La industria de la ciencia, vector clave para incrementar la capacidad tecnológica de las empresas españolas
La industria de la ciencia ligada a las Grandes Instalaciones Científicas es un vehículo clave para el incremento de la capacidad tecnológica de las empresas españolas. España cuenta con una comunidad científica y un sector industrial que han demostrado su cualificación y competitividad en el ámbito internacional. En el caso de las empresas, su experiencia adquirida les sirve para afianzar su expansión en el exterior y diversificar su actividad en otros sectores comerciales con mucho recorrido como el de la medicina de precisión.
Tanto el Ministerio de Ciencia e Innovación como el CDTI continúan impulsando este sector que el próximo año estará presente en el gran evento Big Science Business Forum que se celebrará en Granada y donde se reunirán los principales representantes de las grandes infraestructuras científicas y las empresas europeas de la industria de la ciencia.
¿Qué son las Grandes Instalaciones Científicas?
Las Grandes Instalaciones Científicas son infraestructuras de investigación, normalmente de carácter internacional, que permiten la producción de ciencia de vanguardia y que contribuyen, además, al desarrollo y a la innovación tecnológica en cualquier ámbito. Dichas infraestructuras como pueden ser los aceleradores de partículas, fuentes de neutrones, telescopios, buques oceanográficos, sincrotrones, ciclotrones, bancos de tejidos vivos, máquinas de fusión, etc. y sus instrumentos científicos son gestionadas por organizaciones internacionales que se ocupan de su concepción, diseño, construcción, explotación y mantenimiento.
Por su complejidad científico-tecnológica y por las muy elevadas inversiones que requieren, estas infraestructuras científicas solo pueden ser abordadas en un marco de colaboración internacional. Estas instalaciones son, además, herramientas esenciales para la integración y el fortalecimiento de los tres vértices del triángulo del conocimiento: educación, investigación e innovación.
Las Grandes Instalaciones Científicas son grandes laboratorios tecnológicos que construyen conjuntamente los países para que la ciencia avance, tanto para el mejor conocimiento de nuestro mundo y las reglas que lo rigen, como para, a través de ese conocimiento, mejorar la sociedad y las vidas de los ciudadanos. Atendiendo a la ciencia, cubren diversos campos como son, entre otros: la astronomía y la astrofísica, la física de partículas, la fusión, la energía solar, las ciencias de la vida, del mar y de la tierra, la biotecnología, la salud, las telecomunicaciones, la energía, la ingeniería, los materiales, etc.
Por otra parte, una o varias comunidades científicas hacen uso de estas instalaciones teniendo en cuenta el aspecto multidisciplinar de los servicios que proporcionan.
ESFRI
En 2002 se constituyó el European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI), un foro de reflexión sobre la política europea en materia de infraestructura científica. Dicho foro elabora y actualiza, periódicamente, una hoja de ruta que, en su última edición correspondiente a 2018, cuenta con 55 grandes proyectos de infraestructuras de investigación en seis áreas de trabajo diferentes: energía, medioambiente, salud y agroalimentación, ciencias físicas e ingeniería, innovación social y cultural y tecnologías digitales.
Cada vez más, la Unión Europea insiste en la importancia que tiene la colaboración entre la industria y las infraestructuras de investigación. Se trata, no solo de desarrollar el sector de la industria de la ciencia como suministrador, sino también de fomentar el uso de las infraestructuras por parte de la industria y la realización de proyectos de investigación en consorcio. Este es uno de los retos de las industrias españolas: entender que la actividad científica llevada a cabo en estas infraestructuras puede redundar en mejorar su competitividad y modernización tecnológica.
Participación española
La participación de nuestro país en las principales Grandes Instalaciones Científicas se gestiona por el gobierno de España a través del Ministerio de Ciencia e Innovación, de acuerdo con la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027, y según los principios de la Política y Estrategia Europea de Investigación, Desarrollo e Innovación. La participación en dichas infraestructuras tiene un doble objetivo: por una parte, ofrecer los medios más avanzados a nuestros científicos, indispensables para elevar la calidad de los resultados de investigación básica en el contexto internacional y, por otra, mejorar la competitividad de nuestras empresas y su proyección exterior a través de su involucración como suministrador y como usuario.
Actualmente, España participa en Grandes Instalaciones Científicas europeas tan singulares y diversas que cubren la mayor parte de los campos científicos con actividad científica en España como son: el CERN (European Laboratory for Particle Physics), ILL (Institut Laue-Langevin), ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), XFEL Europeo (European X-ray Free Electron Laser), ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), JET (Joint European Torus), ESO (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere), EFI (European Forest Institute), PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), GBIF (Global Biodiversity Information Facility), EMBO-EMBL-EMBC (European Molecular Biology Organization, Laboratory and Conference), INL (International Iberian Nanotechnology Laboratory), e-Ciencia y CECAM (Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire).
La involucración de nuestro país no se limita a las instalaciones europeas. España también participa en algunas instalaciones internacionales no europeas, como en el caso de la Agencia de Investigación Médica de Japón (AMED), a través de la Agencia Española de Investigación (AEI), colaborando, en concreto, en el área de nano medicina y participando en el programa CRCNS sobre neurociencia computacional de la National Science Foundation (NSF) americana, a través de la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII).
Las Grandes Instalaciones Científicas con participación española en los campos de la astronomía, física de partículas y fusión son: el CERN, ESRF, FAIR, XFEL, ESO, SKA, ITER, ILL y ESS-Lund. En estas instalaciones, la administración española participa, a través del CDTI, en diversos comités de alto nivel dentro de las mismas, donde lleva a cabo la labor clave de apoyo a la industria de la ciencia española con la figura de Industrial Liaison Officer (ILO) para fomentar la participación de empresas españolas en las mismas.
En estas Grandes Instalaciones Científicas, y gracias al apoyo y a la labor desempeñada por los ILOs y el CDTI, se obtiene un retorno elevado de la inversión pública. Así, el alto nivel tecnológico de nuestra industria asegura que para la mayor parte de las instalaciones, el volumen de contratos adjudicados a las empresas españolas supera al que les correspondería según nuestras aportaciones económicas a dichas infraestructuras.
Sector de industria de la ciencia en España
El sector de la industria de la ciencia comprende el conjunto de empresas que realizan suministros para las Grandes Instalaciones Científicas. Al tener como cliente la comunidad científica, se trata de un mercado creciente, generador y usuario de nuevas tecnologías, intensivo en I+D y en el que la transferencia de conocimientos y experiencias es bidireccional y constante entre las empresas industriales, la universidad, los centros de investigación y otros agentes innovadores. Solo teniendo en cuenta las áreas de física de partículas, fusión y astronomía, durante el periodo 2020-2024 las oportunidades de negocio que pudieran tener las empresas europeas se valoran en unos 10.000 millones de euros.
