Cómo la tecnología profunda puede impulsar la sostenibilidad y la rentabilidad en la fabricación

Los días de las operaciones que perseguían la velocidad, la calidad y la rentabilidad por encima de todo han llegado a su fin. Hoy en día, los objetivos que los fabricantes deben perseguir para garantizar la competitividad han evolucionado. La sostenibilidad, que durante mucho tiempo se consideró incompatible con estos objetivos tradicionales, es ahora un imperativo estratégico. Esto plantea una pregunta a los fabricantes: ¿Cómo pueden hacer que los productos y los procesos de producción sean más sostenibles sin dejar de ser rentables? Existe un vibrante ecosistema de empresas que han empezado a romper esta disyuntiva con la deep tech: el uso innovador de tecnologías físicas emergentes habilitadas por tecnologías digitales para resolver problemas a gran escala. Mientras intentan aumentar la rentabilidad y la sostenibilidad, es hora de que los fabricantes utilicen la deep tech de forma más generalizada y a escala. Una confluencia de factores está convergiendo para que esto sea posible. En primer lugar, la urgencia por lograr la sostenibilidad va en aumento, impulsada por los compromisos de producción neta cero y las demandas de las partes interesadas. En segundo lugar, el apoyo financiero y normativo al desarrollo de tecnologías verdes nunca ha sido mayor. La Ley de Reducción de la Inflación en Estados Unidos y el Acuerdo Verde Europeo en la UE son buenos ejemplos de ello. Y en tercer lugar, las tecnologías potencialmente transformadoras están saliendo del laboratorio y entrando en el mundo real, con muchas demostrando su éxito a escala. Esta dinámica cambiante presenta oportunidades para los fabricantes, como crear nuevos mercados o trasladarse a ellos, o asegurarse una ventaja a la hora de hacer frente a la escasez de suministro, especialmente de materiales ecológicos. Para captar estas oportunidades, romper sus equilibrios y ofrecer sostenibilidad, los líderes deberán aplicar una tecnología profunda tanto en sus productos como en sus procesos. También tendrán que considerar cómo colaborar con el ecosistema de innovación, especialmente con las empresas de tecnología profunda más jóvenes. La tecnología profunda puede mejorar el perfil de rentabilidad-sostenibilidad de los productos Con la tecnología profunda, las empresas manufactureras pueden reimaginar la esencia misma de sus productos. En lugar de ofrecer mejoras incrementales o sustituciones parciales -que a menudo no aportan beneficios significativos y pueden ser incluso contraproducentes- es esencial que las empresas consideren actualizaciones más fundamentales de los productos. Los fabricantes pueden desarrollar y utilizar nuevos materiales desvinculados de las cadenas de suministro o de las huellas medioambientales de los materiales heredados. Los materiales biológicos producidos sintéticamente pueden actuar como bloques de construcción sostenibles o como sustitutos drop-in. Los segmentos de mercado en los que un producto fabricado de forma sostenible se traduce en un nuevo reclamo de producto relevante tienen más probabilidades de obtener una prima ecológica, por ejemplo en el espacio de la belleza personal. Consideremos Geno, una empresa con sede en San Diego que ha desarrollado alternativas vegetales para el aceite de palma y los ingredientes de belleza, limpieza y confección de origen fósil basándose en su plataforma de biología sintética. La huella de carbono del aceite de palma basado en la biología sintética de Geno es hasta un 50% inferior a la de los ingredientes convencionales derivados de la palma. Al ofrecer trazabilidad y reducir la dependencia de las cadenas de suministro tradicionales de aceite de palma, su uso también impulsa la transparencia y la resistencia de la cadena de suministro. Del mismo modo, Modern Meadow ha desarrollado un colágeno derivado de la biología sintética con efectos bioactivos únicos. El proveedor de ingredientes especiales Evonik se ha asociado con Modern Meadow para llevarlo a escala en el sector del cuidado personal y la cosmética. La tecnología punta puede contribuir tanto al suministro como a la estabilidad de los precios de las materias primas, que son clave para un fabricante. Cambiar a materiales renovables o más abundantes responde a ambas necesidades y puede incluso acortar las cadenas de suministro, reduciendo la complejidad y la huella de carbono de su red logística. Niron Magnetics, por ejemplo, ha desarrollado y está ampliando la producción de imanes de alto rendimiento. Sus imanes se fabrican a partir de nitrógeno y hierro ampliamente abundantes, una alternativa viable para aliviar la cadena de suministro de metales de tierras raras, que se concentra en unas pocas fuentes y se procesa en sólo unas pocas plantas en todo el mundo. Aunque inicialmente están destinados a aplicaciones como sensores o altavoces, estos imanes pronto podrían contribuir a que los motores de los vehículos eléctricos, como los de Tesla, no contengan