho más alto que el de los robots industriales. En este sentido es interesante tomar en cuenta las visiones sobre este mercado emergente de los líderes tecnológicos; la European Robotics Platform (EUROP), señala: "la visión europea para los futuros robots de servicios es la de los robots empowering a los ciudadanos europeos. La base de este empowerment es que los robots trabajan con la gente en lugar de estar aislados de la gente; y que los robots interactúan con gente y entre ellos, evolucionan, aprenden y adaptan su comportamiento a los requerimientos de la tarea que se les asigna y al ambiente en el que están inmersos. Más aún, con la creciente emergencia de la computación ubicua y los contextos comunicacionales, los robots podrán acceder a una base de conocimientos ilimitada y coordinar sus actividades con otros dispositivos y sistemas. Ulteriormente, la creciente difusión de la computación ubicua llevará a las tecnologías robóticas a integrarse en las redes ubicuas de las TIC hasta convertirse en sus agentes de la acción física, dando como resultado ambientes activos en el hogar, oficinas y espacio público. Los robots como unidades capaces de moverse, sensar, actuar, tomar decisiones se volverán parte de redes de artefactos para proveer individual o colectivamente, nuevas capacidades, aplicaciones y servicios".

Los desafíos tecnológicos, clave que es necesario abordar para preparar una industria de aplicaciones de robots de servicios competitiva incluyen:

• Componentes robóticas.

• Sistemas de robots inteligentes y cognitivos.

• Ingeniería de sistemas, incluyendo:

- Sistemas modulares integrados.

- Sistemas de robots centrados en redes.

Tomando en cuenta las consideraciones previas, podría formularse una visión orientativa formulada en torno de los siguientes objetivos de corto, mediano y largo plazo:

La situación de la robótica en la República Argentina, y en Latinoamérica, es consistente con la descripción general expuesta en la segunda sección de este capítulo. En la Argentina el número de robots podría ser estimado en 500 actualmente, tomando en cuenta el crecimiento e inversiones de la industria automotriz, la diferencia con los países avanzados resulta en dos órdenes de magnitud.

Sin embargo, la industria automotriz argentina tiene un grado de robotización razonable y en algunos casos, comparable a los niveles internacionales. Esta situación se da a nivel mundial, por la altísima competitividad en el ramo, una fábrica de automóviles no podría mantenerse en ningún lugar del mundo sin los altos niveles de calidad, productividad y cuidado de la salud de sus operarios.

En cuanto a las no automotrices, el nivel de robotización es casi nulo. Por este motivo, y al arrancar desde un piso muy bajo, es esperable una alta tasa de crecimiento en la instalación de robots en las mismas. Este hecho estará seguramente fomentado por buenas expectativas de ventas a nivel mundial, pero además, será necesario para las empresas instaladas en la Argentina porque:

• Las condiciones de trabajo penosas, riesgosas e insalubres, que antes eran consideradas "inevitables" en muchas industrias, hoy ya no pueden aceptarse y pueden ser penadas por la legislación laboral.

• Los niveles de calidad y productividad que antes eran necesarios para ganar nuevos mercados, hoy simplemente son necesarios para lograr que la empresa perdure.

• La productividad no podrá sostenerse en base a salarios bajos.

Utilizando como referencia muy general para el mediano plazo las tendencias en Europa y las expectativas mencionadas anteriormente, es natural esperar en la Argentina que los incrementos en robotización de las industrias no automotrices se den prioritariamente en alimentación, fabricación de maquinarias y equipos, y química (incluye plástica, farmacéutica, cosmética y petróleo). Las implementaciones probablemente utilizarán con frecuencia sistemas de visión para la industria alimenticia, y de visión y sensado de fuerza para tareas de montaje, en fabricación de maquinarias y equipos.

En la Argentina no parece haber actividad empresaria alguna relacionada con el desarrollo y diseño de robots, los objetivos alcanzables en el corto/mediano plazo tendrían entonces que ver con una mayor utilización de robots a las industrias que ya los utilizan y con la inserción de los mismos en nuevas ramas industriales, tal como se indicó anteriormente. En tal sentido, la situación parece relativamente buena pues, junto con el actual sostenido crecimiento económico, el país dispone de una estructura de comunicaciones e informática actualizada, y existe un número no despreciable de industrias que cuentan con equipamiento tecnológico de punta, que las predispone positivamente para mejorar su eficiencia con automatización en general y robótica en particular. Por otro lado, ya existen unos pocos profesionales formados en las universidades argentinas, que están trabajando en empresas proveedoras y usuarias de robots instaladas en el país.