Dicho sector es una consecuencia de la participación de España como miembro financiador de las Grandes Instalaciones Científicas, ya sea por su contribución económica directa o por su contribución industrial en especie. Desde el momento que España participa en una Gran Instalación Científica, la industria de la ciencia española tiene acceso a sus licitaciones y contratos competitivos a los que, generalmente, solo pueden optar los países que participan en dicha Instalación.
Tecnologías de vanguardia
La industria de la ciencia es un sector de altísimo valor añadido, eminentemente exportador, en el que se desarrollan tecnologías de vanguardia que, a menudo, son transferidas, posteriormente, a otros segmentos de mercado. Pero, además, solo por sí mismo supone un mercado importante para nuestras empresas. Según datos del CDTI, durante los últimos 15 años (2005-2019), la industria española ha retornado casi 1.400 millones de euros procedentes de las Grandes Instalaciones Científicas internacionales de física, astronomía y fusión participadas por el Ministerio. Las principales áreas tecnológicas que conforman dicho retorno son: ingeniería mecánica, mecánica de precisión, criogenia y vacío, control, radiofrecuencia, diagnósticos, electrónica de potencia y obra civil, entre otras.
El CDTI edita, periódicamente, un catálogo de capacidades industriales para Grandes Instalaciones Científicas que, en su última edición, recoge las capacidades de 85 empresas españolas con gran experiencia en suministros para física de partículas, astronomía y fusión. Además, en España el sector de la industria de la ciencia está articulado y representado a través de Induciencia, la Plataforma Tecnológica Española de Industria de la Ciencia que, según sus datos, el 75% de las empresas de este sector son pymes.
A continuación se aborda un compendio de las principales aportaciones de nuestra industria en las principales Grandes Instalaciones Científicas de fusión, astronomía y física de partículas.
Foto US ITER. Solenoide Central
ITER – El reto de la energía por fusión
La energía de fusión es una de las tecnologías más prometedoras para la humanidad y ello explica por qué más de la mitad de la población mundial –que representa el 80% del PIB-, está invirtiendo, mediante la construcción del ITER, en hacer realidad este viejo sueño.
ITER es una instalación experimental pionera que pretende demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la energía de fusión por confinamiento magnético. La energía de fusión formará parte del mix energético futuro al ser sostenible, segura, no contaminante, prácticamente ilimitada, de gran eficiencia y disponible en cualquier país. Pero, para conseguir esto, es necesario reproducir las condiciones para que se logre la fusión nuclear que se produce en nuestro Sol. Para ello es necesario lograr en un “tokamak” un plasma confinado magnéticamente a más de 150 millones de grados centígrados, es decir, 10 veces más que la temperatura en el Sol, y separado sólo a una distancia de 10 metros de los imanes superconductores más potentes del Universo.
Foto ITER. Tokamak
El proyecto se construye en Cadarache (Francia) y es la piedra angular del roadmap para obtener energía de fusión en la UE. El ITER constituye, además, un marco único de colaboración internacional donde participan 35 países: la Unión Europea, USA, Rusia, Japón, China, Corea del Sur e India. España contribuye, aproximadamente, con un 7% a este proyecto.
Este experimento científico, a gran escala, ha iniciado su fase de ensamblaje y, actualmente, se encuentra en el 69% de su ejecución. Se espera que pueda comenzar en 2025. Su coste se estima en, aproximadamente, 20.000 millones de euros. Este proyecto posicionará a la industria europea en el liderazgo de la tecnología necesaria para la construcción de los futuros reactores de fusión y se estima que genere, solo entre 2018 y 2030, unos 72.400 empleos brutos en Europa.
El interés nacional en el programa de fusión viene de lejos cuando ya en el año 2000 España presentó su candidatura para albergar el ITER en Vandellós. Actualmente Escúzar (Granada) ha sido seleccionado como emplazamiento que albergaría DONES si la infraestructura se ubicara en Europa. DONES (DEMO Oriented Neutron Source) es una fuente de neutrones que tiene como objetivo cualificar los materiales que se utilizarán en los futuros reactores de fusión. Ubicar DONES en Granada podría generar del orden de 62.099 empleos a nivel europeo, desde el inicio de la construcción hasta su desmantelamiento, es decir, unos 1.826 empleos de media anual.
España ocupa, actualmente, la tercera posición en el ranking de contratación por países de F4E -agencia doméstica que gestiona la contribución europea a este proyecto- y de IO, tras Francia e Italia. Esta posición se mantiene, incluso, sin contar los contratos de obra civil. Este hecho es aún más relevante si se considera que las empresas españolas están compitiendo en un mercado altamente tecnológico sin reglas de retorno garantizado. Las empresas españolas han recibido desde 2008 hasta septiembre de 2020 más de 300 contratos para el proyecto ITER por valor de más de 920 millones de euros.
Considerando la contratación adjudicada por F4E, cabe resaltar, por su importancia tecnológica, la participación de empresas españolas en el suministro de los imanes superconductores más grandes del planeta, que han obtenido contratos para las bobinas toroidales y poloidales. En tecnologías de materiales, destacan los contratos adjudicados a empresas españolas para diferentes prototipos de los First Wall Panels, las estructuras directamente en contacto con el plasma. También son muy relevantes, en tecnologías de materiales, los contratos adjudicados a Idom en ingeniería para los modelos europeos de TBMs (Test Blanket Modules) o piezas que irían en la primera pared de DEMO, la máquina que seguirá a ITER y que sería el primer prototipo de reactor de fusión nuclear.
Otras áreas muy relevantes son las de sistemas de diagnóstico, la cámara de vacío o ensamblaje, además de la ingeniería civil.
Esto nos permitirá cimentar las bases para tener una industria nacional sólida, competitiva y experta en las tecnologías claves de la fusión nuclear como son las empleadas en los imanes, materiales de primera pared, cámara de vacío, instrumentación y control, diagnósticos, sistemas de calentamiento del plasma, fuentes de potencia, ingeniería, ensamblaje y obra civil nuclear en el momento en que haya que realizar el despliegue de reactores nucleares de fusión.
Foto ESO. Impresión artística del ELT
La industria de la astronomía en España
España participa en importantes infraestructuras internacionales de astronomía como son el European Southern Observatory (ESO), el Cherenkov Telescope Array (CTA), o el Square Kilometre Array (SKA). Dichas infraestructuras permiten la producción de ciencia de vanguardia para tratar de dar respuesta a algunas de las preguntas más básicas del ser humano: ¿Cómo surgió el Universo?, ¿cómo se formaron los planetas?, ¿siguen formándose estrellas y galaxias? o, ¿estamos solos en el Universo? Pero, además, nuestra participación en estos proyectos tan emblemáticos ha consolidado el desarrollo de la industria de la astronomía en España, sector pequeño en cuanto a volumen, pero de una altísima relevancia tecnológica.
Foto ESO. Recreación de Square Kilometer Array
Sin duda alguna, el Gran Telescopio de Canarias contribuyó, notablemente, al desarrollo de la industria de la astronomía en España. GRANTECAN sigue siendo, en la actualidad, el telescopio óptico de espejo primario más grande del mundo y un gran logro para España: más del 70% de su fabricación fue llevada a cabo por industrias nacionales, entre las que cabe destacar la cúpula y estructura principal, sistemas optomecánicos, sistemas de control y rotadores de instrumentos. Fue un gran paso para capacitar a nuestras empresas para dar el salto a importantes contratos con organismos internacionales.