tierras raras. Otra forma de mejorar el perfil de rentabilidad-sostenibilidad es cambiar el perfil de rendimiento de un producto, por ejemplo alargando su vida útil o dotando al producto de propiedades sostenibles que no son posibles con los materiales convencionales. Basilisk, por ejemplo, ha desarrollado un tratamiento "drop-in" de base biológica, elaborado con microorganismos de ingeniería mediante técnicas syn-bio, que puede mezclarse con el mortero o aplicarse a estructuras de hormigón ya existentes. Este sistema de reparación utiliza microorganismos productores de caliza para eliminar la necesidad de reparar y mantener las grietas. Dependiendo del producto, esto puede reducir las emisiones deCO2 entre un 30 y un 50% frente al hormigón convencional al prolongar la vida útil del hormigón y reducir la cantidad de acero necesaria para el refuerzo. Si se aplica a escala, esto podría suponer una reducción de las emisiones globales deCO2 de más del 1,5%, ya que actualmente más del 6% de las emisiones globales deCO2 proceden del hormigón. La tecnología profunda puede hacer más convincente la economía de los procesos sostenibles No son sólo los productos en sí los que crean limitaciones, sino también los procesos utilizados para fabricarlos. Boston Metal reimaginó el proceso convencional de fabricación de acero, intensivo en carbono, inventando un nuevo proceso electrolítico y el aparato asociado capaz de funcionar con electricidad 100% renovable y sin emitirCO2. La técnica de electrólisis de óxido fundido, posible gracias a nuevos materiales de electrodos que soportan altas temperaturas y son estables en presencia de oxígeno, tiene el potencial de reducir la huella de carbono de la industria siderúrgica, responsable actualmente de hasta el 8% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. La tecnología profunda puede permitir la innovación en los procesos para conseguir cambios radicales en la eficiencia energética. Combinada con nuevos habilitadores de la producción -como un cambio de las líneas de montaje lineales a pequeñas fábricas celulares- los fabricantes pueden aumentar la flexibilidad, introducir la opcionalidad de la fabricación local y realizar la transición a una red de producción con menor huella de carbono. Por ejemplo, el fotorreactor escalable de Syzygy Plasmonicscombina luz LED y nanopartículas fotocatalíticas para llevar a cabo reacciones químicas, lo que es posible gracias a la combinación de los avances en materiales arquitectónicos y la innovación en fotónica. Como el reactor concentra la energía de la luz exactamente donde se necesita, las conversiones resultan mucho más eficaces y sostenibles que una reacción convencional. Al eliminar la necesidad de combustión en la industria química, que genera muchas emisiones, Syzygy Plasmonics pretende evitar una gigatonelada de emisiones deCO2 de aquí a 2040. Por último, los fabricantes pueden desarrollar y utilizar procesos totalmente nuevos, como la nueva fabricación aditiva o las técnicas de fermentación de precisión, que permiten la realización de productos sostenibles convencionalmente no fabricables. Con la tecnología profunda, los fabricantes pueden diseñar procesos que reduzcan el número de transformaciones que requieren energía construyendo desde el átomo hacia arriba. Geno ha escalado con éxito su tecnología de biología sintética y su cadena de suministro basada en granjas para abordar grandes mercados de ingredientes como el butanodiol (BDO), un producto químico industrial, y el nylon crítico para los objetivos de sostenibilidad de sus socios de marca como Unilever, L'Oréal y Lululemon. Los ejecutivos de operaciones deben buscar incentivos, subvenciones y otras oportunidades creadas por las recientes políticas gubernamentales. En Estados Unidos, sólo la IRA cubre 71.000 millones de dólares en estímulos para la fabricación avanzada, las instalaciones industriales y la eficiencia energética. Construir un ecosistema de innovación La tecnología profunda opera en la intersección de varias tecnologías emergentes, como la biología sintética y la impresión en 3D. Aborda cuestiones complejas que atraviesan distintos campos científicos. Necesita servir a necesidades reales del mercado, al tiempo que a menudo exige una financiación significativa y periodos de desarrollo prolongados. A las empresas tradicionales les puede resultar difícil navegar por este panorama tan cambiante. Y pocas, por no decir ninguna, dispondrán de las herramientas y capacidades necesarias para hacerlo solas. Para empezar a progresar, los fabricantes deben tratar de colaborar con socios , a través de alianzas comerciales, incubadoras o ecosistemas que pueden incluir incluso a gobiernos y al mundo académico, por ejemplo. Por muy contraintuitivo que pueda parecer, las empresas de alta tecnología más jóvenes y los fabricantes ya establecidos no deberían competir, sino colaborar. Los fabricantes establecidos pueden esperar obtener acceso a tecnologías novedosas y conocimientos específicos que