Por otra parte, varias universidades tienen grupos de investigación y docencia trabajando en robótica desde hace más de 20 años, y cuentan con robots en sus laboratorios. Entre ellas se destacan: la Universidad de San Juan –Instituto de Automática- (Facultad de Ingeniería), la Universidad Tecnológica Nacional -Facultad Regional de Córdoba-, la Universidad de Buenos Aires -Facultad de Ingeniería- (Laboratorio de Robótica) y Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (Dpto. de Computación), la Universidad Nacional de La Plata -Facultad de Ingeniería-, y la Universidad Nacional del Sur (Dpto. de Ingeniería Eléctrica). En algunos casos mantienen proyectos de cooperación con empresas y con universidades de otros países. El área de investigación recibe apoyo a nivel nacional a través de distintas líneas de subsidios de la Secretaría de Ciencia y Técnica. La Comisión Nacional de Energía Atómica también desarrolla actividades de investigación en robótica. También se realizan periódicamente, desde hace 20 años, congresos y jornadas científicas sobre robótica, en algunos casos con participación de expositores extranjeros, principalmente de países latinoamericanos.

En el campo de la robótica industrial en la Argentina aparecen varios problemas que deben ser atendidos simultáneamente para lograr un avance sustancial en la robotización de las ramas industriales que se han mencionado. El objetivo es claramente aumentar la productividad y la competitividad de dichas industrias y en tal sentido es recomendable el desarrollo de un programa que abarque entre otros los siguientes aspectos:

• Renovación y capacitación de las empresas fundamentalmente en cuanto a sus capacidades tecnológicas y procesos productivos. Sin estos elementos es muy difícil la incorporación de robots en la producción.

• Integración de las empresas con los equipos universitarios y científico tecnológicos que posibilite la transferencia de conocimientos específicos y posibilite la reconversión empresaria. Estos equipos deberían incluir no solamente especialistas en robótica y automación, sino también expertos provenientes de la economía, planificación, etc. Es crucial en este sentido apoyar a las PyMEs que busquen modernizarse en este sentido, con créditos blandos y subsidios de los organismos públicos como los del PRE de la SePyME o del FONTAR de la ANPCYT. Es importante que el INTI también participe en este proceso.

• Formar especialistas en las carreras de grado y posgrados en las ingenierías electrónica, mecánica, industrial e informática a través de la inclusión de los contenidos apropiados de robótica en cada uno de los casos. Es también necesario promover estadías doctorales y posdoctorales en centros de excelencia internacionales.

Ya se ha indicado que, más allá de las indiscutibles ventajas que ofrece la robótica industrial como promotora de la competitividad y eficiencia de las empresas, alrededor de 2/3 del mercado mundial se inclina por el desarrollo de robots de servicios profesionales y personales. Este tipo de robots presentan desafíos novedosos en todas las áreas de la disciplina, desde el diseño y construcción de partes mecánicas hasta los aspectos relacionados con algoritmos e inteligencia artificial; en este sentido, se trata de un área que, en varios aspectos presenta nuevas, y en muchos casos inexploradas, "ventanas de oportunidad" para la investigación, el desarrollo, el diseño y la creación de nuevas empresas, fundamentalmente a través de la creación de servicios innovadores que pueden encontrar mercados externos sumamente receptivos y potentes. Por cierto, los grupos de investigación antes mencionados tienen capacidades sobradas para servir de base de conocimientos e investigación para atacar esta área. De hecho, el equipo de "fútbol robótico" de la Universidad de Buenos Aires (UBA) ha tenido excelentes desempeños, el CITEI del INTI ha participado en un proyecto de desarrollo de una "silla inteligente" para personas con discapacidades motoras. Es necesario entonces promover y apoyar estas capacidades con la visión de generar nuevas empresas especializadas, tal vez no necesariamente en la construcción de robots, pero si en el desarrollo de soluciones, diseños, servicios de I+D que permitan crear una masa crítica de compañías entrelazadas con equipos científicos que puedan competir a nivel internacional.