En optomecánica de precisión, por ejemplo, tenemos industrias contribuyendo al más alto nivel en el plano internacional. Una prueba de ello se da en el proyecto del telescopio europeo extremadamente grande (ELT), proyecto estrella de ESO, actualmente en construcción que, con un presupuesto de más de 1.100 millones de euros, será el primero de la generación de telescopios extremadamente grandes con un diámetro que supera los 30 metros. En este proyecto empresas españolas se han adjudicado contratos críticos de optomecánica de precisión por valor de más de 25 millones de euros en tres de los cinco espejos del telescopio ,y en las estaciones prefocales, respectivamente. Son sistemas enormemente complejos que requieren de precisión extrema para asegurar el posicionamiento activo de los espejos.
Nuestra industria también ha contribuido, notablemente, a la construcción de observatorios astronómicos en el área de fabricación de estructuras y, en concreto, participando en la mitad de las estructuras principales de los 50 radiotelescopios que componen ALMA, gracias a la cual un equipo internacional de astrónomos ha descubierto indicios de vida en la atmósfera de Venus. Éste es un ejemplo perfecto para ilustrar el binomio entre la ciencia de vanguardia y la innovación industrial.
Por lo que respecta a la participación de las pymes españolas, éstas también desempeñan un papel destacable en la industria de la astronomía. Al tratarse de un sector con proyectos con elevado grado de singularidad, las pequeñas y medianas empresas tienen una flexibilidad, a veces mayor, que las grandes, lo que les permite ser más competitivas. Hay ejemplos notables de contratos de elevada complejidad tecnológica en áreas como criogenia y vacío, radiofrecuencia, sistemas de control, o instrumentación avanzada.
Otro factor sumamente importante para nuestra industria es poder atraer infraestructuras internacionales de astronomía a España ya que supone un elemento tractor, tal y como se constata con el Gran Telescopio de Canarias. Ejemplos claves de esto son CTA Norte en el Obervatorio de Roque de los Muchachos o el futuro European Solar Telescope (EST), también en la Isla de la Palma. No cabe duda del beneficio que supondría para nuestra industria la instalación en la Palma del Thirty Meter Telescope (TMT), para cuya candidatura se está trabajando intensamente desde las administraciones local, regional y nacional. El TMT será el segundo telescopio óptico en tamaño y capacidad por detrás del ELT.
Finalmente, hay que reconocer el papel que también desempeñan los diferentes institutos españoles de investigación en astronomía, como es el caso del Instituto de Astrofísica de Canarias, el Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC o el Centro de Astrobiología del INTA, en lo que se refiere a impulsar el desarrollo de la industria española, fomentando la imprescindible colaboración industria-organismos de investigación.
Foto: CERN: Large Hadron Collider
CERN y la física de partículas
España participa en las más importantes infraestructuras de física de partículas de altas energías europeas entre las que podemos destacar el CERN -que es considerado el centro más relevante de la investigación mundial de física de partículas-, el ESRF y el ESS, actualmente en construcción y que será una de las mayores fuentes de neutrones a nivel mundial. Estas instalaciones son esenciales para la investigación en el campo de la medicina, la biología, los nuevos materiales, la energía, la tecnología ambiental, el patrimonio cultural y la física fundamental. En el área de física de partículas la industria española ha cosechado notables éxitos, superando el 100% de coeficiente de retorno industrial.
La implicación de nuestra industria en los sistemas necesarios para el funcionamiento de los aceleradores y detectores del CERN ha significado un incremento notable de las actividades de I+D del sector de la industria de la ciencia española y una mejora de su competitividad de cara a proyectos de relevancia internacional.
Por otra parte, es notable que para un grupo importante de empresas españolas, la experiencia de trabajar para el CERN les ha abierto las puertas a otros contratos científicos. Así, la experiencia obtenida en el diseño de imanes dipolos y cuadrupolos del LHC ha facilitado participar en fabricación de las bobinas toroidales del ITER; los onduladores y bancos de pruebas del ESRF se han fabricado en España gracias a las referencias adquiridas anteriormente en el CERN; los imanes cuadrupolos del booster del sincrotrón ALBA, gracias a su experiencia en la fabricación de imanes correctores para el LHC; y, por ejemplo, la empresa española responsable del prototipado y de la fabricación de los elementos del acelerador LINAC 4 del CERN, fabricó series homologas para el acelerador lineal de ESS Bilbao.
Fuente CERN. Instrumento Atlas
También hay ejemplos de empresas españolas que se han adjudicado contratos con una especial relevancia para futuras infraestructuras de investigación en campos como la fabricación de piezas cerámicas instaladas en los colimadores del proyecto Hi-Lumi del CERN, con altas prestaciones respecto a características físicas sobre radiación y temperatura, tecnología RF en estado sólido, cámaras de vacío, criomódulos o filtros de alta frecuencia.
Asimismo, se han creado y consolidado nuevas empresas innovadoras que tienen su origen en tecnologías desarrolladas en el CERN. En el sector de las energías renovables, la empresa valenciana SRB Energy nació con el objetivo de aplicar varias tecnologías desarrolladas en el LHC para la fabricación de colectores termosolares planos de alta temperatura, transfiriendo conocimientos del CERN en ultra alto vacío, bombas Getter, metalización sobre cristal, etc. Otros ejemplos destacables son Oncovisión, empresa de visión molecular aplicada a las ciencias de la Salud o Alibava, spin-off del CNM-BCN, dedicada al diseño y fabricación de sistemas electrónicos para detectores de radiación.
En relación al ESS –Gran Instalación Científica en fase de construcción, que tendrá múltiples aplicaciones en el campo de la medicina y los nuevos materiales–, España es responsable de determinados paquetes de trabajo negociados por el Ministerio de Ciencia e Innovación como parte de su participación en el diseño y la fabricación de varios subsistemas para el acelerador lineal ESS (LINAC) como el MEBT (Medium Energy Beam Transport) y los sistemas RF, el Target y el instrumento Miracles. En este contexto las empresas españolas están teniendo un papel muy relevante en el ámbito de la ingeniería de diseño, la mecánica de precisión, vacío y criogenia y la electrónica de potencia.
Más de 30 empresas están participando de forma continua en estos desarrollos tecnológicos de esta infraestructura científica.
Además, las compañías españolas han conseguido, en competición directa, otros contratos muy relevantes como son la fabricación del monolith portblock package, los klystron modulators o las estructuras mecánicas de alta precisión como son los inner shielding.
En cuanto al ESRF, la participación en esta infraestructura conlleva importantes retornos a nivel científico, asociados al uso de las líneas de haz, tecnológicos e industriales, relativos a la participación de las empresas españolas en el desarrollo de componentes y sistemas para el acelerador y la instrumentación. El aumento de la comunidad científica usuaria de luz sincrotrón en España hizo posible la construcción de un sincrotrón en nuestro país: la instalación científica y tecnológica singular ALBA, situada en Barcelona.