les permitan aplicar la deep tech en sus productos y procesos. Cuando se asocien con empresas emergentes de tecnología profunda, los fabricantes deben buscar las soluciones que sean más compatibles con su dominio y aprovechar los activos y capacidades únicos que puedan aprovechar para crear valor para sus esfuerzos conjuntos. La empresa biotecnológica LanzaTech, con sede en Chicago, por ejemplo, ha desarrollado una tecnología basada en microbios que utiliza gases residuales que contienen monóxido de carbono e hidrógeno como materia prima para producir bioetanol. En asociaciones como la que mantiene con BASF, el mayor fabricante de productos químicos del mundo, LanzaTech trabaja para convertir el carbono de los gases de escape de los procesos industriales, como la fabricación de acero, en materias primas sostenibles para diversas industrias. Al capturar y utilizar el carbono de esta forma, la tecnología puede ayudar a reducir las emisiones de carbono de muchos fabricantes y de las cadenas de suministro asociadas. BASF mejora así la sostenibilidad del uso de los recursos de sus clientes y ayuda a crear demanda de la tecnología de LanzaTech. Este ejemplo es sólo uno de muchos. A la hora de colaborar con start-ups de tecnología profunda, los fabricantes pueden plantearse asociaciones, empresas conjuntas o fusiones y adquisiciones. La estrategia de compromiso óptima y el socio adecuado dependerán de las limitaciones específicas a las que se enfrente un fabricante en su dominio, de la necesidad de complementar las capacidades internas ausentes y del nivel de ambición o escala deseado. Para lograr el éxito comercial activado por la tecnología profunda a escala, los fabricantes deben combinar la innovación de sus productos o procesos con cadenas de valor fundacionalmente diferentes. Nuestra amplia investigación sobre los ecosistemas empresariales muestra que las transformaciones de la cadena de valor, aunque supongan un reto y a menudo requieran una amplia colaboración, desbloquearán un enorme valor. Los fabricantes pueden aprovechar sus capacidades únicas y las relaciones existentes para influir en los proveedores y distribuidores para que realicen la transición a soluciones o infraestructuras que respalden los nuevos procesos y productos o ayuden a navegar por el entorno normativo. Consideremos la industria de la moda, que representa alrededor del 4% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial. Los esfuerzos de innovación en materia de sostenibilidad, que deben ser eficaces a lo largo de las complejas cadenas de valor mundiales de la moda, se enfrentan a un reto especial en el entorno económico actual. Las empresas están aunando riesgos mediante la colaboración intersectorial a través de un consorcio como Fashion for Good. Fashion for Good ha establecido un programa de innovación que conecta a marcas, minoristas, fabricantes e inversores para desarrollar y ampliar soluciones disruptivas dentro de la industria textil. Los miembros de esta iniciativa, que abarca a toda la industria, pretenden hacer realidad los objetivos colectivos de lograr un cambio sostenible en ámbitos como los materiales, el procesamiento o el fin de uso, pero no pueden hacerlo de forma individual. El grupo ha lanzado, por ejemplo, el Proyecto de textiles de carbono renovable, centrado en la producción de fibras a partir de polímeros de polihidroxialcanoatos (PHA), que podrían ofrecer una alternativa sostenible y biodegradable a las fibras tradicionales de origen fósil, con el potencial de reducir significativamente las emisiones en la cadena de valor de la moda y, al mismo tiempo, permitir a los fabricantes afinar las propiedades de los tejidos. El proyecto combina la experiencia de innovadores como Danimer Scientific, Bio Craft Innovation, Paques Biomaterials, Helian Polymers y Newlight Technologies con otros actores de la industria que pondrán a prueba las soluciones, aportarán financiación y ayudarán a ampliar la escala de la solución. Conclusión Los ejemplos de empresas de deep tech y las colaboraciones con los titulares de la industria manufacturera demuestran que la deep tech ya puede ayudar a las empresas a cumplir el paradigma de las operaciones, avanzando en una agenda común de sostenibilidad sin sacrificar la rentabilidad a largo plazo. El verdadero reto no es la tecnología en sí, sino la inercia de las inversiones de capital establecidas desde hace mucho tiempo y los enfoques de fabricación probados por el tiempo: superar esto no es una hazaña pequeña. Dada la apremiante urgencia de la sostenibilidad, los fabricantes deben actuar con rapidez y decisión. Los fabricantes que aprovechen sus capacidades únicas y consigan identificar los modelos de compromiso adecuados pueden utilizar la tecnología profunda como motor crítico de su ventaja competitiva, y ahora es el momento de empezar.

Cómo la tecnología profunda puede impulsar la sostenibilidad y la rentabilidad en la fabricación

Resumen.

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