Si bien el uso de los productos de la optoelectrónica es, en términos relativos, muy importante en nuestro país, y su tasa de crecimiento pareciera ser similar a la mundial (20% anual, de U$S364.000 millones en el 2005 a U$S1.000.000 millones esperados en el 2015), son muy pocas las empresas que hacen de la optoelectrónica su actividad principal. Sus actividades predominantes consisten en importar instrumentos y equipos, o desarrollarlos importando ciertos componentes críticos. Las empresas de mayor relevancia son: Winters Instruments –dedicada a instrumentación electrónica, barreras emisor-receptor, palpadores de proximidad difusos, detectores de color, detectores de luminiscencia, medidores de distancia–, Laseroptics – comercialización de productos importados y al desarrollo local de equipos específicos para la industria, científicos, medicina y enseñanza–, debe mencionarse especialmente a INVAP SE que si bien no hace de la optoelectrónica su actividad principal, realiza desarrollos avanzados para aplicaciones espaciales (cámaras, sensores) o nucleares (láseres especiales para fotofísica o ingeniería isotópica) para citar algunas de las más significativas. Además, existe del orden de una decena de importadores de componentes optoelectrónicos convencionales –LED, fotodiodos, fototransistores, displays, de diversos tipos– que se comercializan por los mismos canales que los componentes electrónicos y se utilizan en la industria. No hay fabricación local de ninguno de los componentes ofrecidos.

Por otra parte, existen importantes grupos de investigación en universidades y otras instituciones del sistema científico que abordan temas centrales para el desarrollo de la optoelectrónica a nivel internacional. También en esos centros se desarrollan tesis de doctorado en dichas áreas. Los grupos más importantes se radican en: Facultades de Ciencias Exactas Físicas y Naturales y de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, Instituto Balseiro, Universidad de La Plata, Universidad del Centro de la Provincia de Buenos Aires y la Universidad de Córdoba.

Los centros de investigación más importantes son:

Centro de Investigaciones Opticas (CIOP): dependiente de CIC y CONICET, estrechamente vinculado con la UNLP, desarrolla un amplio abanico de investigaciones teóricas y aplicadas, dicta cursos y seminarios de posgrado, actualización y perfeccionamiento sobre varios temas de interés práctico.

• Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones (CEILAP): dependiente de CITEFA. Centrado en el desarrollo de láseres y sus aplicaciones científicas, industriales, médicas y militares. Realiza actividades de formación de recursos humanos de grado y posgrado en colaboración con varias universidades, así como de actualización profesional.

• INVAP SE: ha realizado desarrollos específicos en aplicaciones de la optoelectrónica, particularmente al área satelital. En los últimos años ha creado un grupo de láseres moleculares para aplicaciones fotofísicas (enriquecimiento y separación de isótopos) con capacidad de encarar desarrollos propios.

En cuanto a la formación de profesionales y especialistas, en varias facultades de ingeniería se dicta la asignatura optoelectrónica en carreras de grado de ingeniería electrónica e informática.

Habitualmente se dictan los contenidos fundamentales de láseres, fibras ópticas, detectores y aplicaciones más usuales. Las materias se dictan en las facultades de Ingeniería de la UBA, UNSL, UNT y UTN (FRBA). En cuanto a la formación de especialistas, existe una carrera de Magister en la Facultad de Ingeniería de la UBA y carreras de magíster y doctorado afines en la Universidad de Tucumán.

De acuerdo con la prospectiva global al comienzo de este libro, es previsible que las siguientes diez áreas claves de la optoelectrónica se conviertan en drivers para el desarrollo tecnológico y de negocios en las próximas décadas:

• Materiales ópticos de la familia del diamante y el SiC.

• LED´s para iluminación.

• Fusión D-T controlada por láser.

• Baterías solares de alto rendimiento en base a "quantum dots".

• Procesamiento de materiales con láser.

• Laser Fast Prototyping (Prototipado Rápido por Láser).

• Aplicaciones masivas de cristales fotónicos.

• Sistemas cuánticos de comunicación.

• Procesamiento cuántico de la información.

• Cirugía láser fotosensitiva (Terapia fotodinámica).