En los últimos años, el ESRF ha abordado un ambicioso proyecto de actualización para aumentar la luminosidad del acelerador y el número y longitud de las líneas experimentales, permitiendo mantener a la instalación como una fuente luz sincrotrón de referencia en Europa. Además, empresas españolas han tenido un papel muy relevante en el diseño y la fabricación de los gilders, espectrómetros y onduladores.
Apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación
A través del CDTI, el Ministerio de Ciencia e innovación apoya a las empresas del sector de la industria de la ciencia en el desarrollo de la tecnología necesaria para que puedan ser competitivas en un mercado internacional muy exigente.
El CDTI dispone de diversas herramientas para apoyar tanto el desarrollo tecnológico como la transferencia de tecnología, aplicables al sector de la industria de la ciencia. A través de sus ayudas para la I+D+i empresarial, vehículos de capital riesgo e iniciativas de compra pública innovadora, uno de sus objetivos estratégicos alineado con la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027, es el impulso de la industria de la ciencia. Un ejemplo de ello es el proyecto PRISMAC.
Foto CIEMAT. Prototipo de imán dipolar superconductor combinado para HL-LHC
El proyecto PRISMAC tiene como objetivo abordar el desarrollo de grandes imanes superconductores de muy alto campo. La inversión nacional asciende a 18 millones de euros de un total de 30 millones de euros. Con ello, las empresas españolas podrán adquirir la experiencia técnica necesaria y así acceder a un mercado potencial de alto valor añadido de 5.000 millones de euros para el periodo 2025-2035. Se trata de un proyecto liderado en España por el CIEMAT en colaboración con el CDTI, como promotor de la actividad industrial con una inversión de 7 millones de euros.
El proyecto comprende la construcción de una serie pequeña de imanes dipolos superconductores combinados para el HL-LHC –Alta Luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones–, uno de los tipos de imanes con especificaciones más avanzadas que pueden construirse llevando al límite la tecnología actual. Los primeros prototipos de esta serie ya han sido diseñados y fabricados en el laboratorio de imanes de nueva generación del CIEMAT, con el reto de hacer frente al enorme par mecánico que aparece cuando los dos dipolos anidados que lo componen son energizados a su corriente máxima –más de mil veces superior que el proporcionado por el motor eléctrico más potente del mercado automovilístico actual–. La colaboración continuará con el desarrollo de un prototipo de imán con las mismas prestaciones que el descrito anteriormente, pero un metro más largo (2,5 m), culminando en un proceso de licitación para la fabricación por parte de la industria del resto de unidades necesarias para el proyecto HL-LHC, un total de 11 imanes cortos y 6 largos.
Posteriormente, se desarrollarán prototipos de imanes de 16 Teslas, de muy alto campo, de nueva generación para el FCC (Future Circular Collider), basándose en tecnologías aún en fase de I+D. Las empresas que hayan participado en la fabricación de los imanes para el HL-LHC y colaboren en los desarrollos de prototipos para el FCC, estarán en una posición de ventaja para afrontar las grandes series de la etapa 2025-2035, cuando el proyecto FCC se ponga en marcha.
Otro objetivo estratégico del proyecto PRISMAC es preservar los avances tecnológicos a nivel nacional para adaptarlos a otros sectores como aceleradores y tecnología superconductora para diagnósticos médicos y tratamientos oncológicos.
La industria de la ciencia española en la cadena de la innovación
La industria de la ciencia es una industria madura que trabaja también en otros sectores de alta tecnología, más allá de las Grandes Instalaciones Científicas, como es el caso del espacio, la robótica, la aeronáutica, la construcción de precisión, las telecomunicaciones, las energías verdes y renovables, etc. Todos estos sectores son susceptibles de adaptar soluciones de ingeniería desarrolladas con tecnologías generadas en el campo de las Grandes Instalaciones Científicas ya que, normalmente, en este sector los propios requisitos de los equipos y diseños precisan soluciones de ingeniería al límite del estado del arte.
El tema crucial en la transferencia de tecnología es la gestión de los derechos de propiedad industrial e intelectual, la transferencia de conocimiento, la comercialización de resultados de investigación y los modelos de innovación abiertos. Resolver estas cuestiones es clave para aprovechar todo el conocimiento y la tecnología desarrollada al amparo de las Grandes Instalaciones Científicas de forma que se produzcan productos y servicios novedosos por parte de nuestras empresas.
Podemos encontrar diversos ejemplos de transferencia de tecnología en industria de la ciencia. Uno de ellos nace del proyecto del Linear IFMIF Prototype accelerator (LIPAC), el acelerador lineal fabricado para el generador de neutrones del proyecto IFMIF-EVEDA para Japón, de la mano del CIEMAT. Este proyecto ha permitido a las empresas españolas participantes desarrollar y validar tecnologías para otros sectores, como el sector médico, desarrollando el diagnóstico de haz o beam scrapers.
Otro caso de éxito de transferencia de tecnología nacida de la colaboración con el CERN es la tecnología de comunicaciones White Rabbit, la solución para sincronización de redes de comunicaciones más precisa del mundo. Dicha tecnología se ha convertido en el referente internacional en soluciones de temporización de alta precisión, proporcionando sus soluciones a grandes infraestructuras científicas internacionales como el CERN, FAIR, IFMIF-EVEDA, SKA, CTA o KM3Net. Partiendo del sector científico, una empresa española spin-off de la Universidad de Granada ha industrializado esta tecnología, proporcionando soluciones innovadoras de respaldo del GPS o integrándola en grandes actores del sector financiero.
En el campo de la astronomía, también hay muchos ejemplos que han contribuido al desarrollo científico y tecnológico de la sociedad en multitud de disciplinas. Así, la trigonometría y los principios de navegación, por ejemplo, surgieron a partir de la observación del espacio. Por otra parte, las necesidades computacionales que demandan los astrónomos han contribuido al increíble desarrollo de las tecnologías de computación avanzada. Las tecnologías de imagen médica tienen mucho que agradecer a las técnicas de procesado de imagen desarrolladas en el campo de la astronomía, y los detectores CCD utilizados en astronomía fueron la base para el desarrollo de las cámaras que hoy en día encontramos en cualquier teléfono inteligente.
La mayor parte de las empresas pertenecientes a la industria de la ciencia española consideran dicho sector no solo como un mercado, sino también como un espacio de capacitación tecnológica y estratégica para otros sectores como el espacial o el aeronáutico, caracterizados por la alta precisión y calidad.
El CDTI
El CDTI es el órgano de la Administración General del Estado que apoya la innovación basada en conocimiento, asesorando y ofreciendo ayudas públicas a la innovación mediante subvenciones o ayudas parcialmente reembolsables. El CDTI también internacionaliza los proyectos empresariales de I+D e innovación de empresas y entidades españolas y gestiona la participación española en los organismos internacionales de I+D+I, como Horizonte2020 y Eureka, y en las industrias de la Ciencia y el Espacio. Adicionalmente, a través de la iniciativa Innvierte Economía Sostenible, apoya y facilita la capitalización de empresas tecnológicas.
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Tanto el Ministerio de Ciencia e Innovación como el CDTI continúan impulsando este sector que el próximo año estará presente en el gran evento Big Science Business Forum que se celebrará en Granada y donde se reunirán los principales representantes de las grandes infraestructuras científicas y las empresas europeas de la industria de la ciencia.
¿Qué son las Grandes Instalaciones Científicas?
Las Grandes Instalaciones Científicas son infraestructuras de investigación, normalmente de carácter internacional, que permiten la producción de ciencia de vanguardia y que contribuyen, además, al desarrollo y a la innovación tecnológica en cualquier ámbito. Dichas infraestructuras como pueden ser los aceleradores de partículas, fuentes de neutrones, telescopios, buques oceanográficos, sincrotrones, ciclotrones, bancos de tejidos vivos, máquinas de fusión, etc. y sus instrumentos científicos son gestionadas por organizaciones internacionales que se ocupan de su concepción, diseño, construcción, explotación y mantenimiento.
Por su complejidad científico-tecnológica y por las muy elevadas inversiones que requieren, estas infraestructuras científicas solo pueden ser abordadas en un marco de colaboración internacional. Estas instalaciones son, además, herramientas esenciales para la integración y el fortalecimiento de los tres vértices del triángulo del conocimiento: educación, investigación e innovación.
Las Grandes Instalaciones Científicas son grandes laboratorios tecnológicos que construyen conjuntamente los países para que la ciencia avance, tanto para el mejor conocimiento de nuestro mundo y las reglas que lo rigen, como para, a través de ese conocimiento, mejorar la sociedad y las vidas de los ciudadanos. Atendiendo a la ciencia, cubren diversos campos como son, entre otros: la astronomía y la astrofísica, la física de partículas, la fusión, la energía solar, las ciencias de la vida, del mar y de la tierra, la biotecnología, la salud, las telecomunicaciones, la energía, la ingeniería, los materiales, etc.
Por otra parte, una o varias comunidades científicas hacen uso de estas instalaciones teniendo en cuenta el aspecto multidisciplinar de los servicios que proporcionan.
ESFRI
En 2002 se constituyó el European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI), un foro de reflexión sobre la política europea en materia de infraestructura científica. Dicho foro elabora y actualiza, periódicamente, una hoja de ruta que, en su última edición correspondiente a 2018, cuenta con 55 grandes proyectos de infraestructuras de investigación en seis áreas de trabajo diferentes: energía, medioambiente, salud y agroalimentación, ciencias físicas e ingeniería, innovación social y cultural y tecnologías digitales.
Cada vez más, la Unión Europea insiste en la importancia que tiene la colaboración entre la industria y las infraestructuras de investigación. Se trata, no solo de desarrollar el sector de la industria de la ciencia como suministrador, sino también de fomentar el uso de las infraestructuras por parte de la industria y la realización de proyectos de investigación en consorcio. Este es uno de los retos de las industrias españolas: entender que la actividad científica llevada a cabo en estas infraestructuras puede redundar en mejorar su competitividad y modernización tecnológica.
Participación española
La participación de nuestro país en las principales Grandes Instalaciones Científicas se gestiona por el gobierno de España a través del Ministerio de Ciencia e Innovación, de acuerdo con la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027, y según los principios de la Política y Estrategia Europea de Investigación, Desarrollo e Innovación. La participación en dichas infraestructuras tiene un doble objetivo: por una parte, ofrecer los medios más avanzados a nuestros científicos, indispensables para elevar la calidad de los resultados de investigación básica en el contexto internacional y, por otra, mejorar la competitividad de nuestras empresas y su proyección exterior a través de su involucración como suministrador y como usuario.
Actualmente, España participa en Grandes Instalaciones Científicas europeas tan singulares y diversas que cubren la mayor parte de los campos científicos con actividad científica en España como son: el CERN (European Laboratory for Particle Physics), ILL (Institut Laue-Langevin), ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), XFEL Europeo (European X-ray Free Electron Laser), ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), JET (Joint European Torus), ESO (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere), EFI (European Forest Institute), PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), GBIF (Global Biodiversity Information Facility), EMBO-EMBL-EMBC (European Molecular Biology Organization, Laboratory and Conference), INL (International Iberian Nanotechnology Laboratory), e-Ciencia y CECAM (Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire).
La involucración de nuestro país no se limita a las instalaciones europeas. España también participa en algunas instalaciones internacionales no europeas, como en el caso de la Agencia de Investigación Médica de Japón (AMED), a través de la Agencia Española de Investigación (AEI), colaborando, en concreto, en el área de nano medicina y participando en el programa CRCNS sobre neurociencia computacional de la National Science Foundation (NSF) americana, a través de la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII).
Las Grandes Instalaciones Científicas con participación española en los campos de la astronomía, física de partículas y fusión son: el CERN, ESRF, FAIR, XFEL, ESO, SKA, ITER, ILL y ESS-Lund. En estas instalaciones, la administración española participa, a través del CDTI, en diversos comités de alto nivel dentro de las mismas, donde lleva a cabo la labor clave de apoyo a la industria de la ciencia española con la figura de Industrial Liaison Officer (ILO) para fomentar la participación de empresas españolas en las mismas.
En estas Grandes Instalaciones Científicas, y gracias al apoyo y a la labor desempeñada por los ILOs y el CDTI, se obtiene un retorno elevado de la inversión pública. Así, el alto nivel tecnológico de nuestra industria asegura que para la mayor parte de las instalaciones, el volumen de contratos adjudicados a las empresas españolas supera al que les correspondería según nuestras aportaciones económicas a dichas infraestructuras.
Sector de industria de la ciencia en España
El sector de la industria de la ciencia comprende el conjunto de empresas que realizan suministros para las Grandes Instalaciones Científicas. Al tener como cliente la comunidad científica, se trata de un mercado creciente, generador y usuario de nuevas tecnologías, intensivo en I+D y en el que la transferencia de conocimientos y experiencias es bidireccional y constante entre las empresas industriales, la universidad, los centros de investigación y otros agentes innovadores. Solo teniendo en cuenta las áreas de física de partículas, fusión y astronomía, durante el periodo 2020-2024 las oportunidades de negocio que pudieran tener las empresas europeas se valoran en unos 10.000 millones de euros.
Dicho sector es una consecuencia de la participación de España como miembro financiador de las Grandes Instalaciones Científicas, ya sea por su contribución económica directa o por su contribución industrial en especie. Desde el momento que España participa en una Gran Instalación Científica, la industria de la ciencia española tiene acceso a sus licitaciones y contratos competitivos a los que, generalmente, solo pueden optar los países que participan en dicha Instalación.