Sobre esta base, es posible concebir dos escenarios posibles para la Argentina, un escenario "de mínima" y otro "de máxima". En el primero, se asume que la situación seguirá siendo aproximadamente la actual, en la cual, las tecnologías se importan y se utilizan con poco o ningún valor agregado. En tal caso de los 10 ítems señalados con viñetas, casi seguramente seguirán ese proceso; el segundo, el cuarto, el quinto y el décimo. Los dos primeros generarán un significativo ahorro energético que podría incluso ser potenciado por exenciones impositivas, en tanto que los otros tendrían importante impacto en la industria y los tratamientos médicos. Los restantes ítems no tendrían demasiado efecto en la próxima década dado que probablemente no alcancen aún un desarrollo masivo a nivel internacional que autorice a prever una utilización de importancia en la Argentina.

En la hipótesis "de máxima", podrían establecerse, de contar con adecuada promoción ciertas industrias que permitirían satisfacer el mercado local y exportar en prácticamente todos los ítems salvo en fusión por láser y procesamiento y codificación cuánticos, que exigirían inversiones fuera de escala con la Argentina. Asimismo, como se ha visto, nuestras universidades e institutos de investigación poseen una importante capacidad de desarrollo en sistemas optoelectrónicos complejos para muy diversas aplicaciones lo que puede dar origen a actividades industriales económicamente significativas.

Por cierto, es deseable orientar los esfuerzos en términos de la postura "de máxima" hacia el 2020 y, en ese sentido, es necesario identificar las líneas de investigación y desarrollo, y de negocios que posibiliten el desarrollo de una masa crítica de empresas, recursos humanos calificados en los niveles adecuados, investigación y desarrollo, a fin de satisfacer las demandas locales y abordar mercados externos, en un área cuyo crecimiento resulta, a todas luces, impresionante. En este sentido, como un primer paso, identificar las áreas de interés que aparecen como oportunidades factibles de ser encaradas por la Argentina.

Es poco probable que en la Argentina pueda desarrollarse una industria significativa de componentes optoelectrónicos. Los mismos están en manos de relativamente pocas compañías de escala global, ya insertadas o con fuerte tendencia a desplazarse hacia Japón, China, Corea, Taiwán, India y otros países del sudeste asiático. Esta debilidad de la Argentina en el área está en línea con la casi total desaparición de la industria de componentes electrónicos convencionales operada en las últimas décadas. Si embargo, eso no significa que la Argentina deba estar ausente del desarrollo de ciertos componentes especiales. Posibles áreas a desarrollar en el país son aquellas que se basan en tecnologías que requieren inversiones relativamente modestas (comparadas con las usuales en microelectrónica), tales como componentes (orgánicos LED´s, concentradores para baterías solares), componentes ópticos y circuitos optoelectrónicos híbridos. Pero es en los sistemas optoelectrónicos donde existe ciertamente un amplio campo para nuestras industrias en el desarrollo de todo tipo de equipamiento para aplicaciones científicas, médico-quirúrgicas, industriales, meteorológicas y militares. Estos equipos o sistemas incorporan gran valor agregado. En su diseño y construcción aparecen las tecnologías óptica, electrónica y mecánica que positivamente están disponibles en la Argentina. Generalmente las series de producción no son excesivamente numerosas pero los equipos alcanzan elevados valores unitarios. Como se ha visto anteriormente, su importancia económica global es muy superior a la de los componentes optoelectrónicos en si.

A partir de esta primera selección, orientada preferentemente –aunque no exclusivamente – hacia el trabajo en el área de los sistemas optoelectrónicos, es recomendable el diseño de estudios de mercados locales y exteriores que permitan detectar oportunidades de negocios, de las capacidades endógenas no solamente en términos de investigación y desarrollo y formación de recursos humanos, sino también de políticas públicas y alianzas público-privada-académica, en términos de un programa de mediano-largo plazo orientado a la generación de valor nacional y competitividad, debería promoverse la creación de empresas tecnológicas que pueden nacer a partir de los grupos de investigación o puedan asociarse con ellos, promover la investigación aplicada y tecnológica en estos equipos. En estas condiciones, sobre la base de los conocimientos y resultados generados por los grupos de investigación de excelencia, se abren numerosas perspectivas de trabajo muy calificado, por ejemplo, participando en proyectos con instituciones o empresas del exterior, o exportando tecnología en la forma de diseños, investigaciones por contrato, software específico o patentes.