Tecnologías de vanguardia
La industria de la ciencia es un sector de altísimo valor añadido, eminentemente exportador, en el que se desarrollan tecnologías de vanguardia que, a menudo, son transferidas, posteriormente, a otros segmentos de mercado. Pero, además, solo por sí mismo supone un mercado importante para nuestras empresas. Según datos del CDTI, durante los últimos 15 años (2005-2019), la industria española ha retornado casi 1.400 millones de euros procedentes de las Grandes Instalaciones Científicas internacionales de física, astronomía y fusión participadas por el Ministerio. Las principales áreas tecnológicas que conforman dicho retorno son: ingeniería mecánica, mecánica de precisión, criogenia y vacío, control, radiofrecuencia, diagnósticos, electrónica de potencia y obra civil, entre otras.
El CDTI edita, periódicamente, un catálogo de capacidades industriales para Grandes Instalaciones Científicas que, en su última edición, recoge las capacidades de 85 empresas españolas con gran experiencia en suministros para física de partículas, astronomía y fusión. Además, en España el sector de la industria de la ciencia está articulado y representado a través de Induciencia, la Plataforma Tecnológica Española de Industria de la Ciencia que, según sus datos, el 75% de las empresas de este sector son pymes.
A continuación se aborda un compendio de las principales aportaciones de nuestra industria en las principales Grandes Instalaciones Científicas de fusión, astronomía y física de partículas.
Foto US ITER. Solenoide CentralITER – El reto de la energía por fusión
La energía de fusión es una de las tecnologías más prometedoras para la humanidad y ello explica por qué más de la mitad de la población mundial –que representa el 80% del PIB-, está invirtiendo, mediante la construcción del ITER, en hacer realidad este viejo sueño.
ITER es una instalación experimental pionera que pretende demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la energía de fusión por confinamiento magnético. La energía de fusión formará parte del mix energético futuro al ser sostenible, segura, no contaminante, prácticamente ilimitada, de gran eficiencia y disponible en cualquier país. Pero, para conseguir esto, es necesario reproducir las condiciones para que se logre la fusión nuclear que se produce en nuestro Sol. Para ello es necesario lograr en un “tokamak” un plasma confinado magnéticamente a más de 150 millones de grados centígrados, es decir, 10 veces más que la temperatura en el Sol, y separado sólo a una distancia de 10 metros de los imanes superconductores más potentes del Universo.
Foto ITER. TokamakEl proyecto se construye en Cadarache (Francia) y es la piedra angular del roadmap para obtener energía de fusión en la UE. El ITER constituye, además, un marco único de colaboración internacional donde participan 35 países: la Unión Europea, USA, Rusia, Japón, China, Corea del Sur e India. España contribuye, aproximadamente, con un 7% a este proyecto.
Este experimento científico, a gran escala, ha iniciado su fase de ensamblaje y, actualmente, se encuentra en el 69% de su ejecución. Se espera que pueda comenzar en 2025. Su coste se estima en, aproximadamente, 20.000 millones de euros. Este proyecto posicionará a la industria europea en el liderazgo de la tecnología necesaria para la construcción de los futuros reactores de fusión y se estima que genere, solo entre 2018 y 2030, unos 72.400 empleos brutos en Europa.
El interés nacional en el programa de fusión viene de lejos cuando ya en el año 2000 España presentó su candidatura para albergar el ITER en Vandellós. Actualmente Escúzar (Granada) ha sido seleccionado como emplazamiento que albergaría DONES si la infraestructura se ubicara en Europa. DONES (DEMO Oriented Neutron Source) es una fuente de neutrones que tiene como objetivo cualificar los materiales que se utilizarán en los futuros reactores de fusión. Ubicar DONES en Granada podría generar del orden de 62.099 empleos a nivel europeo, desde el inicio de la construcción hasta su desmantelamiento, es decir, unos 1.826 empleos de media anual.
España ocupa, actualmente, la tercera posición en el ranking de contratación por países de F4E -agencia doméstica que gestiona la contribución europea a este proyecto- y de IO, tras Francia e Italia. Esta posición se mantiene, incluso, sin contar los contratos de obra civil. Este hecho es aún más relevante si se considera que las empresas españolas están compitiendo en un mercado altamente tecnológico sin reglas de retorno garantizado. Las empresas españolas han recibido desde 2008 hasta septiembre de 2020 más de 300 contratos para el proyecto ITER por valor de más de 920 millones de euros.
Considerando la contratación adjudicada por F4E, cabe resaltar, por su importancia tecnológica, la participación de empresas españolas en el suministro de los imanes superconductores más grandes del planeta, que han obtenido contratos para las bobinas toroidales y poloidales. En tecnologías de materiales, destacan los contratos adjudicados a empresas españolas para diferentes prototipos de los First Wall Panels, las estructuras directamente en contacto con el plasma. También son muy relevantes, en tecnologías de materiales, los contratos adjudicados a Idom en ingeniería para los modelos europeos de TBMs (Test Blanket Modules) o piezas que irían en la primera pared de DEMO, la máquina que seguirá a ITER y que sería el primer prototipo de reactor de fusión nuclear.
Otras áreas muy relevantes son las de sistemas de diagnóstico, la cámara de vacío o ensamblaje, además de la ingeniería civil.
Esto nos permitirá cimentar las bases para tener una industria nacional sólida, competitiva y experta en las tecnologías claves de la fusión nuclear como son las empleadas en los imanes, materiales de primera pared, cámara de vacío, instrumentación y control, diagnósticos, sistemas de calentamiento del plasma, fuentes de potencia, ingeniería, ensamblaje y obra civil nuclear en el momento en que haya que realizar el despliegue de reactores nucleares de fusión.
Foto ESO. Impresión artística del ELTLa industria de la astronomía en España
España participa en importantes infraestructuras internacionales de astronomía como son el European Southern Observatory (ESO), el Cherenkov Telescope Array (CTA), o el Square Kilometre Array (SKA). Dichas infraestructuras permiten la producción de ciencia de vanguardia para tratar de dar respuesta a algunas de las preguntas más básicas del ser humano: ¿Cómo surgió el Universo?, ¿cómo se formaron los planetas?, ¿siguen formándose estrellas y galaxias? o, ¿estamos solos en el Universo? Pero, además, nuestra participación en estos proyectos tan emblemáticos ha consolidado el desarrollo de la industria de la astronomía en España, sector pequeño en cuanto a volumen, pero de una altísima relevancia tecnológica.
Foto ESO. Recreación de Square Kilometer ArraySin duda alguna, el Gran Telescopio de Canarias contribuyó, notablemente, al desarrollo de la industria de la astronomía en España. GRANTECAN sigue siendo, en la actualidad, el telescopio óptico de espejo primario más grande del mundo y un gran logro para España: más del 70% de su fabricación fue llevada a cabo por industrias nacionales, entre las que cabe destacar la cúpula y estructura principal, sistemas optomecánicos, sistemas de control y rotadores de instrumentos. Fue un gran paso para capacitar a nuestras empresas para dar el salto a importantes contratos con organismos internacionales.
En optomecánica de precisión, por ejemplo, tenemos industrias contribuyendo al más alto nivel en el plano internacional. Una prueba de ello se da en el proyecto del telescopio europeo extremadamente grande (ELT), proyecto estrella de ESO, actualmente en construcción que, con un presupuesto de más de 1.100 millones de euros, será el primero de la generación de telescopios extremadamente grandes con un diámetro que supera los 30 metros. En este proyecto empresas españolas se han adjudicado contratos críticos de optomecánica de precisión por valor de más de 25 millones de euros en tres de los cinco espejos del telescopio ,y en las estaciones prefocales, respectivamente. Son sistemas enormemente complejos que requieren de precisión extrema para asegurar el posicionamiento activo de los espejos.
Nuestra industria también ha contribuido, notablemente, a la construcción de observatorios astronómicos en el área de fabricación de estructuras y, en concreto, participando en la mitad de las estructuras principales de los 50 radiotelescopios que componen ALMA, gracias a la cual un equipo internacional de astrónomos ha descubierto indicios de vida en la atmósfera de Venus. Éste es un ejemplo perfecto para ilustrar el binomio entre la ciencia de vanguardia y la innovación industrial.
Por lo que respecta a la participación de las pymes españolas, éstas también desempeñan un papel destacable en la industria de la astronomía. Al tratarse de un sector con proyectos con elevado grado de singularidad, las pequeñas y medianas empresas tienen una flexibilidad, a veces mayor, que las grandes, lo que les permite ser más competitivas. Hay ejemplos notables de contratos de elevada complejidad tecnológica en áreas como criogenia y vacío, radiofrecuencia, sistemas de control, o instrumentación avanzada.
Otro factor sumamente importante para nuestra industria es poder atraer infraestructuras internacionales de astronomía a España ya que supone un elemento tractor, tal y como se constata con el Gran Telescopio de Canarias. Ejemplos claves de esto son CTA Norte en el Obervatorio de Roque de los Muchachos o el futuro European Solar Telescope (EST), también en la Isla de la Palma. No cabe duda del beneficio que supondría para nuestra industria la instalación en la Palma del Thirty Meter Telescope (TMT), para cuya candidatura se está trabajando intensamente desde las administraciones local, regional y nacional. El TMT será el segundo telescopio óptico en tamaño y capacidad por detrás del ELT.
Finalmente, hay que reconocer el papel que también desempeñan los diferentes institutos españoles de investigación en astronomía, como es el caso del Instituto de Astrofísica de Canarias, el Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC o el Centro de Astrobiología del INTA, en lo que se refiere a impulsar el desarrollo de la industria española, fomentando la imprescindible colaboración industria-organismos de investigación.
Foto: CERN: Large Hadron ColliderCERN y la física de partículas
España participa en las más importantes infraestructuras de física de partículas de altas energías europeas entre las que podemos destacar el CERN -que es considerado el centro más relevante de la investigación mundial de física de partículas-, el ESRF y el ESS, actualmente en construcción y que será una de las mayores fuentes de neutrones a nivel mundial. Estas instalaciones son esenciales para la investigación en el campo de la medicina, la biología, los nuevos materiales, la energía, la tecnología ambiental, el patrimonio cultural y la física fundamental. En el área de física de partículas la industria española ha cosechado notables éxitos, superando el 100% de coeficiente de retorno industrial.
La implicación de nuestra industria en los sistemas necesarios para el funcionamiento de los aceleradores y detectores del CERN ha significado un incremento notable de las actividades de I+D del sector de la industria de la ciencia española y una mejora de su competitividad de cara a proyectos de relevancia internacional.
Por otra parte, es notable que para un grupo importante de empresas españolas, la experiencia de trabajar para el CERN les ha abierto las puertas a otros contratos científicos. Así, la experiencia obtenida en el diseño de imanes dipolos y cuadrupolos del LHC ha facilitado participar en fabricación de las bobinas toroidales del ITER; los onduladores y bancos de pruebas del ESRF se han fabricado en España gracias a las referencias adquiridas anteriormente en el CERN; los imanes cuadrupolos del booster del sincrotrón ALBA, gracias a su experiencia en la fabricación de imanes correctores para el LHC; y, por ejemplo, la empresa española responsable del prototipado y de la fabricación de los elementos del acelerador LINAC 4 del CERN, fabricó series homologas para el acelerador lineal de ESS Bilbao.
Fuente CERN. Instrumento AtlasTambién hay ejemplos de empresas españolas que se han adjudicado contratos con una especial relevancia para futuras infraestructuras de investigación en campos como la fabricación de piezas cerámicas instaladas en los colimadores del proyecto Hi-Lumi del CERN, con altas prestaciones respecto a características físicas sobre radiación y temperatura, tecnología RF en estado sólido, cámaras de vacío, criomódulos o filtros de alta frecuencia.
Asimismo, se han creado y consolidado nuevas empresas innovadoras que tienen su origen en tecnologías desarrolladas en el CERN. En el sector de las energías renovables, la empresa valenciana SRB Energy nació con el objetivo de aplicar varias tecnologías desarrolladas en el LHC para la fabricación de colectores termosolares planos de alta temperatura, transfiriendo conocimientos del CERN en ultra alto vacío, bombas Getter, metalización sobre cristal, etc. Otros ejemplos destacables son Oncovisión, empresa de visión molecular aplicada a las ciencias de la Salud o Alibava, spin-off del CNM-BCN, dedicada al diseño y fabricación de sistemas electrónicos para detectores de radiación.
En relación al ESS –Gran Instalación Científica en fase de construcción, que tendrá múltiples aplicaciones en el campo de la medicina y los nuevos materiales–, España es responsable de determinados paquetes de trabajo negociados por el Ministerio de Ciencia e Innovación como parte de su participación en el diseño y la fabricación de varios subsistemas para el acelerador lineal ESS (LINAC) como el MEBT (Medium Energy Beam Transport) y los sistemas RF, el Target y el instrumento Miracles. En este contexto las empresas españolas están teniendo un papel muy relevante en el ámbito de la ingeniería de diseño, la mecánica de precisión, vacío y criogenia y la electrónica de potencia.
Más de 30 empresas están participando de forma continua en estos desarrollos tecnológicos de esta infraestructura científica.
Además, las compañías españolas han conseguido, en competición directa, otros contratos muy relevantes como son la fabricación del monolith portblock package, los klystron modulators o las estructuras mecánicas de alta precisión como son los inner shielding.
En cuanto al ESRF, la participación en esta infraestructura conlleva importantes retornos a nivel científico, asociados al uso de las líneas de haz, tecnológicos e industriales, relativos a la participación de las empresas españolas en el desarrollo de componentes y sistemas para el acelerador y la instrumentación. El aumento de la comunidad científica usuaria de luz sincrotrón en España hizo posible la construcción de un sincrotrón en nuestro país: la instalación científica y tecnológica singular ALBA, situada en Barcelona.
En los últimos años, el ESRF ha abordado un ambicioso proyecto de actualización para aumentar la luminosidad del acelerador y el número y longitud de las líneas experimentales, permitiendo mantener a la instalación como una fuente luz sincrotrón de referencia en Europa. Además, empresas españolas han tenido un papel muy relevante en el diseño y la fabricación de los gilders, espectrómetros y onduladores.
Apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación
A través del CDTI, el Ministerio de Ciencia e innovación apoya a las empresas del sector de la industria de la ciencia en el desarrollo de la tecnología necesaria para que puedan ser competitivas en un mercado internacional muy exigente.
El CDTI dispone de diversas herramientas para apoyar tanto el desarrollo tecnológico como la transferencia de tecnología, aplicables al sector de la industria de la ciencia. A través de sus ayudas para la I+D+i empresarial, vehículos de capital riesgo e iniciativas de compra pública innovadora, uno de sus objetivos estratégicos alineado con la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027, es el impulso de la industria de la ciencia. Un ejemplo de ello es el proyecto PRISMAC.
Foto CIEMAT. Prototipo de imán dipolar superconductor combinado para HL-LHCEl proyecto PRISMAC tiene como objetivo abordar el desarrollo de grandes imanes superconductores de muy alto campo. La inversión nacional asciende a 18 millones de euros de un total de 30 millones de euros. Con ello, las empresas españolas podrán adquirir la experiencia técnica necesaria y así acceder a un mercado potencial de alto valor añadido de 5.000 millones de euros para el periodo 2025-2035. Se trata de un proyecto liderado en España por el CIEMAT en colaboración con el CDTI, como promotor de la actividad industrial con una inversión de 7 millones de euros.
El proyecto comprende la construcción de una serie pequeña de imanes dipolos superconductores combinados para el HL-LHC –Alta Luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones–, uno de los tipos de imanes con especificaciones más avanzadas que pueden construirse llevando al límite la tecnología actual. Los primeros prototipos de esta serie ya han sido diseñados y fabricados en el laboratorio de imanes de nueva generación del CIEMAT, con el reto de hacer frente al enorme par mecánico que aparece cuando los dos dipolos anidados que lo componen son energizados a su corriente máxima –más de mil veces superior que el proporcionado por el motor eléctrico más potente del mercado automovilístico actual–. La colaboración continuará con el desarrollo de un prototipo de imán con las mismas prestaciones que el descrito anteriormente, pero un metro más largo (2,5 m), culminando en un proceso de licitación para la fabricación por parte de la industria del resto de unidades necesarias para el proyecto HL-LHC, un total de 11 imanes cortos y 6 largos.
Posteriormente, se desarrollarán prototipos de imanes de 16 Teslas, de muy alto campo, de nueva generación para el FCC (Future Circular Collider), basándose en tecnologías aún en fase de I+D. Las empresas que hayan participado en la fabricación de los imanes para el HL-LHC y colaboren en los desarrollos de prototipos para el FCC, estarán en una posición de ventaja para afrontar las grandes series de la etapa 2025-2035, cuando el proyecto FCC se ponga en marcha.
Otro objetivo estratégico del proyecto PRISMAC es preservar los avances tecnológicos a nivel nacional para adaptarlos a otros sectores como aceleradores y tecnología superconductora para diagnósticos médicos y tratamientos oncológicos.
La industria de la ciencia española en la cadena de la innovación
La industria de la ciencia es una industria madura que trabaja también en otros sectores de alta tecnología, más allá de las Grandes Instalaciones Científicas, como es el caso del espacio, la robótica, la aeronáutica, la construcción de precisión, las telecomunicaciones, las energías verdes y renovables, etc. Todos estos sectores son susceptibles de adaptar soluciones de ingeniería desarrolladas con tecnologías generadas en el campo de las Grandes Instalaciones Científicas ya que, normalmente, en este sector los propios requisitos de los equipos y diseños precisan soluciones de ingeniería al límite del estado del arte.
El tema crucial en la transferencia de tecnología es la gestión de los derechos de propiedad industrial e intelectual, la transferencia de conocimiento, la comercialización de resultados de investigación y los modelos de innovación abiertos. Resolver estas cuestiones es clave para aprovechar todo el conocimiento y la tecnología desarrollada al amparo de las Grandes Instalaciones Científicas de forma que se produzcan productos y servicios novedosos por parte de nuestras empresas.
Podemos encontrar diversos ejemplos de transferencia de tecnología en industria de la ciencia. Uno de ellos nace del proyecto del Linear IFMIF Prototype accelerator (LIPAC), el acelerador lineal fabricado para el generador de neutrones del proyecto IFMIF-EVEDA para Japón, de la mano del CIEMAT. Este proyecto ha permitido a las empresas españolas participantes desarrollar y validar tecnologías para otros sectores, como el sector médico, desarrollando el diagnóstico de haz o beam scrapers.
Otro caso de éxito de transferencia de tecnología nacida de la colaboración con el CERN es la tecnología de comunicaciones White Rabbit, la solución para sincronización de redes de comunicaciones más precisa del mundo. Dicha tecnología se ha convertido en el referente internacional en soluciones de temporización de alta precisión, proporcionando sus soluciones a grandes infraestructuras científicas internacionales como el CERN, FAIR, IFMIF-EVEDA, SKA, CTA o KM3Net. Partiendo del sector científico, una empresa española spin-off de la Universidad de Granada ha industrializado esta tecnología, proporcionando soluciones innovadoras de respaldo del GPS o integrándola en grandes actores del sector financiero.
En el campo de la astronomía, también hay muchos ejemplos que han contribuido al desarrollo científico y tecnológico de la sociedad en multitud de disciplinas. Así, la trigonometría y los principios de navegación, por ejemplo, surgieron a partir de la observación del espacio. Por otra parte, las necesidades computacionales que demandan los astrónomos han contribuido al increíble desarrollo de las tecnologías de computación avanzada. Las tecnologías de imagen médica tienen mucho que agradecer a las técnicas de procesado de imagen desarrolladas en el campo de la astronomía, y los detectores CCD utilizados en astronomía fueron la base para el desarrollo de las cámaras que hoy en día encontramos en cualquier teléfono inteligente.
La mayor parte de las empresas pertenecientes a la industria de la ciencia española consideran dicho sector no solo como un mercado, sino también como un espacio de capacitación tecnológica y estratégica para otros sectores como el espacial o el aeronáutico, caracterizados por la alta precisión y calidad.
El CDTI
El CDTI es el órgano de la Administración General del Estado que apoya la innovación basada en conocimiento, asesorando y ofreciendo ayudas públicas a la innovación mediante subvenciones o ayudas parcialmente reembolsables. El CDTI también internacionaliza los proyectos empresariales de I+D e innovación de empresas y entidades españolas y gestiona la participación española en los organismos internacionales de I+D+I, como Horizonte2020 y Eureka, y en las industrias de la Ciencia y el Espacio. Adicionalmente, a través de la iniciativa Innvierte Economía Sostenible, apoya y facilita la capitalización de empresas tecnológicas.
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